袋式除尘器(共25页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上第六节 袋式除尘器 袋式除尘器是一种高效干式除尘器。它是依靠纤维滤料做成的滤袋，更主要的是通过滤袋表面上形成的粉尘层来净化气体的。几乎对于一般工业中的所有粉尘，其除尘效率均可能达到99以上。如果所用滤料性能好，设计、制造和运行得当，则其除尘效率甚至可以达到999。通常滤袋多做成圆柱形，其直径120300mm，长度可达10m。为了使结构紧凑，滤袋也有做成扁袋的，其厚度及间距可以只有2550mm。其处理风量可以从每小时几百立方米到百万立方米。由于所采用的滤袋形式、组合方式以及清灰方式等不同，袋式除尘器的种类很多。特别是近40年来，由于新的合成纤维滤料的出现，清灰方法的不断改进以及自动控制和检测装置的使用，使袋式除尘器得到迅速发展，已成为各类高效除尘设备中最富竞争力的一种除尘设备。 一、袋式除尘器的基本原理 (一)滤尘机制简单的袋式除尘器如图618所示，含尘气流从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被滤料阻留下来，透过滤料的清洁气流由排出口排出。沉积于滤料上的粉尘层，在机械振动的作用下从滤料表面脱落下来，落入灰斗中。袋式除尘器的滤尘机制包括筛分、惯性碰撞、拦截、扩散、静电及重力作用等。筛分作用是袋式除尘器的主要滤尘机制之一。当粉尘粒径大于滤料中纤维间孔隙或滤料上沉积的粉尘间的孔隙时，粉尘即被筛滤下来。通常的织物滤布，由于纤维间的孔隙远大于粉尘粒径，所以刚开始过滤时，筛分作用很小，主要是纤维滤尘机制惯性碰撞、拦截、扩散和静电作用。但是当滤布上逐渐形成了一层粉尘粘附层后，则碰撞、扩散等作用变得很小，而是主要靠筛分作用。 图618 机械振动袋式除尘器 一般粉尘或滤料可能带有电荷，当两者带有异性电荷时，则静电吸引作用显现出来，使滤尘效率提高，但却使清灰变得困难。近年来不断有人试验使滤布或粉尘带电的方法，强化静电作用，以便提高对微粒的滤尘效率。重力作用只是对相当大的粒子才起作用。惯性碰撞、拦截及扩散作用，应随纤维直径和滤料的孔隙减小而增大，所以滤料的纤维愈细、愈密实，滤尘效果愈好。 (二)滤尘效率在各种除尘装置中，袋式除尘器是滤尘效率很高的一种，几乎在各种情况下，滤尘效率都可以达到99以上。如设计、制造、安装运行得当，特别是维护管理适当，则不难使其除尘效率达到999。在许多情况下，袋式除尘器的排尘浓度可以达到每立方米数十毫克，甚至01mgm3以下。因此，有时可以将袋式除尘器排气送回车间内部循环使用，节省了为补给空气加热或冷却的能耗和费用。当然，在设计、选用不当或操作管理不善的情况下，袋式除尘器的排尘浓度也会达到很高数值。影响袋式除尘器滤尘效率的因素包括粉尘特性、滤料特性、运行参数(主要是粉尘层厚度、压力损失和过滤速度等)以及清灰方式和效果等。下面仅对几个主要影响因素做一简述。1滤料的结构及粉尘层厚度袋式除尘器采用的滤料可以是织物(素布或起绒的绒布)，也可以是辊压或针刺的毡子。不同结构的滤料，滤尘过程不同，对滤尘效率的影响也不同。素布中的孔隙存在于经、纬线以及纤维之间，后者占全部孔隙的3050。开始滤尘时，大部分气流从线间网孔通过，只有少部分穿过纤维间的孔隙。其后，由于粗尘粒嵌进线间的网孔，强制通过纤维间的气流逐渐增多，使惯性碰撞和拦截作用逐步增强。由于粘附力的作用，在经、纬线的网孔之间产生了粉尘架桥现象，很快在滤料表面形成了一层所谓粉尘初次粘附层(简称粉尘初层)，如图619所示。由于粉尘粒径一般都比纤维直径小，所以在粉尘初层表面的筛分作用也强烈增强。这样一来，由于滤布表面粉尘初层及随后在其上逐渐沉积的粉尘层的滤尘作用，使滤布成为对粗、细粉尘皆是有效的过滤材料，滤尘效率显著提高。 图619 滤布的滤尘过程 绒布是素布通过起绒机拉刮成具有绒毛的织物。开始滤尘时，尘粒首先被多孔的绒毛层所捕获，经、纬线大都起一种受力的支撑作用。随后，很快在绒毛层上形成一层强度较高且较厚的多孔粉尘层。