煙氣除塵-袋式除塵的原理及操作（大氣污染控制技術(shù)）

煙氣除塵袋式除塵本次課學(xué)習(xí)內(nèi)容袋式除塵器的性能及影響因素

學(xué)習(xí)要求掌握影響布袋除塵器除塵效率的影響因素；重點(diǎn)掌握布袋除塵器的構(gòu)造、選型、運(yùn)行與管理及應(yīng)用。袋式除塵器的性能及影響因素袋式除塵器屬于高效除塵器，具有凈化效率高，處理氣量大等優(yōu)點(diǎn)，但也存在過(guò)濾速度低，設(shè)備體積龐大，濾袋損耗大，壓力損失大，運(yùn)行費(fèi)用較高等缺點(diǎn)。通常用于干燥、要求較高的場(chǎng)合。影響袋式除塵器效率的因素有過(guò)濾風(fēng)速、壓力損失、濾料的性質(zhì)、清灰方式、運(yùn)行工況參數(shù)和粉塵的性質(zhì)等。1、過(guò)濾速度過(guò)濾風(fēng)速是指氣體通過(guò)濾布時(shí)的平均速度。在工程上是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積濾布的含塵氣體的流量。表示袋式除塵器處理氣體的能力，重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

式中uf——過(guò)濾風(fēng)速，m3/(m2·min)；

Q——?dú)怏w的體積流量，m3/h；

A——過(guò)濾面積，m2。過(guò)濾負(fù)荷:q=Q/A每平方米濾布每小時(shí)所過(guò)濾的氣流量，m3/(m2·h)過(guò)濾速度是反映過(guò)濾除塵器處理能力的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在實(shí)際運(yùn)行中它是由濾料種類、粉塵粒徑及清灰方式而確定的，一般為0.6～1.0m/min。提高過(guò)濾風(fēng)速可以減少過(guò)濾面積，提高濾料的處理能力。但風(fēng)速過(guò)高會(huì)把濾袋上的粉塵壓實(shí)，使阻力加大，同時(shí)由于擠壓作用，會(huì)使細(xì)微粉塵透過(guò)濾料，而使除塵效率下降。從經(jīng)濟(jì)上考慮，選用速度高，則相應(yīng)濾布面積減小，則除塵器體積、占地面積和一次投資都會(huì)減小，但同時(shí)除塵器的壓力損失和耗電量卻會(huì)增大。2、壓力損失壓力損失是重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一，決定著除塵器的能量消耗、除塵效率和清灰的時(shí)間間隔。影響因素：結(jié)構(gòu)形式、濾料特性、粉塵性質(zhì)和濃度、氣體的溫度和黏度等。△p等于清潔濾料壓損△pf+過(guò)濾層壓損△pd。當(dāng)粉塵初層形成后，壓力損失為500～570Pa時(shí)，除塵效率達(dá)99%，當(dāng)壓力損失接近1000Pa時(shí)，需要對(duì)濾袋清灰。2、壓力損失ζf——清潔濾料的阻力系數(shù)，m-1;μ——?dú)怏w的粘度，Pa·sα——粉塵層的平均比阻力，m/kg；m——濾料上的粉塵負(fù)荷，kg/m2。m=GA/A總阻力為：例題用袋式除塵器處理含塵煙氣。過(guò)濾面積A=2000m2，處理氣量Q=3000m3/min，煙氣含塵濃度ρp=6g/m3，除塵效率為99%。已知清潔濾布的阻力系數(shù)ζf=4×107m-1,清潔濾布的阻力損失為100Pa。在過(guò)濾20min時(shí)，集塵層的平均阻力系數(shù)α=2×109m/kg，求此時(shí)帶有煙塵濾布的總阻力損失。3、濾料結(jié)構(gòu)與性質(zhì)袋式除塵器的濾料是濾布，它是袋式除塵器的主要部件，其費(fèi)用一般占設(shè)備費(fèi)用的10％～15％。選用濾料時(shí)必須考慮含塵氣體和粉塵的特性，如氣體的組成、溫度、濕度，粉塵的大小、含水率、黏結(jié)性等。3、濾料結(jié)構(gòu)與性質(zhì)濾料應(yīng)具有耐磨、耐腐、阻力低、成本低及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。表面光滑的濾料，容塵量小，清灰容易，但除塵效率低，適用于含塵濃度低、黏性大的粉塵，采用的過(guò)濾風(fēng)速也不能太高；厚濾料和表面起絨的濾料，容塵量大，粉塵能深入濾料內(nèi)部，保證高效率，可采用較高的過(guò)濾風(fēng)速，但過(guò)濾阻力較大，應(yīng)注意及時(shí)清灰。3、濾料結(jié)構(gòu)與性質(zhì)袋式除塵器采用的濾料種類較多，按濾料的材質(zhì)分為天然纖維、無(wú)機(jī)纖維和合成纖維等；按濾料的結(jié)構(gòu)分為濾布和毛毯兩類；按編織方法分為平紋、斜紋和緞紋等。斜紋編織濾料的綜合性能較好。目前，中國(guó)生產(chǎn)的濾料有三大類，即玻璃纖維濾料、聚合物濾料和覆膜濾料玻璃纖維類濾料具有耐高溫(280℃)、耐腐蝕、表面光滑、不易結(jié)露、不縮水等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。普通玻璃纖維濾布，價(jià)格較低，清灰容易，但除塵效率低，粉塵排放量略大，可在排放要求不高、粉塵價(jià)值低的場(chǎng)合使用；玻璃纖維膨體紗濾布，捕捉粉塵能力好，除塵效率高，價(jià)格適中，適宜在反吹風(fēng)清灰方式的袋式除塵設(shè)備中使用；玻璃纖維針刺毯濾布，具有透氣性好、系統(tǒng)阻力小的特點(diǎn)，除塵效率更高，但價(jià)格較貴。聚合物類濾料主要包括聚酰胺纖維(尼龍)、聚酯纖維(滌綸729，208)、聚苯硫醚(PPs)纖維、聚丙烯腈纖維(奧綸)、聚乙烯醇纖維(維尼綸)、聚酰亞胺纖維(P84)、芳香族聚酰胺纖維(諾梅克斯)、聚四氟乙烯纖維(特氟綸)等。它具有強(qiáng)度高、抗折性能好、透氣性好、收塵效率高等優(yōu)點(diǎn)，適宜在低于130℃廢氣溫度的袋式除塵設(shè)備中使用。

