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      布袋除塵器的凈化效率及過濾過程

      文章作者:宇成環保   發布時間:2019-07-29
      袋式除塵技術廣泛應用于機械、冶金、化工、建材、飲食及其它部門,在大氣污染、環境保護及人體健康、再回收等方面發揮著主導作用.布袋除塵器及其相關技術的創新和發展,使布袋除塵器的性能不僅表現為除塵效率更高、運行更經濟,而且還能在除塵的同時可以完成脫氮除硫。
      布袋除塵器因其固有的對粉塵,尤其是微細粉塵凈化效率的優點 得到越來越廣泛的應用,2011年布袋除塵器全行業總產值150億,它的除塵效率在實際應用中能達到99.99%,處理后煙氣中粉塵濃度可達到2mg/Nm³以下,這是其它除塵器不可能達到的標準。所以,袋式除塵技術廣泛應用于機械、冶金、化工、建材、飲食及其它部門,在大氣污染、環境保護及人體健康、再回收等方面發揮著主導作用.布袋除塵器及其相關技術的創新和發展,使布袋除塵器的性能不僅表現為除塵效率更高、運行更經濟,而且還能在除塵的同時可以完成脫氮除硫。布袋除塵器達到了新環保法規對大氣污染物的排放標準要求,而且充分體現了在投資方面的經濟性。工業發達國家從20世紀70年代開始將布袋除塵器用于火電廠的煙氣凈化,迄今己基本走完了用布袋除塵器取代高壓靜電除塵器和其它除塵器的過程。
      脈沖噴吹布袋除塵器是布袋除塵器中一種高效除塵凈化設備,具有清灰效果好、凈化效率高、處理氣量大、濾袋壽命長、維修工作量小、運行安全可靠、自動化程度高等優點,屬于強清灰的除塵器。由于以上的諸多優點,脈沖噴吹清灰是目前國際上較普遍、較高效的袋除塵器清灰方式。雖然,布袋除塵器尤其是大中型除塵器絕大多數采用脈沖噴吹清灰方式;而且,清灰效果的好壞直接決定著布袋除塵器的能否平穩運行。但是,因為國內外目前尚沒有成熟的清灰系統設計方法且脈沖清灰影響因素研究不透徹,導致布袋除塵器應用中時常出現或由于清灰強度過大造成濾袋使用壽命縮短以及噴吹系統能源浪費,或是由于清灰強度不夠導致除塵器阻力過高的現象。這些都在一定程度上影響到了脈沖噴吹布袋除塵器的聲譽,并妨礙其在應用領域的擴展。
      一般而言,布袋除塵器的過濾過程可分為兩個階段:首先是含塵氣體通過清潔濾料,此時起過濾作用的是濾料纖維;當濾料上捕集的粉塵不斷增多時,一部分粉塵嵌入濾料內部,一部分附著在表面形成粉塵層,此時含塵氣體的過濾主要依靠粉塵層進行。粉塵層可顯著提高濾袋的捕集效率,起著比濾料更為重要的作用,而濾料則主要起著形成及支撐粉塵層的作用。
      過濾過程中,含塵氣流通過濾料時,在篩分、慣性、攔截、擴散、靜電和重力等過濾機理共同作用下,使氣固兩相得以分離并將粉塵阻留在濾料上。根據不同粒徑的粉塵在流體中運動的不同力學特性,布袋除塵器除塵機理涉及到以下幾個方面:
      ①篩濾作用
      粉塵粒徑大于濾料纖維間的空隙或濾料上塵粒間的空隙時粉塵即被阻留下來,·稱為篩濾作用。對于清潔濾料,由于纖維間的空隙遠大于粉塵粒徑,所以篩濾作用很小。只有當濾料表面沉積大量粉塵形成粉塵層后,篩濾就成為主要除塵機理。
      ②慣性碰撞作用
      當含塵氣體接近濾料的纖維時將繞過纖維,而顆粒或流速較大的粒子由于較強的慣性作用偏離氣流流線而繼續沿原來的方向運動,撞擊到濾料纖維而被捕集,這稱為慣性碰撞。因此,塵粒質量越大,過濾風速越高,慣性作用就越強。
      ③攔截作用
      含塵氣流接近濾料纖維時,當塵粒半徑大于塵粒中心到纖維邊緣的距離時,塵粒即因與纖維接觸而被攔截,此稱為攔截作用。
      ④擴散作用
      在氣體分子的撞擊作用下,小于1μm的塵粒,特別是小于0.2μm的亞微米級粒子可能會做布朗運動而脫離流線。如果在運動過程中和纖維接觸,即可以從氣流中分離出來,這種作用即稱為擴散作用。它隨流速的降低、纖維和粉塵直徑的減小而增強。
      ⑤靜電作用
      當氣流穿過時,濾料由于摩擦產生靜電,粉塵在運動過程中也會由于摩擦和其他原因帶電,這樣會在濾料和塵粒之間形成一個電位差。當粉塵隨著氣流接近濾料時,由于庫侖力作用促使粉塵和濾料纖維碰撞并增強濾料對粉塵的吸附力而被捕集,稱為靜電作用。
      ⑥重力沉降作用
      當緩慢運動的含塵氣流進入除塵器后,粒徑和密度大的塵粒可能因重力作用而自然沉降下來,稱為重力沉降作用。
      一般說來,各種除塵機理并不是同時有效,而是一種或幾種聯合起作用。而且,隨著濾料的空隙、氣流流速、粉塵粒徑以及其他因素的變化,各種機理對不同濾料的過濾性能的影響也隨之變化。
      隨著粉塵負荷的增加,清灰效率升高。這是因為,對于薄的粉塵層,氣流量較小時,大部分反吹氣流從粉塵間的裂縫或空隙穿過,因此,要想獲得較高的清灰效率則需較大的氣流量。而對于較厚的粉塵層,粉塵層表面基本上沒有裂縫,所以相同的氣流量,厚粉塵所受的力就大,清灰效率就高。實踐中也常常發現,清灰較厚的粉塵時,常有大片塵塊從濾袋表面脫落。
      當反吹氣流起主要清灰作用時,濾料的彈性對清灰效果有影響。對于非彈性濾料,要想獲得和彈性濾料相同的清灰效果,需要遠大于彈性濾料的加速度和反吹氣流量。這是因為:彈性濾料可獲得額外的張力和擠壓力,使粉塵層與濾料的界面之間形成裂縫。因此,濾料的彈性作用也是一種重要的清灰機理。
       
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