由于绒布的容尘量比素布大，所以滤尘效率比素布高。毡子是由单纤维杂乱堆积的、较厚实的多孔性滤料，在一定程度上具有内部式过滤器的特点。不但毡本身具有一定的滤尘能力，而且容尘量大，所以即使其表面不形成粉尘层，也能保证有较高的滤尘效率。可见，袋式除尘器的滤尘效率高，主要是靠滤料上形成的粉尘层的作用，滤布则主要起着形成粉尘层和支撑它的骨架的作用。正是由于袋式除尘器是把沉积在滤料表面上的粉尘层作为过滤层的一种过滤式除尘装置，所以为控制一定的压力损失而进行清灰时，应保留住粉尘初层，而不应清灰过度，乃至引起效率显著下降，滤料损伤加快。图620为同一种滤料在不同状况下的分级效率曲线。由图可以看出，清洁滤料(新的或清洗后的滤料)的滤尘效率最低，积尘后最高，清灰后有所降低。还可以看出，对粒径为0204m左右的粉尘，在不同状况下的过滤效率皆最低。这是因为这一粒径范围的尘粒正处于惯性碰撞和拉截作用范围的下限、扩散作用范围的上限。 图620 滤料在不同状况下的分级效率 不同结构的滤料在清灰后的效率降低值也是各不相同的。素布结构的滤料，清灰后粉尘层受到破坏，沉积的粉尘层呈片状脱落，过滤效率显著下降。绒布滤料因绒毛间能保留着部分永久性容尘，所以清灰后效率下降不很大。而毛毡滤料，由于其永久性容尘量大，所以即使清灰过度，对效率影响也不很大。2过滤速度袋式除尘器的过滤速度系指气体通过滤料的平均速度(mmin)。可用下式表示(624)式中 Q通过滤料的气体流量，m3h； A滤料总面积，m2。工程上也用比负荷qf的概念，它系指每平方米滤料每小时所过滤的气体量(m3)，其单位是m3(m2·h)，因此(625)显然有过滤速度(或比负荷qf)是代表袋式除尘器处理气体能力的重要技术经济指标。过滤速度的选择要考虑经济性和对滤尘效率的要求等各方面因素。从经济方面考虑，选用的过滤速度高时，处理相同流量的含尘气体所需的滤料面积小，则除尘器的体积、占地面积、耗钢量亦小，因而投资小，但除尘器的压力损失、耗电量、滤料损伤增加，因而运行费用高。从滤尘效率方面看，过滤速度大小的影响是很显著的。一些实验表明，过滤速度增大1倍，粉尘通过率可能增大2倍甚至4倍以上。所以通常总是希望过滤速度选得低一些。实用中织物滤布的过滤速度为052mmin，毛毡滤料为15mmin。从经济性和高效率两方面看，这一滤速范围是最适宜的。当过滤速度提高时，将加剧尘粒以三条途径对滤料的穿透，即直通、压出和气孔，因而降低除尘效率(见图621)。上面所述的滤尘效率随过滤速度增大而显著降低的特性，是不能用纤维过滤理论来解释的。从纤维过滤理论来看，当以惯性碰撞为主要捕集机制时，捕集效率应随过滤速度增大而提高；只有在以扩散为主要捕集机制时，捕集效率才会随速度减小而提高，但扩散作用对粒径为02m左右以上的粒子是不重要的，而实际要捕获的粒径要比这大得多。 图621 粉尘透过滤布的机理 3粉尘特性在粉尘特性中，影响袋式除尘器除尘效率的主要是粉尘颗粒(见图622)。对于01m的尘粒，其分级除尘效率可达95。图623表示对锅炉飞灰的分级除尘效率。对于大于1m的尘粒，可以稳定地获得99以上的除尘效率。图622 不同粒径的除尘效率1积尘的滤料；2振打后的滤料；3洁净滤料  图623 锅炉用袋式收尘器的分级收尘率 在大小不等的尘粒中，以粒径0204m尘粒的分级效率最低，无论清洁滤料或积尘后的滤料皆大致相同。这是由于这一粒径范围的尘粒处于几种除尘效率低值的区域所致。尘粒携带的静电荷也影响除尘效率，粉尘荷电越多，除尘效率就越高。现已利用这一特性，在滤料上游使尘粒荷电，从而对16m尘粒的捕集效率达至9999。4清灰方式袋式除尘器滤料的清灰方式也是影响其滤尘效率的重要因素。如前所述，滤料刚清灰后的滤尘效率是最低的，随着过滤时间(即粉尘层厚度)的增长，效率迅速上升。当粉尘层厚度进一步增加时，效率保持在几乎恒定的高水平上。清灰方式不同，清灰时逸散粉尘量不同，清灰后残留粉尘量也不同，因而除尘器排尘浓度不同。例如，机械振动清灰后的排尘浓度，要比脉冲喷吹清灰后的低一些；以直接脉冲(压缩空气直接向滤袋喷吹)和阻尼脉冲(在清灰系统中有一装置，当电磁阀关闭后可使滤袋内的压力逐渐降低)相比较(两者的压力上升率和最大逆压均相同)，前者的排尘浓度约为后者的几倍。