影响布袋除尘器除尘效率和滤袋寿命的因素分析

2013-01-27朱杰

装备制造技术 2013年6期

朱杰

（濮阳职业技术学院，河南濮阳457000）

布袋除尘器作为一种高效除尘设备于19世纪中叶开始被应用于工业生产，其运行可靠稳定，使用灵活，操作简单，除尘效率高，最小可捕集0.1μm左右的粉尘，能够满足严格的环保要求，目前已广泛应于各除尘领域。近年来，随着国民经济的发展以及愈来愈严格的环境保护要求，布袋除尘器在产量和销量上都有了相当大的增长,品种也日渐增多。

1 设备概述

布袋除尘器是一种干式滤尘装置，主要靠惯性碰撞作用过滤材料捕集粗粒粉尘，靠扩散和筛分作用捕集细粒粉尘，适用于捕集细小、干燥、非纤维性粉尘。滤袋采用纺织的滤布和非纺织的毡制成，利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤，当含尘气体进入布袋式除尘器时，颗粒大、比重大的粉尘，由于重力的作用沉降下来，落入灰尘斗，含有较细小粉尘的气体在通过滤料时，粉尘被阻留，使气体得到净化。

一般新滤料的除尘效率不够高，当滤料使用一段时间后，由于筛滤、碰撞、滞留、扩散、静电等效应，滤袋表面积聚了一层粉尘，这层粉尘称为初层，在此以后的运动过程中，初层成了滤料的主要过滤层，依靠初层的作用，网孔较大的滤料也能获得较高的过滤效率。随着粉尘在滤料表面的积聚，除尘器的效率和阻力都相应的增加，当滤料两侧的压力差很大时，会把有些已附着在滤料上的细小尘粒挤压过去，使除尘器效率下降。另外，除尘器的阻力过高会使除尘系统的风量显著降低。因此，除尘器的阻力达到一定数值后，要及时清灰，清灰时不能破坏初层，以免效率下降。

布袋除尘器主要由上部箱体、中部箱体、下部箱体（灰斗）、清灰系统和排灰机构等部分组成。布袋除尘器具有如下优点：

（1）除尘效率高，可捕集粒径大于0.3微米的细小粉尘，除尘效率可达99%以上。

（2）适应性强，能处理不同类型的颗粒物，处理容量可大可小。

（3）操作弹性大，入口气体含尘浓度变化较大时，对除尘效率影响不大。

（4）结构简单，运行比较稳定，投资较少（与电除尘器比较而言），维护方便。所以布袋式除尘器广泛应用于消除粉尘污染，改善环境，回收物料等。

2 布袋除尘器除尘效率和滤袋寿命的影响因素分析

布袋除尘器作为各粉尘的过滤装置，除尘性能的好坏直接影响着设备的除尘效果。影响布袋除尘器除尘效率和滤袋寿命的主要因素为：气布比、滤料、清灰方式等。

（1）气布比的选择

气布比又称表面过滤速度，是单位时间处理含尘气体的体积与滤布面积之比，有毛气布比和净气布比之分。前者指袋式除尘器入口的体积与除尘器的滤布总面积之比，后者指入口气体的体积与运行滤袋的滤布面积之比。对于小型袋式除尘器，两者差别较大。气布比是重要的设计参数，是决定除尘器性能和经济性的重要指标。从除尘性能上考虑，气布比的选择要考虑到除尘器型式、清灰方式、滤料种类、粉尘和气体性质等因素。气布比的值选择过高，虽然设计的布袋除尘器的体积小、造价低，但是运行阻力大，清灰频繁，粉尘颗粒容易嵌入滤料内部，大大缩短布袋的使用寿命，从而影响布袋除尘器的正常运行。反之，如果气布比的值选择过小，会使布袋除尘器的造价增加。另外，不同的清灰方式必须选用不同的气布比。