玻璃纖維覆膜過(guò)濾材料是在玻璃纖維基布上覆上多微孔聚四氟乙烯薄膜制成的新型過(guò)濾材料；它集中了玻璃纖維的高強(qiáng)低伸、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)和聚四氟乙烯多微孔薄膜的表面光滑，憎水透氣，化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)良特性。能截留含塵氣流中的全部粉塵，能在不增加運(yùn)行阻力的情況下保證氣流的流通量，是理想的煙氣過(guò)濾材料。濾料名稱直徑(μm)耐溫性能（K）吸水率(%)耐酸性耐磨性強(qiáng)度長(zhǎng)期短期棉10～20348～3583688很差稍好1蠶絲18353～36337316～22羊毛5～15353～36337310～15稍好很差0.4尼龍348～3583684～4.5稍好好2.5奧倫398～4084236好差1.6滌綸4134336.5好差1.6玻璃纖維5～85234好差1芳香族聚酰胺4935334.5～5差好2.5聚四氟乙烯393～5230很好很好2.5常用濾料性能表表3-6常用的聚合物濾料及其特性煙氣除塵——袋式除塵學(xué)習(xí)要求充分理解袋式除塵器的工作原理；了解布袋除塵器的特點(diǎn)及分類；掌握影響布袋除塵器除塵效率的影響因素；重點(diǎn)掌握布袋除塵器的構(gòu)造、選型、運(yùn)行與管理及應(yīng)用。本次課學(xué)習(xí)內(nèi)容與袋式除塵器相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)袋式除塵器的選型袋式除塵器的安裝與調(diào)試

與袋式除塵器相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)？袋式除塵器的運(yùn)行管理

根據(jù)清灰方法的不同，一般將袋式除塵器分為五類：機(jī)械振動(dòng)類反吹風(fēng)類噴嘴反吹類脈沖噴吹類聯(lián)合清灰類機(jī)械振動(dòng)類

使用機(jī)械裝置使濾袋產(chǎn)生振動(dòng)而清灰的袋式除塵器。常用以凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)進(jìn)行振打式清灰，振打頻率不超過(guò)60次/分；目前用電動(dòng)搖動(dòng)器傳動(dòng)的微振幅清灰方法也有采用，其頻率均高于700次/分。逆氣流清灰

清灰時(shí)的氣流與過(guò)濾時(shí)氣流方向相反。在反向氣流作用下，迫使濾袋縮癟或鼓脹而清灰的袋式除塵器。安裝在濾袋內(nèi)的支撐環(huán)可以防止濾袋完全被壓癟。分為逆氣流吹風(fēng)清灰和逆氣流吸風(fēng)清灰。脈沖噴吹類