这是因为在直接脉冲的情况下，喷吹后滤袋急剧地收缩，过滤气流和滤袋的加速一起作用，使喷吹后振松了的粉尘穿透增多。阻尼脉冲喷吹后滤料上残留粉尘较多，因而其滤层阻力比直接脉冲高。此外，对于同一清灰方式，如机械振动清灰方式，在振动频率不变时，振幅增大将使排尘浓度显著增大；但改变频率、振幅不变时，排尘浓度却基本不变。实际应用的袋式除尘器的排尘浓度取决于同时清灰的滤袋占滤袋总数的比例，气流在全部滤袋中的分配以及清灰参数等的影响。 (三)压力损失袋式除尘器的压力损失(设备阻力)不但决定着它的能耗，还决定着除尘效率和清灰的时间间隔。袋式除尘器的压力损失与它的结构形式、滤料特性、过滤速度、粉尘浓度、清灰方式、气体温度及气体黏度等因素有关。它基本上由三部分组成。 (626)式中 p袋式除尘器设备阻力，Pa； pc除尘器结构阻力，Pa； p0清洁滤料的阻力，Pa； Pd滤料上附着粉尘的阻力，Pa。(1)除尘器结构阻力 是指气体通过入口、出口以及除尘器内部的挡板、引射器等产生的阻力。正常情况下，这部分阻力一般为200500Pa(2050mmH2O)；(2)清洁滤料的阻力(p0) 是指滤料未附着粉尘时的阻力。该项阻力较小。气体在滤料中的流动属于层流，清洁滤料的压力损失可用下式表示： (627)式中 滤料的阻力系数，1m； 气体的动力黏度，kg(m·s)； 过滤速度，ms。(3)滤料上粉尘层的阻力 (628)式中 粉尘层的阻力系数，1m； a粉尘层的比阻力，mkg； m粉尘负荷，kgm2。于是，积尘滤料的总阻力为(629)在一般情况下p050200Pa，而pd5002500Pa。通常，a值不是常数，它取决于粉尘堆积负荷m、粉尘粒径、粉尘层的空隙率及滤料的特性等。a一般为1091012mkg。对于清洁滤料，实用上常以透气率指标表示其阻力。透气率系指压差1245Pa(127mmH2O)时，滤料对大气的过滤速度(cms)。 (四)影响设备压力损失的因素(1)袋式除尘器的压力损失在很大程度上取决于选定的过滤风速。除尘器结构阻力、清洁滤料的阻力及滤料上附着粉尘层的阻力都随过滤风速的提高而增加。如图624所示。 图624 阻力与过滤风速的关系 (2)粉尘堆积负荷(m)对积尘滤料的阻力有决定性的影响。除直接关系着Pd的大小外，式(628)及式(629)中的a值亦随m值而变化。图625所示为实用m值范围内的a值。 图625 滤料的平均。值(过滤风速110cms)1长丝滤布；2光滑滤布；3纺纱滤布；4绒布 (3)滤料的特性。不同结构滤料的阻力通常有如下关系：长纤维滤料高于短纤维滤料；不起绒滤料高于起绒滤料；纺织滤料高于毡类滤料；布料较重的滤料高于较轻的滤料。(4)过滤时间。工作过程中袋式除尘器的阻力不是定值，而是随时间变化的。随着过滤的进行，滤料上附着的粉尘层逐渐增厚，透光性降低，阻力便相应增加。这将使风机工作风量减小，粉尘穿透量增大，并可能抽去滤料缝隙间的沉积粉尘，使除尘效率降低。此时便需清灰，以便将阻力控制在一定范围之内。因而，设备阻力的变化实际如图626所示。对于分室的袋式除尘器，常用逐室中断过滤进行清灰的方法。此时，总抽风量稍有下降，设备阻力亦略有增加。当清灰结束重新恢复滤尘时，由于清灰滤室的阻力已下降，所以袋式除尘器总风量将增加，设备阻力将下降(见图627)。 图626 阻力与时间的关系 图627 分室袋式除尘器阻力随时间的变化 实际上，滤料清灰后其阻力只能降低到清灰前的2080，而不能恢复到新滤料状态，这是因为滤料上含残存初次粉尘层。而且残存初次粉尘层的量会随使用时间推移而增加。一般情况是，袋式除尘器的压力损失在刚使用时增加较快，但经12个月便趋稳定，以后虽有增加但比较缓慢，多数趋于定值。(5)清灰方式。在同样条件下，采用高能量清灰方式(如脉冲喷吹、气环反吹等)的设备阻力较低，而采用低能量清灰方式(如机械振动、逆气流等)的设备阻力较高，这是由于清灰后滤料与剩余粉尘量不同所致。 