袋式除尘器的发展综述

关于袋式除尘器发展的文献综述摘要：本文主要从袋式除尘器的滤料、清灰方式、清灰状态等几个方面论述了袋式除尘器的发展应用情况，并且同时涉及实际应用中出现问题及解决方法以及袋式除尘器最近几年的新的技术。

关键词：袋式除尘器；发展；滤袋；清灰袋式除尘器是过滤式除尘器的一种。

19世纪中叶开始用于工业生产，其运行可靠稳定，使用灵活，操作简单，除尘率高，最小可捕集0.1微米左右的粉尘。

袋式除尘器是一种能够满足严格的环保要求且最可信赖的除尘器，以其适强之特点广泛应用于冶金、机械、化工、建材、粮食及其他工业部门。

在大气污染、环境保护及人体健康、回收利用等方面发挥着重要作用[1]。

1.发展和应用现状1.1滤料滤料为袋式除尘器的主要部件．其造价占设备的10—15%。

滤料有一定的使用寿命，损坏袋的更换，会增加设备费用。

随着科学技术的发展和环保要求的提高，滤料也断发展。

滤料按结构可分为两类：织布和针刺毡。

到目前为止，工业生产中广泛应用的滤料是织布。

针刺毡致密，阻力，容尘量较小，但易于清灰，因而适用于工业腺尘。

近年来针刺毡织造技术发展迅速，因而其在工业上有较广泛应用。

据联邦德国1979年统计，德国使用的全部滤料中针刺毡占90％，随着我国制毡技术的日益成熟，针刺毡将是滤料发展的一种新的趋势[2]。

在20世纪60年代，袋式除尘器多采用棉、毛等天然纤维织成的滤料。

棉织物虽然价格便宜，但不耐高温，工作温为75～85℃。

棉布耐酸性差，特别是高于60℃和稀酸条件下易于破坏，棉布耐碱性能好且棉纤维为非弹性的，尺寸稳定性好。

在正常情况下．棉布吸湿性也较好，耐磨性中等。

毛织滤料透气好、阻力小、容尘量大、过滤效率高、易于清灰。

但由于毛料造价高于棉布和合成纤维．使用不是很普遍。

20世纪70年代，随着石化台戍工业的发展，当前工业胃的过滤材料趋势是台成纤维和无机纤维来替代天然纤维。

近年来无机纤维有很大发展，玻纤滤料就是一例。

玻纤滤料用于高温过滤已有多年历史，目前在日本、德国等得到比较广泛的使用。

此外，碳素纤维，矿渣纤维、硅酸盐纤维，陶瓷纤维、碳化硼纤维、碳化硅纤维等滤料正在研究之中。

为了提高滤科的耐高温、耐磨性和抗折弯性．要对玻纤进行辅助性处理。

主要处理方式有浸纱和浸袋工艺。

金属纤维滤料主要用于高温烟气的过滤，例如用于发电厂锅炉烟气。

采用金属纤维可达到与其他纤维滤料瑁同的过滤性能，阻力小，清葳较容易，能够用于高粉尘负荷和较高的过滤速度。

此外金属纤维滤料还有防静电、抗放射辐射的性能，寿命也较一般纤维滤布长。

在粮食行业常用的208涤纶绒布及729滤布，适用于低于130℃的场合。

208涤纶绒布的网孔宽5—10微米，使用时绒布面向内。

729滤布价格低，在气布比小于1.5m/min时寿命高于208涤纶绒布。

我国生产的回转反吹扁袋除尘器几乎都采用208涤纶绒布，绒面在内接触骨架，光面在外接触粉尘。

上述两种滤料都具有强度高、耐磨性好、耐稀碱而不耐浓碱，对氧化剂及有机酸的稳定性高。

除在粮食行业应用外，在球泥、冶金、碳黑工业中也有应用。

但粮食行业滤料正在向着针刺毡呢发展，部分除尘器厂家和用户已经倾向于针毡呢。

在国已经开始使用的高温纤维滤料多为聚恶二醋纤维(POD)，此纤维可织成斜纹平面绒布，厚度为1.1mm，单位重量大于400g/m2，通气率13.8m3/min。

可耐各种油类及其它有机溶剂，可在170℃高温下长期工作。

由于造价不断降低，其市场前景良好。

另一种常用的高温滤料为更耐高温滤料诺梅克斯(Nomex)，于20世纪50年代研制成功的一种耐热尼龙纤维，在210℃时物理性质保持不变，且尺寸稳定性好，可织布可制毡。

