高温高湿袋除尘器 滤袋使用寿命浅析

高温高湿袋除尘器滤袋使用寿命浅析

袋除尘器的主要缺点就是需要定期换袋，增加了运行费用和维护工作量，给用户带来不便，滤袋寿命是袋除尘器主要考察指标之一。滤袋寿命不仅仅与滤料材质有关，更与除尘器使用条件，除尘器结构，工作机理等诸多因素有关。特别是玻纤袋，虽然耐高温(230~280℃)，但不耐磨、不耐折、不耐碱，抗折性差是其致命弱点。下面结合我院环保所研制的高温高湿袋除尘器，讨论如何增加玻纤袋的使用寿命。

1 气流方向

进气气流是向上流动好，还是向下流动好呢？设想将气体入口设在袋室底部，气流自下向上流动时，含尘气体进入除尘器后，最重的灰尘立即沉降到灰斗中去，从而减少织物磨损和延长清灰的间隔时间。因为清灰时分隔室是关闭的，不会使灰尘迎着向上的气流下落。而且如果进气气流是向下流动，顶部需要增加花板，造价较高，由于除尘器有上下两块花板，不便于调节滤袋张力。从这些方面看，气流向上流动的设计是合乎逻辑的，并能降低造价。

在向上流动时，粉尘能够直接落入灰斗，不经织物捕集的粒子粒度要由滤袋入口的气流速度决定（就大部分除尘器的应用情况来看，这个粒度在3微米左右）。因此，根据粒子粒度分布情况选择向上或向下流动，会减小灰尘层的平均重量。大于极限粒度占多数的灰尘更适宜于采用气体向上流动的方式。

高温高湿烟气所含粉尘细度视物料而异。高温高湿袋式除尘器采用下进气方式，并设置导流装置及气流膨胀室，如图1所示，将大颗粒粉尘直接导入集灰斗，从而减轻了滤袋负荷，减少了粉尘颗粒对滤袋的磨损（特别是对于颗粒较粗，质地坚硬，表面呈不规则棱角状的粉尘）。

2 滤袋长径比

滤袋长径比是衡量袋除尘器性能的一个参数，一般为10~60。大部分圆筒滤袋的直径是120~300毫米。除了和直径的关系以外，滤袋长度还受如下一些条件的限制：

（1）滤袋向上伸长，由织物支承的重量加大，张力亦加大。如果滤袋顶部的张力太大，可能把袋口线缝拉出破洞来；（2）滤袋延长，除尘器外壳也要延长，其构件强度就得增加；（3）清灰使滤袋长度受到限制，滤袋越长，端口就越容易损坏。一般而言，清灰需要的能量比长度增加得更快；（4）在清灰时不停止过滤的滤袋，必然有一部分下落的灰尘再次被织物捕集。滤袋愈长，这种再次沉积物愈多。在清灰时停止过滤的滤袋，清灰后需暂停，以允许灰尘沉降到灰斗中。滤袋愈长，清灰的分隔室恢复工作愈慢；（5）过长的滤袋，安装、维护、检查不方便。目前反吹风袋除尘器滤袋一般最长为12米。

3 滤料的表面处理

玻璃纤维滤料能耐较高温度，抗拉强度大，但耐磨性、抗折性差，不耐水解，故一般玻纤滤料需用有机硅油等进行处理，使之润滑，以减少滤袋清灰时纤维与纤维的摩擦阻力。在研究滤袋损坏问题时，发现当粉尘沉积在纱线的纤维中间后，清灰时就会阻碍滤袋各根纤维的相对运动，结果大大

减少滤袋的使用寿命。就是因为这时纱线就象单根纤维，而不是一束纤维那样被迫弯曲之故。用水和去垢剂洗涤织物，除去粉尘，滤布就恢复原来的强度。这说明使用有机硅油作为润滑剂，让各根纤维在滤袋折曲时可以互相滑动的重要性。有机硅处理除了可以减少纤维间的摩擦，延长滤袋寿命外，还可以使织物易于清灰和防止滤袋吸湿。当然，也可采用表面覆膜方法，但会使成本大大提高。美国杜邦公司开发的Tefaire复合针刺毡，是用细玻璃纤维与聚四氟乙烯（PTFE）纤维紧密混合后、针刺在用100%PTFE 复丝纱或单丝纱织成的网布上形成。低摩擦的PTFE纤维的“干润滑”效果有助于保护细的玻璃纤维，防止其过早断裂。美国Menardi公司新开发出SDF 处理技术，因为织物的纱线间距和膨化表面都会存在一些肉眼观察不到的差异，可能造成滤袋堵塞或泄漏，利用SDF处理技术来固定织物的组织和密化膨化纤维，使整个滤布表面的孔隙更均匀，以达到更大的气流量、更均匀的流速、更低的压降、更好的透气性和更均匀的粉尘过滤层，从而使收尘效率比标准滤布提高了10%。同时，由于组织均匀，滤布的耐撕裂、耐拉伸和耐磨性能更好，从而具有更长的使用寿命。