二、袋式除尘器选用中各种因素的考虑 1处理风量袋式除尘器的处理风量必须满足系统设计风量的要求，并考虑管道漏风系数。系统风量波动时，应按最高风量选用袋式除尘器。高温烟气中应按烟气温度折算到工况风量来选用袋式除尘器。2使用温度袋式除尘器的使用温度受以下两个条件的制约。(1)滤料材质所允许的长期使用温度和短期最高使用温度，一般应按长期使用温度采取。 (2)为防止结露，烟气温度所允许的最低限度，一般应保持除尘器内的烟气温度高于露点1520。对于高温尘源，必须将含尘气体冷却至滤料能承受的温度以下。在高温烟气中往往含有大量水分子和SOx，鉴于SOx的酸露点较高，这时确定袋式除尘器的使用温度时，应予特别的注意。在净化温度接近露点的高温气体时，应以间接加热或混入高温气体等方法降低气体的相对湿度，以防结露，影响袋式除尘器的使用。3气体的组成气体的含水量，决定了露点的高低。在考虑被处理气体中含有可燃性、腐蚀性以及有毒性气体时，必须掌握气体的化学成分。而一般情况下，则可按照处理空气来选用袋式除尘器。对于可燃性气体，如CO等，当其与氧共存时，有可能构成爆炸性混合物。若不在爆炸界限之内，可直接使用袋式除尘器，但应采用气密性高的结构，并采取防爆措施及选用电阻低的滤料。若达到爆炸界限，则应在进入除尘器前设置辅助燃烧器，待气体完全燃烧并经冷却后，才能进入袋式除尘器。对于腐蚀性气体，如氧化硫、氯及氯化氢、氟及氟化氢、磷酸气体等，需根据腐蚀气体的种类选择滤料、壳体材质及防腐方法等。4烟气含尘浓度烟气的入口含尘浓度对袋式除尘器的压力损失和清灰周期、滤料和箱体的磨损及排灰装置的能力等均有较大影响，浓度过大时应设预除尘。5粉尘特性(1)附着性和凝聚性 这一属性对袋式除尘器的清灰效果和除尘效果有较大影响。(2)粒径分布 粉尘中的细微部分对于袋式除尘器的除尘效果和压力损失影响较突出；而在入口含尘浓度高和粉尘硬度大时，粗颗粒粉尘对滤料和壳体等的磨损影响较显著。(3)粒子形状 通常在过滤特殊形状的粉尘时，才考虑此因素。例如纤维性粉尘，因容易凝聚成絮状物而难以被清离滤袋，因而袋式除尘器应采用外滤式，适当降低过滤风速，并采用特殊清灰措施。(4)粒子的密度 粉尘假密度越小，清灰便越困难，因而必须适当降低过滤风速。此外，假密度直接影响卸灰装置的能力。(5)吸湿性和潮解性 具有较强吸湿性和潮解性的粉尘，极易在滤袋表面吸湿而固化或潮解成稠状物，致使袋式除尘器压力损失增大而不能工作。在过滤这些粉尘时，必须采取包括加热保温在内的措施。(6)磨啄性 磨啄性强的粉尘系指硬度高且粒度粗的粉尘，它们容易磨损滤袋和壳体等，应设法防止或减轻其危害。(7)带电性 容易带电的粉尘常使清灰困难，因而选择过滤风速必须适当。若粉尘可能因静电发生的火花而引起爆炸，则应采取防静电措施。(8)爆炸性、可燃性 爆炸性粉尘应采取防爆防火措施。6设备阻力每一类袋式除尘器都有其一定的阻力范围。但选用时可能需根据风机能力等因素做适当的变动。此时应对过滤风速、清灰周期做相应的调整。7工作压力一般情况下，要求袋式除尘器的耐压度为30005000Pa(约300500mmH2O)，当采用罗茨鼓风机为动力时，要求耐压度为1500050000Pa(约15005000mmH2O)，在少数场合(例如高炉煤气净化)，要求的耐压度超过105Pa。8工作环境室外安装袋式除尘器时，应考虑相应的电气系统及采取防雨措施。袋式除尘器设在有腐蚀性的气体或粉尘的环境中，或者在海岸近旁或船上，则应仔细选择除尘器的结构材质和防腐涂层。袋式除尘器用于寒冷地带，若以压缩空气清灰或采用气缸驱动的切换阀时，必须防止压缩空气中的水分冻结，以免运转失灵。 三、袋式除尘器的滤料 滤料是袋式除尘器的主要组成部分之一，袋式除尘器的性能在很大程度上取决于滤料的性能。滤料的性能，主要指过滤效率、透气性和强度等，这些都与滤料材质和结构有关。根据袋式除尘器的除尘原理和粉尘特性，对滤料提出如下要求。(1)容尘量大，清灰后能保留一定的永久性容尘，以保持较高的过滤效率；(2)在均匀容尘状态下透气性好，压力损失小；(3)抗皱折、耐磨、耐温和耐腐蚀性好，机械强度高；(4)吸湿性小，易清灰；(5)使用寿命长，成本低。