诺梅克斯机械强度高，适于脉冲喷畋，过滤风速可提高到2.4m/min。

与玻纤相比，其造价高2～4倍，但其过滤风速较之要高，且使用寿命为玻纤的2～10倍，所以诺梅克斯更具有优越性。

近年来发展非常迅速，应用很普遍。

我国试制成功的诺梅克斯纤维(HT～I)造价较高，目前已在部分行业、企业普及使用。

1.2清灰方式清灰效果是决定袋式除尘器性能一个重要因亲。

根据清灰机理的不同，清灰方式太致可分为机械振动和气流反吹两大类。

机械振动清灰包括人工振动和机械振打。

气流反吹包括借助压缩空气的脉冲喷吹、回转反吹及气环反吹等。

同时又有一些新的清灰方式现出，例如利用弹振机理[3]滑灰和利用声波辅助清灰。

1.2.1振打方式振打滑灰一般由机械装置振打或摇动悬吊滤袋的框架，从而使滤袋上粉尘产生振动而清落。

机械振打的袋式除尘器主要是依靠振打系统，传动清灰振打锤，振打框架而清灰。

例如电动清灰，就是利用振动器振打框架达到清灰的目的。

最简单的振动器是在电机的轴上安设一偏心块来产生振动。

电动清灰时，以每分钟2800次的频率带动悬吊架和滤袋做高频振动，从而使粉尘脱落。

这种利用高频振动与机械振打相比，滤袋承受的交变拉力小，因而滤袋寿命长且清灰彻底。

因电动器工作由时间断电器控制，其清灰时间和周期可调，所以又具有一定的适应性。

电动清灰袋式除尘器在邯郸水泥厂的水泥库顶使用效果良好。

1.2.2脉冲喷吹清灰脉冲喷吹清灰的袋式除尘器具有清灰能力强、清灰效果好的特点，目前在铸造、喷砂、工业锅炉、建材、化工及粮食行业得到广泛的应用。

根据其喷吹压力的不同，可分为高压脉冲和低压脉冲两类。

高压脉冲空压机提供气源，喷吹压力为0.4—0.7MPa;低压脉冲采用低压气泵供气，压力为0.05—0.07MPa。

高压脉冲喷吹压力高，清灰能力大，清灰效果好，并可多台共用一压缩气源。

但由于采用高压压缩空气，喷吹压力高，影响布袋的使用寿命。

压缩空气会出现水蒸气凝结现象，可使粉尘结块，影响正常过滤。

其气源配套设备较多，一次性投资较大；喷吹系统复杂，易损件多。

基于上述原因，高压脉冲有向低压脉冲发展的趋势。

但是高压脉冲仍有其适用的场合，其适用于处理风量大，粉尘浓度高的场台并且多台设备共用一套压缩系统，可降低运行成本，便于集中控制和管理。

低压脉冲于高压脉冲的基础之上，增加了一个存气箱。

由低压气源供气，一部分气体存于存气箱内。

喷吹阀固定在存气的底部。

关阀时压住袋口，打开时存气箱的压气进入布袋，起到清灰的作用。

根据喷吹管的形式及位置差异可将袋式除尘器分为中心喷吹和环隙喷吹。

两者都是通过喷出的射流为一次气流，从室外引入二次气流，从而增加喷吹的空气量[6]。

中心喷吹的喷嘴为圆形，安装于袋筒的中央上方。

而环隙喷吹主要构件为环隙引射器，其上下体之间有一狭窄的环形缝隙[8]。

环形缝隙引射器喉部断面大，阻力小，提供相同压力时，引射量较大．因而在豫尘器的发展中，环隙喷吹将会有一席之地。

该类除尘器在有色金属、水泥和电站锅炉上应用较多。

根据喷吹位置和方式的不同，脉冲除尘又可分为顺喷、对喷和侧喷三种方式。

顺喷式是指清灰气流和含尘气流的方向一致。

为了使处理量大，占地面积小。

1983年出现了一种对喷式脉冲。

此种除尘器在上箱体和挣气联箱均安装喷吹管。

喷吹时，上下喷吹管同时喷吹，气流相互冲撞产生压力余波，有利清灰，这样可以增加滤袋的有效长度，滤袋可长达5m。

侧喷式其含尘气流由中箱体的下部或灰斗处进入除尘器．经滤袋过滤后，由上箱体汇集，通过中箱体侧壁上设置的引射器后排出。