工作原理：含塵氣體由下部進(jìn)氣口進(jìn)入后，分散于除塵箱中，塵粒被阻留于濾袋外表面上，凈化后的氣體由袋內(nèi)經(jīng)文氏管進(jìn)入上部?jī)魵庀洌?jīng)氣管排走。粘附在濾袋外表面上的塵粒通過(guò)脈沖控制儀實(shí)現(xiàn)清灰的目的。脈沖清灰把清灰過(guò)程中每清灰一次，叫做一個(gè)脈沖。脈沖噴吹清灰目前常用的有脈沖控制儀、氣動(dòng)控制儀和機(jī)械控制儀等。脈沖噴吹清灰袋式除塵器是一種高效除塵方式，全自動(dòng)清灰，凈化效率達(dá)到99%，過(guò)濾負(fù)荷較高，壓力損失達(dá)到1200～1500Pa。脈沖噴吹清灰適用于中小型布袋除塵器。主要分為：離線清灰——清灰時(shí)停止進(jìn)氣；在線清灰——清灰時(shí)不停止進(jìn)氣。

回轉(zhuǎn)反吹扁袋式清灰外殼為圓筒形，扁袋沿圓筒呈輻射狀布置，反吹管由軸心向上與懸臂管連接，懸臂管下面正對(duì)濾袋導(dǎo)口設(shè)有反吹風(fēng)口。在相同過(guò)濾面積的條件下空間體較小，可提高單位體積的過(guò)濾面積。扁形濾袋性能好，壽命長(zhǎng)，過(guò)濾風(fēng)速1～1.5m/min，凈化效率99%以上。1—懸臂風(fēng)管；2—濾袋；3—灰斗；4—反吹風(fēng)機(jī)；5—反吹風(fēng)口；6—花板；7—反吹風(fēng)管聯(lián)合清灰類

指將上面介紹的兩個(gè)或三個(gè)不同類型的除塵器有機(jī)地聯(lián)接起來(lái)，以達(dá)到最佳凈化效率。聯(lián)合除塵器的清灰時(shí)間約為30～60s，時(shí)間間隔約為3～8min，過(guò)濾風(fēng)速一般取2～3m/min，壓力損失為800～1000Pa，清灰效果較好，凈化效率為98%左右。袋式除塵器的選型（1）選定除塵器形式、濾料及清灰方式

首先考慮對(duì)排放標(biāo)準(zhǔn)、除塵效率和處理量的要求，同時(shí)考慮占地面積，設(shè)備投資操作與維修管理費(fèi)用等，其次根據(jù)含塵氣體的性質(zhì)選擇合適的濾袋。選用袋式除塵器應(yīng)注意的事項(xiàng)高效除塵器，性能穩(wěn)定可靠，負(fù)荷變化適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行管理方便，收塵便于處理與回收利用；不宜用于處理油霧、水霧及粘結(jié)性強(qiáng)的粉塵，避免結(jié)露“糊袋”現(xiàn)象；濾袋是袋式除塵器的主要部件，選擇耐高溫、耐腐蝕、耐磨、抗爆炸等材料的濾布；根據(jù)粉塵粘結(jié)性、過(guò)濾速度、空氣阻力、壓力損失、凈化效率等制約因素，確定清灰方式和清灰裝置。當(dāng)入口含塵濃度大時(shí)，宜設(shè)預(yù)凈化裝置。（2）計(jì)算過(guò)濾面積根據(jù)氣體處理量的大小，選擇適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾速度，計(jì)算過(guò)濾面積。若面積太大，則設(shè)備投資大；若面積過(guò)小，則過(guò)濾阻力大，操作費(fèi)用高，濾布使用壽命短。

除塵器的過(guò)濾面積按下式計(jì)算：(3.19)式中A——除塵器的過(guò)濾面積，m2；Q——除塵器的處理氣體量，m3/h；uf——除塵器的過(guò)濾風(fēng)速，m/min。（2）計(jì)算過(guò)濾面積過(guò)濾風(fēng)速的選擇：簡(jiǎn)易清灰0.2～0.75m/min機(jī)械振動(dòng)清灰1.0～2.0m/min逆氣流反吹清灰2～3.0m/min脈沖噴吹清灰2.0～4.0m/min

（3）濾袋袋數(shù)的確定確定濾袋尺寸，濾袋的直徑d和長(zhǎng)度L計(jì)算每只濾袋面積：計(jì)算濾袋個(gè)數(shù)：式中A——除塵器的過(guò)濾面積，m2；d——單個(gè)濾袋的直徑，m；L——單個(gè)濾袋的長(zhǎng)度，m。