这些要求，有些取决于纤维的理化性质，有些取决于滤料的结构。一般滤料很难同时满足所有要求，要根据具体使用条件来选择合适的滤料。袋式除尘器采用的滤料种类较多，按滤料的材质分，有天然纤维、无机纤维和合成纤维等。近年来随着合成纤维工业的发展，不断出现一些价廉、耐用的新型滤料。就纤维而言，有长纤维和短纤维两种。长纤维织物的表面绒毛少，粉尘层压力损失高，但容易清灰；一般短纤维织物表面有绒毛，滤尘性能好，压力损失低，但清灰时稍为困难。按滤料的结构分，有滤布(素布和绒布)和毛毡两类。按滤布的织法分，有平纹布、斜纹布和缎纹布三种。其中斜纹布的综合性能较好，过滤效率和清灰效果都能满足要求，柔软性好，透气性比平纹布好，但强度比平纹布稍差。常用滤料的理化性能简介如下(见表64)。专心-专注-专业  1天然纤维滤料(1)棉布 是价格最低的一种，通常只能用于80以下，温度高时强度急剧降低，耐酸差，对小于10m粉尘的过滤效率低，一般较少采用。(2)毛织滤布(呢料) 通常用羊毛织成绒布，比棉布厚，纤维比棉纤维细。它的透气性好，阻力小，容尘量大，过滤效率高，易于清灰，耐酸、碱性好，但只能用于90以下，价格比棉布或合成纤维滤布高得多。(3)柞蚕丝布(平绸) 表面平滑，易清灰，透气性好，但容尘量小，滤速大时效率低。2无机纤维滤料主要指玻璃纤维滤布，具有过滤性能好，阻力小，化学稳定性好，耐高温，不吸湿和价格便宜等优点。中碱玻璃纤维圆筒形滤布，广泛地用于水泥、冶炼、炭黑和农药等工业的气体净化中。玻璃纤维滤布的过滤效率低于天然、合成纤维滤料。玻璃纤维不耐磨，不抗折，易断裂。为改善其性能，可用芳香基有机硅、聚四氟乙烯、石墨等方法处理。处理后能提高耐磨、疏水、抗酸和柔软性，表面光滑易于清灰，延长使用寿命。3合成纤维滤料近年来，合成纤维滤料发展很快，并有可能取代天然纤维滤料。目前使用较多的有聚酰胺(尼龙、锦纶)、聚酯(涤纶)、聚丙烯腈(腈纶、奥纶)、聚氯乙烯(维尼纶)、聚四氟乙烯等。我国生产的“208”工业涤纶绒布，具有过滤能力大、效率高、阻力小、强度高等优点，可耐温130，大量用于各种袋式除尘器中。合成纤维还可以与棉、毛纤维混合织布，例如我国生产的“尼毛特2号”及“尼棉特4号”，经线用维尼纶线，耐磨性好，纬线用毛线或棉线，直接织成无缝的圆筒形斜纹布，过滤性能和透气性好。4毛毡滤料有滚压的毛毡，混以合成纤维后制成的过滤细毛毡及针刺毡等。毛毡滤料的滤尘效率高，可以采用高速过滤。在空隙率相同的条件下，其平均滤速比其他织物大23倍。但耐磨、弯折性差。毛毡的表面结构松散，粉尘可深入到内部，故难于清灰，仅适用于采用强力清灰方式的除尘器中。为此，可对毛毡进行各种表面加工处理，如熔合、树脂化或受控热处理(加热压缩)，以改善毛毡的捕集性能和清灰性能。毛毡的价格比织物高，因而适宜于大型装置使用，而织物则适宜于小型装置使用。 四、袋式除尘器的结构形式 袋式除尘器的形式多种多样。从滤袋断面形状上分，有圆筒形和扁平形滤袋两种。圆袋应用较广，直径一般为120300mm，最大不超过600mm，滤袋长度一般为26m，有的长达12m以上。径长比一般为1640，其取值与清灰方式有关。对于大中型袋式除尘器，一般都分成若干室，每室袋数少则815只，多达200只，每台除尘器的室数，少则34室，多达16室以上。扁袋的断面形状有楔形(见图628)、梯形(见图629)和矩形等形状，它的特点是单位容积内布置的过滤面积大，占地、占空间小。 图628 扁袋除尘器 按含尘气流通过滤袋的方向分，有内滤式和外滤式两类(见图629)。内滤式系指含尘气流先进入滤袋内部，粉尘被阻留在袋内侧，净气透过滤料逸到袋外侧排出；反之，为外滤式。外滤式的滤袋内部通常设有支撑骨架(袋笼)，滤袋易磨损，维修困难。 图629 袋式除尘器的结构形式 除尘器的进气口布置有上进气和下进气两种方式(见图629)。现在用得较多的是下进气方式，它具有气流稳定、滤袋安装调节容易等优点，但气流方向与粉尘下落方向相反，清灰后会使细粉尘重新积附于滤袋上，清灰效果变差，压力损失增大。