（2）滤料的质量

滤料作为布袋除尘器的核心部件，其性能和质量的好坏直接关系到布袋除尘器的运行效果和使用寿命。目前市场上有各种各样的滤料，其性能用途各有不同，即便是相同的材料，不同厂家生产的产品，性能上也会有很大的差别。

过滤效率决定了除尘器的出口排放浓度，只要滤料的质量合格，一般其过滤效率都能达到99%以上，从而达到国家目前的排放标准。然而随着排放要求越来越严格，对滤料的过滤要求也逐渐提高。尤其是某些危险物粉尘收集或有特殊工艺要求的场合，其排放标准通常要求不超过，那么这就需要一些经过特殊工艺处理的滤料才能保证。

过滤压降是直接影响生产和滤袋使用寿命的因素，过滤压降高，系统阻力就高，在相同的风机功率下，系统风量就会减小，直接影响了生产的效率；或者为了保持风量必须增大风机功率，使得电耗成本增加。过滤压降高还会导致清灰频率增加，使滤袋寿命减短。另外滤袋长期在高阻力下运行也会影响其寿命。

滤料的品质直接影响布袋除尘器的除尘效率和寿命，在选择滤料时要考虑烟气特性和粉尘特性，烟气的湿度会影响到灰是否粘结在滤袋表面，另外颗粒的硬度直接影响滤料的使用寿命，对硬粒粉尘应选择较低的过滤速度。根据各种除尘器运行环境和介质情况，选择合适的滤料，是保证布袋除尘器性能的关键。由于滤料价格较高，其成本在收尘器中占了相当大一部分比例，如果质量得不到保证，使用寿命短，其损失是可想而知的，同时换袋还可能影响生产。要配备好的除尘器，首先要选用透气性能好、耐腐蚀、耐磨损、适合现场工艺要求(如温度、化学侵蚀等)的滤料，以高品质缝制技术加工而成的滤袋。如果滤料选用不恰当或加工质量差，易产生水解、酸解、温度过高、覆膜剥落、滤袋破裂等现象。

（3）清灰方式

布袋除尘器运行一定时间后要及时清灰，清灰时又不能破坏初层，以免除尘效率下降。布袋除尘器的清灰方式主要有三种，分别是脉冲反吹法、逆气流反吹法以及机械振动法。

脉冲反吹法根据反吹空气压力的不同又可分为高压脉冲反吹式和低压脉冲反吹式两种。脉冲反吹式布袋除尘器由于其脉冲反吹强度和频率可进行调节，清灰效果好，是目前世界上最为广泛应用的除尘装置。含尘气体从袋式除尘器入口进入后，由导流管进入各单元室，在导流装置的作用下，大颗粒粉尘分离后直接落入灰斗，其余粉尘随气流均匀进入各仓室过滤区，过滤后的洁净气体透过除尘滤袋经上箱体、提升阀、排风管排出。随着过滤工况的进行，当滤袋表面积尘达到一定厚度时，由清灰控制装置按设定的程序关闭提升阀，控制当前单元离线，并打开电磁脉冲阀喷吹，抖落滤袋上的粉尘。落入灰斗中的粉尘经由卸灰阀排出后，利用输灰系统送出。清灰过程不中断滤料工作，能实现粘附性强的粉尘脱落，清灰时间间隔短，可选用较高的过滤速度。其缺点是脉冲喷吹需要有压缩空气源。

逆气流反吹法是从相反方向反吹空气通过滤袋和粉尘层，利用气流使粉尘从滤袋上脱落。采用气流清灰时，清灰机构简单，维护方便，但滤袋内必须有支撑结构，如撑环或网架，以避免把滤袋压扁、粘连，破坏初层。反吹空气可以有专门的风机供给，也可以利用除尘器本身的负压从外部吸入。

机械振动清灰法，分顶部振动清灰和中部振动清灰（对滤袋），是借助于机械振动装置周期性的轮流振动各排滤袋，以清除滤袋上的积灰。这种清灰方法的除尘器结构简单、性能稳定，适合小风量、低浓度和分散的扬尘点的除尘，但不适合除尘器连续长时间工作的场合。