濾袋的直徑一般為100～300mm，濾袋的長(zhǎng)度一般取3～5m，可長(zhǎng)達(dá)10～12m。例題某鋼廠用袋式除塵器凈化煙氣，煙氣量為14630m3/h，袋式除塵器由40個(gè)濾袋所組成，直徑為200mm，高為4.5m，試計(jì)算該袋式除塵器的過(guò)濾速度及過(guò)濾負(fù)荷。例題解：（4）壓力損失的選擇采用一級(jí)除塵時(shí)，壓力損失一般為980～1470Pa；采用二級(jí)除塵時(shí)，壓力損失一般為500～800Pa。（5）選擇過(guò)濾材料在選擇過(guò)濾材料時(shí)，要根據(jù)氣體的溫度、濕度、粉塵的粒度、化學(xué)組成、酸堿性、吸濕性、荷電性、爆炸性、腐蝕性等，選擇適當(dāng)?shù)臑V布。1）一般在含水量較小、無(wú)酸性時(shí)可以根據(jù)含塵氣體溫度來(lái)選用。當(dāng)溫度低于130℃時(shí)，常用500～550g／m滌綸針刺氈；當(dāng)溫度低于250℃時(shí)，宜選用芳綸諾梅克斯針刺氈。（5）選擇過(guò)濾材料

2）當(dāng)含水分量較大、粉塵濃度也比較大時(shí)，宜選用防水、防油濾料或覆膜濾料(基布應(yīng)是經(jīng)過(guò)防水處理的針刺氈)。3）當(dāng)含塵氣體含酸、堿性且氣體溫度低于190℃時(shí)，常選用萊通針刺氈。若氣體溫度低于240℃，耐酸堿性要求不太高時(shí)，可選用聚酰亞胺針刺氈。4）當(dāng)含塵氣體為易燃易爆氣體時(shí)，選用防靜電滌綸針刺氈；當(dāng)含塵氣體既有一定的水分又為易燃易爆氣體時(shí)，選用防水、防油、防靜電(三防)滌綸針刺氈。煙氣除塵袋式除塵本次課學(xué)習(xí)內(nèi)容實(shí)際工程應(yīng)用案例袋式除塵器的操作（來(lái)自實(shí)際工程案例）袋式除塵器的日常檢修（實(shí)際工程案例）袋式除塵器的日常維護(hù)（實(shí)際工程案例）

袋式除塵器的應(yīng)用袋式除塵器作為一種高效除塵器，廣泛用于各種工業(yè)部門的尾氣除塵；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資省、運(yùn)行穩(wěn)定，可以回收高比電阻粉塵；動(dòng)力消耗小，回收的干粉塵便于綜合利用；對(duì)于微細(xì)的干燥粉塵，采用袋式除塵器捕集是適宜的。袋式除塵器不宜處理含有油霧、凝結(jié)水、粘性大的粉塵氣流。25.5MVA工業(yè)硅電爐煙氣收塵本項(xiàng)目為25.5MVA工業(yè)硅矮煙罩半封閉電爐的除塵系統(tǒng)（2座），為330d/a連續(xù)工作。其流程如左：1#電爐煙氣1#冷卻器正壓袋式收塵器2#冷卻器1#粗分離器2#粗分離器1#主風(fēng)機(jī)2#主風(fēng)機(jī)2#電爐煙氣設(shè)計(jì)參數(shù)：?jiǎn)闻_(tái)25.5MVA電爐煙氣量為140000Nm3/h，煙氣含塵濃度2～5g/Nm3，煙氣溫度400~550℃，煙塵真密度2.1g/cm3，堆密度0.15～0.25g/cm3。流程介紹熔煉工業(yè)硅產(chǎn)生的煙氣，在爐口矮煙罩內(nèi)與冷空氣匯合并燃燒，出矮煙罩煙氣溫度一般在400～600℃左右，煙塵（微硅粉）中主要為SiO2，有很廣泛的用途。粉塵堆密度為150～200kg/m3，粒度在5μm以下的占90%以上，該粉塵在空氣中停留時(shí)間長(zhǎng)，不易沉降，比電阻大，氣體的粘度隨溫度的增高而增大。煙塵中夾帶一些影響微硅粉質(zhì)量的顆粒灰塵，為保證煙塵（微硅粉）質(zhì)量，必須對(duì)煙氣進(jìn)行一系列處理包括降溫、預(yù)收塵等。根據(jù)以上特點(diǎn)，收塵流程采用煙氣冷卻器降溫冷卻、正壓袋式收塵流程，并用雙旋風(fēng)收塵器作為預(yù)處理器，除去含碳量高的顆?；覊m，以提高微硅粉質(zhì)量。正壓袋式收塵器比負(fù)壓袋式收塵器具有明顯的優(yōu)勢(shì)，主要優(yōu)點(diǎn)有：1）可不考慮袋式收塵器的漏風(fēng)，風(fēng)機(jī)風(fēng)量可減少，電機(jī)功率可降低。2）袋式收塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗鋼量少，造價(jià)低。3）系統(tǒng)布置靈活，2臺(tái)電爐收塵共用1臺(tái)袋式收塵器。4）管理維護(hù)簡(jiǎn)單，管理維護(hù)人員可隨時(shí)進(jìn)入袋式收塵器內(nèi)部檢查或更換濾袋。5）煙氣可在收塵器頂部排放，也可在收塵器頂部設(shè)煙囪排放。6）由于收塵風(fēng)機(jī)安裝在收塵器之前，收塵器起到了消聲器的作用，使環(huán)境噪聲比負(fù)壓系統(tǒng)明顯降低。7）充分利用了微硅粉在高溫下流動(dòng)性好，粒度細(xì)而軟的特點(diǎn)，使系統(tǒng)風(fēng)機(jī)能耗降低。主要技術(shù)指標(biāo)1）收塵效率：η>99%2）凈化煙氣含塵量：<50mg/Nm33）凈化煙氣排放總量：161000Nm3/h4）排放煙塵總量：<4.28kg/h袋式除塵器的操作——實(shí)際工程案例（1）投入運(yùn)行前的準(zhǔn)備（2）水冷卻器的投入（3）布袋除塵器的投入運(yùn)行（4）啟動(dòng)布袋清灰控制系統(tǒng)（5）放灰操作（6）布袋除塵器停止運(yùn)行操作（7）布袋除塵器可能出現(xiàn)的問(wèn)題