高温高湿袋除尘器滤袋采用了抗结露配方，在此配方中采用有机硅类憎水剂，用它处理的滤料，具有憎水、耐折、耐磨等性能。

4 过滤风速与气流均布

4.1 过滤风速

过滤风速是决定除尘器性能的一个重要因素。太高，会造成压力损失过大，使滤袋堵塞和迅速损坏。玻纤袋除尘器净过滤风速一般在0.5m/min以下。

一般来说，对于粉尘浓度高、颗粒细、磨损性大的含尘气体，过滤风速应取小一些。

4.2 滤袋入口气流速度

也称“灌入速度（can velocity ）”，它的大小对滤袋被过滤的含尘气体磨损、以及因脉冲清灰而脱离滤袋的颗粒物随气流重新返回滤袋表面有影响。 滤袋的长径比影响入口气流速度。在内侧过滤的圆筒形滤袋入口气流速度U i 为：

其中：U s —过滤风速

例如，当过滤风速U s =0.5米/分，长径比L/D=45时，入口速度U i 一般取90米/分。这个速度是许多袋除尘器的典型速度。

当气流向上流动时，入口速度愈大，愈会把大粒子带到滤袋中去。这样，灰尘沉积物增加得就愈快。因此应尽量减小滤袋入口气流速度。

4.3 气流均布

前面所述过滤风速和灌入速度二者的数值在袋式除尘器内各处都应保持一致。如果按0.45m/min 的过滤风速设计的袋式除尘器中气体分布不均匀，以致一个分隔室中以不到0.45m/min 的气布比运行，而在另一分隔室中可能以超过0.7m/min 的气布比运行，则该除尘器是很难正常运行下去。同样，如果设计的灌入速度平均值为70m/min ，但因入口气体分布不良，袋式除尘器系统的某些部位达到150m/min 或更高的灌入速度，而其他部位则是空气死区或有逆流。这样就会导致滤袋过早地损坏。对于较长滤袋，还要求气流沿滤袋长度方向分布均匀。因此，在袋式除尘器中采取某些使气流均布的措施是很重要的。

高温高湿袋式除尘器采用下部进气，进气和排气管道均采用“梯形”设计。进气管道是敞开式的，“敞口”与灰斗相通，可避免进气管道内粉尘积灰。高温高湿袋式除尘器的进气管道和导流板的设计，对气流起到均匀分配的作用，所以保证了每个袋室气流均匀分配、压降平衡，有利于提高滤袋的使用寿命。

5 滤袋安装的松弛量

滤袋安装的松弛程度和滤袋的寿命有关。当滤袋有积尘时，会伴随着许多重要现象：滤袋上粉尘层的重量是变化的；通过折曲区域的气流速度高于标称气流速度，故滤袋在折曲区域易发生损坏；试验表明，把滤袋的松弛量从高的数值减少到一定值时，滤袋寿命延长约一倍。再减少松弛量，滤袋张得过紧，由于一些未知的因素，耐用性又降低。这些数据说明了需要严格控制这一变量。玻纤袋在挂袋时采用专用工具，用25~30公斤拉力将滤袋张紧为宜。

6 适度清灰

对于负压操作玻纤袋除尘器，多采用反吹清灰,主要是利用风力使滤袋内、外静压改变，造成袋外静压高于袋内静压。滤袋因受压力被压缩变瘪，从而破坏了滤袋表面的积灰层，即所谓缩袋清灰。清灰力度直接影响到滤袋寿命。

6.1 避免过度清灰

滤袋缩瘪程度可分为二个状态,第一状态：清灰过程一旦开始，袋室为正压，灰斗为负压，滤袋由上而下逐步被压变瘪，整个滤袋因受重力作用自由下垂，其断面形状很不规则，一般呈扁状，上口仅受拉力作用如图2(a)。第二