与一般脉冲除尘器的不同之处在于，将上箱体安排成两排以上的滤袋分室，各室隔开，每一室中箱侧壁设一大喉管引射器。

清灰时．压缩空气从侧壁喷口喷出．诱导二次空气一起进入箱体，使滤袋产生与过滤相反的振动和反吹而清灰。

由于侧面清灰，各部分受力一敢，滤袋不会因为局部破损而废弃。

同时由于侧喷的喷吹裂置在侧面，有利于方便快速的更换滤袋。

脉冲阀工作状态是否良好直接影响袋式除尘器中的清灰效果，而且与除尘器的运行阻力有密切的联系。

在以往的脉冲喷吹系统中，大都采用直角脉冲阀。

这种阀的压气进入方向与射出方向成一直角故而得名。

由于脉冲阀舯结构复杂，压气通过时方向和速度多次的改变，因而阻力较大。

为了解决这个问题，符合进一步降低喷吹压力要求，出现了直接嵌入气包的直通式脉冲阀。

其工作原理与直角阀相同，但结构较简单。

当膜片打开时压气直接由气包进入喷吹管。

为了进一步降低喷吹压力，出现了双扭形的出口脉冲阀，并在其上加设倒流锥。

这些措施太大降低喷吹压力，为高压喷吹向低压喷吹铺平了道路。

近年出现了一种双膜片阀，膜片分为控制膜片和主膜片，该阀具有动作快．不易损坏，性能稳定等特点。

目前三种阕都在使用，由于直通阀和双膜片阀的各自优点，其广泛应用将会是一种趋势。

但是否考虑将直通阀和以膜片阗相结台，综合两者的优点。

1.2.3反向气流清灰在处理太气量时，往往都采用反吸风布袋睬尘器而不采用脉冲喷吹。

另外有一种特殊的反吹形式，即气环反吹。

气环反吹清灰是在内滤式圆筒形滤袋的外侧，贴近滤袋表面设置一个中空的圆环，圆环可上下移动，利用软管与压气或高压风机连接，由圆环上的缝状喷嘴喷出高速气流，把沉积在滤袋表面的内侧粉尘清落。

气环反吹清灰能力较强，适用于毡类的滤袋。

气环用链条传动使之沿导轨上下移动．结构比较复杂．且容易产生损伤滤袋的现象。

气环反吹若应用于织布，反向气流可能会破坏初滤层而使收尘率降低，目前仅在制氧机上有所应用。

回转反吹袋式除尘器是日，美等国家于60年代开发的一种新型袋滤器。

1962年日本首先研制成功．同时美国Carter-Day公司推出RJ、RF两个系列回转反吹袋式除尘器：美国Pnoumtail 公司推出PN系列回转反吹回袋式除尘器。

我国于1975年着手开发回转反吹扁袋除尘器。

1979年编制回转反吹圆袋式除尘器系列化设计、现有ZC、LMF、FD、LDB等十六个系列。

近年来，回转反吹袋式除尘器又有一些新的发展。

在旋臂的形式上，改用自平衡性能较好的双臂对挑式或采用三臂分叉式[4]。

在反吹形式上，发展更是迅速。

一是采用步进式定位喷吹技术，它突破丁传统的匀速回转机构宴现动态清蔽的束缚，借助于一套专门设计的步进定位喷吹机构，即在原有的双级蜗轮前置槽轮拨动定位结构，按外圈袋数确定定位喷畎次数，按槽轮结构和形状确定定位时间。

这样处理解决了内外围滤袋清灰不均匀的同题，又克眼了粉尘二次反滤的问题[11]。

1.3清灰状态就袋式除尘器清灰技术而言，清灰方法的演变对其推广和扩大应用起了主要作用。

但在清灰过程中往往不等粉尘沉降到底，气流已经开始过滤，造成粉尘二次扬起。

于是为了避免上述现象的发生就涉及到分状态清灰的问题。

为了减小二次扬尘，由传统二状态清灰演变出三状态和四状态清灰。

由于二状态清灰反吹时间短，反畋下的粉尘来不及全部下落到灰斗，过滤已经开始，容易造成二次反滤，特别是滤袋越长，这种现象越严重。

由于三状态清灰对于二次反滤没有完全的控制，三状态清灰强度较高时对粉体的破陴现象严重，且三状态清灰滤袋变形辐度较大对其寿命不利．而且实验表明，四状态的阻力小于三状态的阻力。