袋式除塵器的日常檢修——實(shí)際工程案例（1）水冷器檢修（2）布袋除塵器檢修（3）檢修質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及要求袋式除塵器的日常維護(hù)——實(shí)際工程案例（1）水冷器檢查維護(hù)（2）袋除塵器檢查維護(hù)布袋除塵器完好標(biāo)準(zhǔn)

（1）基礎(chǔ)建筑（2）水冷器（3）除塵器本體煙氣除塵袋式除塵學(xué)習(xí)內(nèi)容一、袋式除塵器的原理二、袋式除塵器的結(jié)構(gòu)形式和分類三、袋式除塵器的清灰方式20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的一種除塵裝置；可用于凈化粒徑大于0.1μm的含塵氣體，除塵效率可達(dá)99%以上；具有：性能穩(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)單，所收干塵便于回收利用等特點(diǎn)因而獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。概述袋式除塵器是利用棉、毛、人造纖維等濾料的過(guò)濾作用將含塵氣體中的塵粒阻留在濾袋上，對(duì)含塵氣體進(jìn)行過(guò)濾的除塵裝置。

一、布袋除塵器的工作原理

含塵氣流從下部進(jìn)入圓筒形濾袋，在通過(guò)濾料的孔隙時(shí)，粉塵被捕集于濾料上；沉積在濾料上的粉塵，可在機(jī)械振動(dòng)的作用下從濾料表面脫落，落入灰斗中；粉塵因篩濾、截留、慣性碰撞、靜電、擴(kuò)散和重力沉降等作用，在濾袋表面形成粉塵層，常稱為粉層初層。機(jī)械振動(dòng)袋式除塵器示意圖袋式除塵器的除塵原理示意圖一、工作原理粉塵初層形成后，成為袋式除塵器的主要過(guò)濾層，提高了除塵效率；此時(shí)，濾布只是起著形成粉塵初層和支撐它的骨架作用。隨著粉塵在濾袋上積聚，濾袋兩側(cè)的壓力差增大，會(huì)把已附在濾料上的細(xì)小粉塵擠壓穿過(guò)濾料，從而使除塵效率下降，要及時(shí)清灰。但清灰不應(yīng)該破壞粉塵初層為度。布袋除塵器的動(dòng)態(tài)演示鏈接二、袋式除塵器的結(jié)構(gòu)形式和分類袋式除塵器主要由濾袋、殼體、灰斗和清灰機(jī)構(gòu)構(gòu)成。濾袋——過(guò)濾的主要部件，用纖維織物支撐，多為柱狀；清灰機(jī)構(gòu)是袋式除塵器的主要組成部分，清灰是過(guò)濾裝置運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。二、袋式除塵器的結(jié)構(gòu)形式和分類按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，袋式除塵器劃分為四種：上進(jìn)風(fēng)式和下進(jìn)風(fēng)式、圓袋式和扁袋式、吸入式和壓入式、內(nèi)濾式和外濾式。1）