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布袋除尘器的工作原理

2019-09-19 09:42:15

     当含尘气体通过滤料时,粉尘被阻留在其表面上,干净空气则透过滤料的缝隙排出,空气过滤技术是布袋除尘器的基本原理。目前用于空气过滤的主要有纤维过滤、膜过滤(覆膜或薄膜)和粉尘层过滤,这三种方式都能达到将气溶胶中固体颗粒分离出来的目的,但它们的分离机理是不一样的。布袋除尘器的结构主要是由:上、中、下部、清灰系统和排灰机构等部分组成。布袋除尘器性能的好坏是除了正确的选择布袋的材料外,清灰系统对布袋除尘器起着重要的决定性作用。

布袋除尘器技术特点是,除尘效率高达99%,除尘器出口的气体含尘浓度的数目在10mg/m2之内,对于亚微米粒径的细尘有这较高的分辨率,处理的范围很广泛,用于工业炉窑的烟气除尘,减少了大气污染的排放量,对于粉尘的特性不敏 感,不受到粉尘和电阻的影响,采用玻璃纤维、P84等耐高温滤料和聚四氟乙烯时,可以在200℃以上进行,结构简单、维护方便、在同样的除尘效率下,也比电除尘器的造价低。

 

布袋除尘器是纤维过滤、或膜过滤与粉尘层过滤的组合,它的除尘机理是筛滤、惯性碰撞、钩附、扩散、重力沉降和静电等效应综合作用的结果。

 

1)筛滤效应:当粉尘的颗粒直径较滤料纤维间的空隙或滤料上粉尘间的孔隙大时,粉尘被阻留下来,称为筛滤效应。对于常用的织物滤料来说,这种效用是很小的,因为纤维之间的空隙往往大于粉尘颗粒直径。只是当织物上沉积大量的粉尘后,筛滤效应才充分显示出来。

 

2)碰撞效应:当含尘气流接近于滤料纤维时,气流绕过纤维,但1μm以上的较大颗粒由于惯性作用,偏离气流流线,仍保持原有方向,撞击到纤维上,粉尘被捕集下来,称为碰撞效应。

 

3)钩附效应:当含尘气流接近于滤料纤维时,微细的粉尘仍保留在流线内,这时流线比较紧密。

 

4)扩散效应:当粉尘颗粒极为细小(0.2μm以下)时,在气体分子的碰撞下偏离流线做不规则的运动(亦称热运动或布朗运动),这就增加了粉尘与纤维的接触机会,使粉尘被捕获。粉尘颗粒愈小,运动愈激烈,从而与纤维接触的机会也愈多。

 

碰撞、钩附及扩散效应均随纤维的直径减少而增加,随滤料的孔隙率增加而减少,因而所采用的滤料纤维愈细,纤维愈密实,滤料的除尘效率愈高。

 

5)重力沉降:颗粒大、相对密度大的粉尘,在重力作用下而沉降下来,这与5在沉降室中粉尘的运动机理相同。

 

6)静电作用:如果粉尘与滤料的荷电相反,则粉尘易于吸附于滤料上,从而提高除尘效率,但被吸附的粉尘难于被剥离下来。反之,如果两者的荷电相同,则粉尘受到滤料的排斥,效率会因此而降低,但粉尘容易从滤袋表面剥离。

不同滤料除尘机理的差异

目前,布袋除尘器采用的滤料可归纳为三大类:

 

1)纺织物滤料(包括无绒的素布和绒布);

 

2)毡或针刺毡滤料;

 

3)薄膜(覆膜)滤料。

 

不同的滤料,粉尘的过滤机理是各不相同的。

 

纺织物滤料的孔隙存在于经、纬纱之间(一般线径300~700μm,间隙100200μm)以及纤维之间,而后者占全部孔隙的30%50%。开始滤尘时,气流大部分从经、纬纱之间的小孔通过,只有小部分粉尘穿过纤维间的缝隙(对高捻度纱几乎不通过),粗颗粒尘便嵌进纤维间的小孔内,气流继续通过纤维间的缝隙,此时滤料即成为对粗、细粉尘颗粒都有用的过滤材料,而且形成称为“初次黏附层”或“2过滤层”的粉尘层,于是粉尘层表面出现以强制筛滤效应捕集粉尘的过程。此外,由于气流中粉尘的直径通常比纤维细小,因而碰撞、钩附、扩散等效应明显增加,除尘效率提高。

 

毡或针刺毡滤料,由于本身构成厚实多孔滤床,可以充分发挥上述效应,因而该2过滤层”的过滤作用显的并不重要。关注火电厂技术联盟!

 

覆膜滤料,其表面上有一层人工合成的、内部呈网格状结构的、厚50μm、每平方厘米含有14亿个微孔的特制薄膜,显然其过滤作用主要是筛滤效应(也称为表面过滤)。

 

合理的清灰周期

 

布袋除尘器在实际运行中,需要对滤料进行周期性的清灰。随着捕集粉尘量的不断增加,滤料对粗细粉尘颗粒表现出强制过滤效应的捕集过程,由于粉尘初次黏附层不断增厚,其过滤效率随之提高,布袋除尘器的阻力也逐渐增加,而通过滤袋的风量逐渐减小,系统能耗增加。这时需对滤袋进行清灰处理。既要及时、均匀地除去滤袋上的积灰,又要避免过度清灰,使其能保留“初次黏附层”,保证工作稳定和效率高。当除尘器工作60min清灰一次时,则滤袋阻力和通风量可立即恢复到原来数值。但清灰过频,又会印起二次扬尘、缩短滤袋使用寿命。所以,一个特定的布袋除尘器在具体的运行工况下,选择合理的清灰周期是至关重要的。

 


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