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布袋除尘器的净化效率及过滤过程

文章作者:宇成环保   发布时间:2019-07-29
袋式除尘技术广泛应用于机械、冶金、化工、建材、饮食及其它部门,在大气污染、环境保护及人体健康、再回收等方面发挥着主导作用.布袋除尘器及其相关技术的创新和发展,使布袋除尘器的性能不仅表现为除尘效率更高、运行更经济,而且还能在除尘的同时可以完成脱氮除硫。
布袋除尘器因其固有的对粉尘,尤其是微细粉尘净化效率的优点 得到越来越广泛的应用,2011年布袋除尘器全行业总产值150亿,它的除尘效率在实际应用中能达到99.99%,处理后烟气中粉尘浓度可达到2mg/Nm³以下,这是其它除尘器不可能达到的标准。所以,袋式除尘技术广泛应用于机械、冶金、化工、建材、饮食及其它部门,在大气污染、环境保护及人体健康、再回收等方面发挥着主导作用.布袋除尘器及其相关技术的创新和发展,使布袋除尘器的性能不仅表现为除尘效率更高、运行更经济,而且还能在除尘的同时可以完成脱氮除硫。布袋除尘器达到了新环保法规对大气污染物的排放标准要求,而且充分体现了在投资方面的经济性。工业发达国家从20世纪70年代开始将布袋除尘器用于火电厂的烟气净化,迄今己基本走完了用布袋除尘器取代高压静电除尘器和其它除尘器的过程。
脉冲喷吹布袋除尘器是布袋除尘器中一种高效除尘净化设备,具有清灰效果好、净化效率高、处理气量大、滤袋寿命长、维修工作量小、运行安全可靠、自动化程度高等优点,属于强清灰的除尘器。由于以上的诸多优点,脉冲喷吹清灰是目前国际上较普遍、较高效的袋除尘器清灰方式。虽然,布袋除尘器尤其是大中型除尘器绝大多数采用脉冲喷吹清灰方式;而且,清灰效果的好坏直接决定着布袋除尘器的能否平稳运行。但是,因为国内外目前尚没有成熟的清灰系统设计方法且脉冲清灰影响因素研究不透彻,导致布袋除尘器应用中时常出现或由于清灰强度过大造成滤袋使用寿命缩短以及喷吹系统能源浪费,或是由于清灰强度不够导致除尘器阻力过高的现象。这些都在一定程度上影响到了脉冲喷吹布袋除尘器的声誉,并妨碍其在应用领域的扩展。
一般而言,布袋除尘器的过滤过程可分为两个阶段:首先是含尘气体通过清洁滤料,此时起过滤作用的是滤料纤维;当滤料上捕集的粉尘不断增多时,一部分粉尘嵌入滤料内部,一部分附着在表面形成粉尘层,此时含尘气体的过滤主要依靠粉尘层进行。粉尘层可显著提高滤袋的捕集效率,起着比滤料更为重要的作用,而滤料则主要起着形成及支撑粉尘层的作用。
过滤过程中,含尘气流通过滤料时,在筛分、惯性、拦截、扩散、静电和重力等过滤机理共同作用下,使气固两相得以分离并将粉尘阻留在滤料上。根据不同粒径的粉尘在流体中运动的不同力学特性,布袋除尘器除尘机理涉及到以下几个方面:
①筛滤作用
粉尘粒径大于滤料纤维间的空隙或滤料上尘粒间的空隙时粉尘即被阻留下来,·称为筛滤作用。对于清洁滤料,由于纤维间的空隙远大于粉尘粒径,所以筛滤作用很小。只有当滤料表面沉积大量粉尘形成粉尘层后,筛滤就成为主要除尘机理。
②惯性碰撞作用
当含尘气体接近滤料的纤维时将绕过纤维,而颗粒或流速较大的粒子由于较强的惯性作用偏离气流流线而继续沿原来的方向运动,撞击到滤料纤维而被捕集,这称为惯性碰撞。因此,尘粒质量越大,过滤风速越高,惯性作用就越强。
③拦截作用
含尘气流接近滤料纤维时,当尘粒半径大于尘粒中心到纤维边缘的距离时,尘粒即因与纤维接触而被拦截,此称为拦截作用。
④扩散作用
在气体分子的撞击作用下,小于1μm的尘粒,特别是小于0.2μm的亚微米级粒子可能会做布朗运动而脱离流线。如果在运动过程中和纤维接触,即可以从气流中分离出来,这种作用即称为扩散作用。它随流速的降低、纤维和粉尘直径的减小而增强。
⑤静电作用
当气流穿过时,滤料由于摩擦产生静电,粉尘在运动过程中也会由于摩擦和其他原因带电,这样会在滤料和尘粒之间形成一个电位差。当粉尘随着气流接近滤料时,由于库仑力作用促使粉尘和滤料纤维碰撞并增强滤料对粉尘的吸附力而被捕集,称为静电作用。
⑥重力沉降作用
当缓慢运动的含尘气流进入除尘器后,粒径和密度大的尘粒可能因重力作用而自然沉降下来,称为重力沉降作用。
一般说来,各种除尘机理并不是同时有效,而是一种或几种联合起作用。而且,随着滤料的空隙、气流流速、粉尘粒径以及其他因素的变化,各种机理对不同滤料的过滤性能的影响也随之变化。
随着粉尘负荷的增加,清灰效率升高。这是因为,对于薄的粉尘层,气流量较小时,大部分反吹气流从粉尘间的裂缝或空隙穿过,因此,要想获得较高的清灰效率则需较大的气流量。而对于较厚的粉尘层,粉尘层表面基本上没有裂缝,所以相同的气流量,厚粉尘所受的力就大,清灰效率就高。实践中也常常发现,清灰较厚的粉尘时,常有大片尘块从滤袋表面脱落。
当反吹气流起主要清灰作用时,滤料的弹性对清灰效果有影响。对于非弹性滤料,要想获得和弹性滤料相同的清灰效果,需要远大于弹性滤料的加速度和反吹气流量。这是因为:弹性滤料可获得额外的张力和挤压力,使粉尘层与滤料的界面之间形成裂缝。因此,滤料的弹性作用也是一种重要的清灰机理。
 
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