上进气形式可以避免上述缺点，但由于增设了上花板和上部进气分配室，使除尘器高度增大，滤袋安装调节较复杂，上花板易积灰。按除尘器内气体压力分，有正压式和负压式两类。正压式(又称压入式)除尘器内部气体压力高于大气压力，一般设在通风机出风段；反之为吸入式。正压式袋式除尘器的特点是外壳结构简单、轻便，严密性要求不高，甚至在处理常温无毒气体时可以完全敞开，只需保护滤袋不受风吹雨淋即可，使得造价减小，且布置紧凑，维修方便，但风机易受磨损。负压式袋式除尘器的突出优点是可使风机免受粉尘的磨损，但对外壳的结构强度和严密性要求高。袋式除尘器的效率、压力损失、滤速及滤袋寿命等皆与清灰方式有关，故实际中多数按清灰方式对袋式除尘器进行分类和命名。(1)简易清灰式；(2)机械振动清灰式；(3)逆气流清灰式；(4)逆气流机械振动并用式；(5)气环反吹风式；(6)脉冲喷吹式。四种典型清灰机制如图630所示。 图630 清灰机制示意(a)机械振动式；(b)逆气流清灰式，(c)气环反吹风式； (d)脉冲喷吹式 机械振动式、逆气流清灰式和逆气流机械振动式，皆属于间歇清灰方式，即除尘器被分隔成若干个室，清灰时逐室切断气路，顺次对各室进行清灰。这种间歇清灰方式没有伴随清灰而产生的粉尘外逸现象，可获得较高的除尘效率。气环反吹式和脉冲喷吹式，是连续清灰方式，清灰时不切断气路，连续不断地对滤袋的一部分进行清灰。这种连续清灰方式，由于其压力损失稳定，适于处理含尘浓度高的气体。 五、常用袋式除尘器的结构和性能 根据上述按清灰方式进行分类和命名的方法，介绍几种常用的袋式除尘器的结构形式和性能。气环反吹袋式除尘器虽具有过滤风速高、清灰能力强的特点，适于净化含尘浓度高和较潮湿的气体，但由于对滤袋磨损快，气环箱及其传动构件易发生故障，目前较少采用，所以此处不予介绍。(一)简易清灰袋式除尘器简易清灰袋式除尘器包括各种的简易清灰方法，有靠滤料表面沉积粉尘层自重自行脱落的，有人工拍打的，有设手工摇动机构的，也有利用空气振动的。图631所示为简易袋式除尘器的两种形式，其中(a)为上进气的，(b)为下进气的，皆为正压、内滤式结构，净气由百叶窗或风帽排出，清灰靠粉尘层自重脱落及人工定期拍打。 图631 简易袋式除尘器 简易清灰袋式除尘器的过滤风速，比其他形式都低，一般采用01506mmin，当用棉布，绒布滤料时取01503mmin，采用毛呢滤布时取0306mmin。压力损失控制在6001000Pa以下，设计、使用得好时，除尘效率可达99。滤袋直径一般取100400mm，长度取26m，滤袋间距取4080mm，各滤袋组之间留有宽度不小于800mm的检修通道。简易清灰袋式除尘器的特点是结构简单、安装操作方便、投资省、对滤料要求不高、维修量小、滤袋寿命长。主要缺点是由于过滤风速小，使得除尘器体积庞大，占地面积大，正压下运行时，人工清灰的工作环境差。(二)机械振动清灰袋式除尘器这种除尘器是利用机械传动使滤袋振动，致使沉积在滤袋上的粉尘层落入灰斗中。图632示出三种不同的振动方式，其中图632(a)是滤袋沿垂直方向振动的方式，既可采用定期提升滤袋的吊挂框架的办法，也可利用偏心轮振打框架的方式；图632(b)是滤袋沿水平方向振动的方式，可分为上部摆动和腰部摆动两种，图632(c)是扭转一定角度，使袋上的粉尘层破碎而落入灰斗中。 图632 机械振动清灰的振动方式 利用偏心轮垂直振动清灰的袋式除尘器(见图618)具有构造简单、清灰效果好、清灰耗电小等特点，它适用于含尘浓度不大、间歇性尘源的除尘。当采用多室结构，设阀门控制气路开闭时，也可用于连续性尘源的除尘。机械振动清灰袋式除尘器的过滤风速一般取0616mmin，压力损失约为8001200Pa。 (三)逆气流清灰袋式除尘器逆气流清灰系指清灰时的气流方向与正常过滤时相反，其形式有反吹风和反吸风两种。实质上气环反吹风式和脉冲喷吹式也属于逆气流清灰类型。现以反吸风清灰方式为例来说明逆气流清灰的原理。如图633所示，逆气流清灰袋式除尘器通常被分隔成若干个室，每个室都有单独的灰斗及含尘气体进口管、清洁气体出口管和反吸风管，并分别与进气总管、净气总管和反吸风总管相连。