袋式除塵器是將棉、毛或人造纖維等材料加工成織物作為濾料,制成濾袋對(duì)含塵氣體進(jìn)行過(guò)濾。當(dāng)含塵氣體穿過(guò)濾料孔隙時(shí)粉塵被阻留下來(lái),清潔氣流穿過(guò)濾袋之后排出。沉積在濾袋上的粉塵通過(guò)機(jī)械振動(dòng),從濾料表面脫下來(lái),降至在灰斗中。簡(jiǎn)單的袋式除塵器如圖所示。
機(jī)械清灰袋式除塵器
濾材本身的網(wǎng)孔較大,一般為20~50μm,即使是表面起絨的濾料,網(wǎng)孔也在5~10 μm左右。因此,新用濾袋的除塵效率是不高的,當(dāng)濾袋使用一段時(shí)間后,陸續(xù)產(chǎn)生篩濾、碰撞、攔截、擴(kuò)散、靜電和重力沉降等6種除塵機(jī)理,使得粗塵粒首先被阻留,并在網(wǎng)孔之間產(chǎn)生“架橋”現(xiàn)象,很快在濾布表面形成一層所謂粉塵初層(如圖)。在以后的除塵過(guò)程中,初層便成了濾袋的主要過(guò)濾層,而濾布只不過(guò)起著支撐骨架作用。粉塵初層形成之后,使濾布成為對(duì)粗、細(xì)粉塵皆有效的過(guò)濾材料,過(guò)濾效率劇增。對(duì)于1μm 以上的塵粒,主要靠慣性碰撞,對(duì)于1μm 以下的塵粒,主要靠擴(kuò)散,總的過(guò)濾效率可達(dá)99%以上。因此,研究在不同條件下各種機(jī)制對(duì)除塵效率的影響,有助于控制影響袋式除塵器的工作條件,改善袋式除塵器的工作性能。
濾布捕集粉塵的過(guò)程
(1)篩濾作用
當(dāng)粉塵粒徑大于濾料中纖維間的孔隙或沉積在濾料上的塵粒間孔隙時(shí),粉塵即被阻留下來(lái)。對(duì)于新的織物濾料,由于纖維間的孔隙遠(yuǎn)大于粉塵粒徑,所以篩濾作用很小。但當(dāng)濾料表面沉積大量粉塵形成粉塵初層后,篩濾作用顯著增大。
(2)慣性碰撞作用
當(dāng)含塵氣流接近濾料纖維時(shí),氣流將繞過(guò)纖維,而大于1μm的塵粒由于慣性作用,脫離氣流流線前進(jìn),撞擊到纖維上而被捕集(如圖所示),所有處于粉塵軌跡臨界線內(nèi)的大塵粒均可到達(dá)纖維表面而被捕獲。這種慣性碰撞的作用隨著粉塵粒徑和流速的增大而增強(qiáng)。
(3)攔截作用
當(dāng)含塵氣流接近濾料纖維時(shí),較細(xì)塵粒隨氣流一起繞流,若塵粒半徑大于塵粒中心到纖維邊緣的距離時(shí),塵粒即因與纖維接觸而被攔截。
(4)擴(kuò)散作用
小于1μm的塵粒,特別是小于0.2μm的亞微米粒子,在氣體分子的撞擊下脫離流線,像氣體分子一樣作布朗運(yùn)動(dòng),如果在運(yùn)動(dòng)中和纖維接觸,即可從氣流中分離出來(lái)。這種作用稱為擴(kuò)散作用,它隨流速的降低、纖維和粉塵直徑的減小而增強(qiáng)。
(5)靜電作用
一般粉塵和濾料都可能帶有電荷,當(dāng)兩者所帶電荷相反時(shí),粉塵易被吸附在濾料上,有利于提高除塵效率,但粉塵卻難以清除下來(lái)。反之,若兩者帶有同性電荷,粉塵將受到排斥,導(dǎo)致除塵效率降低,但清灰卻比較容易。一般當(dāng)粉塵粒徑小于1μm且氣流速度很低時(shí),靜電效應(yīng)才能顯示出來(lái)。如果有外加電場(chǎng),則可強(qiáng)化靜電效應(yīng),從而提高除塵效率。
(6)重力沉降作用
當(dāng)緩慢運(yùn)動(dòng)的含塵氣流進(jìn)入除塵器后,粒徑和密度大的塵粒,可能因重力作用自然沉降下來(lái)。
袋式除塵器除塵機(jī)理示意圖
上述捕集機(jī)理,通常并非同時(shí)有效,而是只有一種或兩三種聯(lián)合起作用。根據(jù)粉塵性質(zhì)、袋式除塵器結(jié)構(gòu)特性及運(yùn)行條件等實(shí)際情況的不同,各種作用的重要性也不相同。隨著粉塵在濾袋上的積聚,除塵器效率和阻力(即壓力損失)都相應(yīng)增加。當(dāng)濾袋兩側(cè)的壓力差很大時(shí),會(huì)導(dǎo)致把已附在濾料層上的細(xì)塵粒積壓過(guò)去,使塵粒效率明顯下降,同時(shí)除塵器阻力過(guò)大會(huì)使除塵器系統(tǒng)的風(fēng)量顯著下降,以致影響生產(chǎn)系統(tǒng)的排風(fēng)。因此,除塵器阻力達(dá)到一定數(shù)值后,要及時(shí)進(jìn)行清灰,而清灰時(shí)又不能破壞粉塵初層,以免降低除塵效率。