布袋除塵器主要是采用除塵濾袋對(duì)含塵氣體進(jìn)行過(guò)濾,使粉塵阻留在濾袋上,以達(dá)到除塵的目的。過(guò)濾的過(guò)程分兩個(gè)階段:首先是含塵氣體通過(guò)干凈濾袋,這時(shí)起過(guò)濾作用的主要是纖維;其次,當(dāng)阻留的粉塵量不斷增加,一部分粉塵嵌入到濾袋的內(nèi)部,一部分覆蓋在表面上形成一層粉塵層,在這一階段中,含塵氣體的過(guò)濾,主要是依靠粉塵層進(jìn)行的,這時(shí)粉塵層起著比濾料更為重要的作用。這兩個(gè)不同階段,對(duì)效率及阻力的考慮都有所不同。對(duì)于工業(yè)用袋式除塵器,除塵的過(guò)程主要是在二階段進(jìn)行的。
對(duì)于干凈濾袋除塵效率低,隨著濾袋上阻留的粉塵量越多,除塵效率也不斷增加。但同時(shí)阻力達(dá)到一定程度時(shí),需要進(jìn)行清灰,清灰后阻力下降。由于濾袋表面仍保留一部分粉塵,故阻力和效率都不會(huì)回復(fù)到原始狀態(tài)。清灰后效率下降的多少與清灰是否干凈和濾料的種類(lèi)有關(guān)。一般來(lái)說(shuō),積塵后各種濾料的除塵效率相差不很大,但對(duì)于潔凈濾袋或清灰后的濾袋,薄濾袋的除塵效率明顯降低。
布袋除塵器的性能在很大程度上取決于過(guò)濾風(fēng)速的大小,風(fēng)速過(guò)高會(huì)使沉積于濾料上的粉塵層壓實(shí),阻力急劇增加。由于濾料兩側(cè)的壓差增加,使粉塵顆粒滲入到濾料內(nèi)部,甚至透過(guò)濾料,致使出口含塵濃度增加。這種現(xiàn)象在濾料剛清完灰后情況更為明顯,過(guò)濾風(fēng)速高時(shí),還會(huì)導(dǎo)致濾料上迅速形成粉塵層,引起過(guò)于頻繁的清灰。
在低過(guò)濾風(fēng)速的情況下,阻力低、效率高。然而需要過(guò)大的設(shè)備,占地面積也大。因此,過(guò)濾風(fēng)速的選擇要綜合粉塵的性質(zhì)(粒度大小、含塵濃度等)、濾料種類(lèi)、清灰方法等因素來(lái)確定。
影響除塵效率的主要因素
如前所述,布袋除塵器是一種效率高的除塵設(shè)備。在許多情況下其平均除塵效率能超過(guò)99.9,一般都能滿(mǎn)足于這樣的效率,因而對(duì)影響袋式除塵器性能的因素缺乏細(xì)致的研究。近年來(lái),世界各國(guó)日益重視環(huán)境污染問(wèn)題,有些國(guó)家對(duì)工業(yè)含塵氣體排放濃度做了嚴(yán)格限定,因此才開(kāi)始感到有必要深入了解決定除塵效率的諸因素。
定性地說(shuō),影響除塵效率的主要因素包括:
粉塵性質(zhì)—粒度分布、密度、形狀系數(shù)和靜電荷等;
織物性質(zhì)—纖維及紗線(xiàn)粗細(xì)、織物厚度、孔隙率和表面處理等;
運(yùn)行參數(shù)—過(guò)濾速度、對(duì)氣流的阻力、氣體溫度和濕度及清灰頻率等。
除塵器濾袋過(guò)濾理論:
設(shè)濾料充填率為β,纖維直徑為2a,過(guò)濾層迎風(fēng)面積為A,層厚為H,氣溶膠進(jìn)入纖維層前的速度為υ0;在如圖2—5所示的濾料中取微元體,厚為dh。粒子在此微元體內(nèi)的濃度為c,單一纖維各過(guò)濾效應(yīng)的綜合收集效率為η1,已沉積的靜止單個(gè)粒子對(duì)后續(xù)運(yùn)動(dòng)的粒子的綜合收集效率為η2;W為已捕集的粒子數(shù)。λ2為粒子考慮粒子多分散性、非球形及相互影響的修正系數(shù),當(dāng)無(wú)試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),取λ2=1。在面積為A的微元體dh內(nèi),纖維總長(zhǎng)為L(zhǎng)=βAdh/πa2,則粒子在單位時(shí)間內(nèi)在微元體纖維上的沉降量為2aυL(fǎng)cη1=2acη1υβAdh/πa2