净气管中设有切换阀(一次阀)、反吸风管中设有逆气流阀(二次阀)。图633(a)为正常过滤状态，一次阀开启，二次阀关闭。根据预定的周期(定时控制)或除尘器压力损失达到预定值(定压控制)需要清灰时，控制仪发出指令，清灰机构开始动作，一次阀闭，二次阀开见图633(b)。由于除尘器内是负压状态，所以空气从反吸风管吸入，从滤袋外侧透过滤袋进入内侧，使滤袋变形(呈星形)，沉积在滤袋内表面的粉尘层破坏、脱落。清灰结束后，两阀皆关闭见图633(c)，处于无风状态，使滤袋内悬浮的粉尘自然沉降。一定时间后重新恢复过滤状态见图633(a)，再转为下一个过滤室清灰。一般将这种具有图633(a)、图633(b)、图633(c)三个动作的清灰方式称为“三状态”方式，将只有图633(a)、图633(b)两个动作无图633(c)的动作的称为“二状态”方式。“三状态”方式可以避免逆气流清灰后粉尘即刻又被吸附到滤袋上，使清灰效果变差。 图633 反吸风清灰原理 这种逆气流清灰方式的清灰时间一般为35min(反吸时间约为1020s左右)，清灰周期为053h，视气体含尘浓度、粉尘及滤料特性等因素而定。反吹风(或反吸风)风量可按式(630)估算。 (630)式中 N袋式除尘器的室数； A滤料的总面积，m2； 过滤风速，mmin； k反吸入系数，一般取0205，含尘浓度高的或清灰难的粉尘取上限值。逆气流清灰袋式除尘器的过滤风速一般为0512mmin，压力损失一般控制范围为10001500Pa左右。这种除尘器的特点是结构简单，清灰效果好，维护方便，对滤袋损伤小，特别适用于玻璃丝滤袋。由于滤袋长度可达10m以上，因此在处理气体量大时(一般可达12×106m3h)，占地面积相对较小。 (四)逆气流和机械振动并用清灰袋式除尘器为了加强清灰的效果，可以将两种清灰方式同时采用。例如机械振打加反吹风，它的结构如图634所示。滤袋皆是挂在支撑吊架5上，振打机构可以使支撑吊架提升起来上下振动。在正常过滤时，含尘气体由进气管1进入除尘器，经分配管2分配到各组滤袋9内，净气通过一次阀门7由总管8排出。清灰是逐室进行的，当某室的一组滤袋需要清灰时，启动该室上部提升振打机构，同时关闭一次阀7，打开反吹风阀6，在机械振打和反吹风的同时作用下，实现了清灰。 图634 联合清灰袋式除尘器1进气管；2分配管；3灰斗；4进气管；5支撑吊架；6反吹风阀；7一次阀；8总管；9各组滤袋 反吹风风量与滤袋分组有关，一般取总风量的1015。反吹风源可以由专设风机供给，也可以利用灰斗中的负压，直接由大气中吸入，这时灰斗中负压的绝对值不得低于500Pa。反吹和振打的延续时间，通常为0510min，间隔时间为38min。过滤风速为0752mmin，压力损失控制范围为10001500Pa。采用这种反吹风机械振动并用清灰方式，加强了清灰效果，提高了过滤风速，有利于设备小型化。但由于机械传动构件较多，若设计不好，会使滤袋易磨损，机械维修量加大。此外，也不宜采用玻璃丝滤袋。 (五)脉冲喷吹袋式除尘器脉冲喷吹袋式除尘器(见图635)的滤尘过程大致为：含尘气体由下锥体引入脉冲喷吹袋式除尘器，粉尘阻留在滤袋外表面上，透过滤袋的净气经文丘里管进入上箱体，从出气管排出。清灰过程是：由控制仪定期顺序触发各排气阀，使脉冲阀背压室与大气相通(泄气)，脉冲阀开启，则气包中的压缩空气通过脉冲阀经喷吹管上的小孔喷出(一次风)，通过文丘里管诱导数倍(约一次风的57倍)周围空气(二次风)吹进滤袋，造成滤袋急剧膨胀振动，加之气流的反方向作用，使积附在滤袋外表面上的粉尘层脱落。这种清灰方法具有脉冲的特征，因此叫做脉冲式除尘器。压缩空气的喷吹压力为500700kPa，脉冲时间(或喷吹时间)为0102s，脉冲周期(喷吹周期)一般为60180s。 图635 脉冲喷吹袋式除尘器的结构1喷吹箱；2喷吹管；3花板；4气包；5控制阀；6脉冲阀；7文丘里管；8检修孔；9袋笼；10滤袋；11中箱体；12控制仪；13进气管；14灰斗；15支架；16卸灰阀；17压力计；18排气管 脉冲喷吹系统由控制仪、控制阀、脉冲阀、喷吹管及压缩空气包等组成。脉冲阀是控制系统的执行机构，其结构如图636所示。脉冲阀的A室接气包，B室接喷吹管，C室(背压室)接控制阀。由波纹膜片3将A、B、C室隔开，A、C室由节流孔5沟通，弹簧4压着波纹膜片挡住喷吹口6。脉冲阀的工作原理是：当控制仪无信号发来时，控制阀和脉冲阀皆处于封闭状态，A、C两室气压相等。由于波纹膜片3在C室的受压面积大于在A室的受压面积，加上复位弹簧4的压力，使波纹膜片封住喷吹口6。当控制仪发来信号时，控制阀和C室与大气相通而迅速泄压，A室压力大于C室压力，波纹膜片3移向C室，打开喷吹口，压缩空气从气包经A室和B室通过喷吹管喷向滤袋。信号消失后，控制阀关闭，C室停止排气，重新充气并回升至气源的压力，膜片重新封闭喷吹口，脉冲阀关闭，喷吹即行停止。每个脉冲阀接一根喷吹管，其上有六个对准文丘里管轴线的喷吹孔，同时喷吹六只滤袋。 图636 脉冲阀结构1阀体；2阀盖；3波纹膜片；4复位弹簧；5节流孔；6喷吹口 脉冲控制仪是向控制阀发出脉冲信号的装置。通过脉冲控制仪可以调节喷吹周期和喷吹时间，因此控制仪是脉冲喷吹袋式除尘器的关键设备，它直接影响着除尘器的清灰效果和正常工作。目前使用的脉冲控制仪主要有无触点电动脉冲控制仪(即电控)、气动脉冲控制仪(即气控)和机械脉冲控制仪(即机控)三种。从使用情况看，以无触点电动脉冲控制仪居多。以上三种控制仪都是采用定时控制清灰方式，即固定喷吹周期，定时喷吹清灰。这种方式虽比人工控制清灰方式优越，但由于在实际运行中除尘器进口含尘浓度、过滤风速、喷吹压力等因素都会随时间而产生波动，因此当采用定时控制时，除尘器的实际阻力往往不同于设计的阻力(即预定的阻力)。实际阻力高于设计阻力时，除尘系统的风量会因此而降低，不但影响除尘效果，而且还会影响吸尘罩的吸尘效果；实际阻力低于设计阻力时，会造成除尘器阻力尚未达到设计阻力就过早地进行喷吹清灰。喷吹清灰次数过多不但使压缩空气消耗量增加，而且会使除尘效率下降，影响滤袋和波纹膜片的寿命。为了克服这种现象，近来又有采用定阻力控制的清灰方式，如AL-3型电控仪，即把除尘器的设计阻力作为控制仪的工作点，使喷吹周期随除尘器阻力的变化而改变。定阻力控制清灰方式能避免定时控制清灰方式存在的缺点，因而这种方式更为合理。脉冲喷吹袋式除尘器喷吹清灰用的压缩空气消耗量主要取决于喷吹压力、喷吹周期、喷吹时间以及脉冲阀数量等因素，因此，压缩空气消耗量可按下式计算： (631)式中 n脉冲阀数量，个； T喷吹周期，min； a附加系数(包括管道漏气损失)，一般取12； q每个脉冲阀喷吹一次的耗气量，m3。当喷吹压力为(57)×105Pa、喷吹时间为0102s时，每个脉冲阀喷吹一次的耗气量为0010034m3，计算耗气量时可取0022m3。在通常的脉冲袋式除尘器中，为了达到必需的清灰效果，喷吹压力要求达到(57)×105Pa，这样不仅需要消耗过多的能量，同时一般工厂企业的压缩空气管网往往达不到这么高的压力，配置专门的空压机，又会增加设备投资和维护工作量。为此近年来对降低喷吹压力进行了研究，提出以下两种方法。(1)用直通脉冲阀代替直角脉冲阀(见图637) 它与目前使用的直角形(压气进口和出口成90°角)单膜片或双膜片脉冲阀相比，阻力大大减小，喷吹压力可降低约50kPa，在高压力时过滤速度可提高约10。 图637 直通阀结构示意1膜片；2气包外壁；3喷吹管口 (2)采用低压喷吹系统 主要采取以下措施来降低喷吹压力：采用直通脉冲阀；适当加大喷吹管直径；用特制的喷嘴代替喷吹孔。试验结果表明，在同一喷吹时间下，喷吹压力为3×105Pa时的压缩空气喷吹量，与采用直角脉冲阀的脉冲喷吹袋式除尘器在6×105Pa时的喷吹量相同，即喷吹压力可降低12。由于喷吹压力降低，膜片的寿命可延长，维修的工作量可减少。20世纪70年代末我国从德国引进一种环隙喷吹脉冲袋式除尘器，它采用环隙式引射管进行脉冲喷吹清灰，如图638所示，由带有连接套管及环形通道的上体和起喷射管作用的下体组成。上下体之间有一狭窄的环形缝隙。各引