煙氣除塵-袋式除塵的原理及操作（大氣污染控制技術）

煙氣除塵袋式除塵本次課學習內(nèi)容袋式除塵器的性能及影響因素

學習要求掌握影響布袋除塵器除塵效率的影響因素；重點掌握布袋除塵器的構造、選型、運行與管理及應用。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，但也存在過濾速度低，設備體積龐大，濾袋損耗大，壓力損失大，運行費用較高等缺點。通常用于干燥、要求較高的場合。影響袋式除塵器效率的因素有過濾風速、壓力損失、濾料的性質(zhì)、清灰方式、運行工況參數(shù)和粉塵的性質(zhì)等。1、過濾速度過濾風速是指氣體通過濾布時的平均速度。在工程上是指單位時間內(nèi)通過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，重要的技術經(jīng)濟指標。

式中uf——過濾風速，m3/(m2·min)；

Q——氣體的體積流量，m3/h；

A——過濾面積，m2。過濾負荷:q=Q/A每平方米濾布每小時所過濾的氣流量，m3/(m2·h)過濾速度是反映過濾除塵器處理能力的主要技術經(jīng)濟指標。在實際運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。提高過濾風速可以減少過濾面積，提高濾料的處理能力。但風速過高會把濾袋上的粉塵壓實，使阻力加大，同時由于擠壓作用，會使細微粉塵透過濾料，而使除塵效率下降。從經(jīng)濟上考慮，選用速度高，則相應濾布面積減小，則除塵器體積、占地面積和一次投資都會減小，但同時除塵器的壓力損失和耗電量卻會增大。2、壓力損失壓力損失是重要的技術經(jīng)濟指標之一，決定著除塵器的能量消耗、除塵效率和清灰的時間間隔。影響因素：結構形式、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+過濾層壓損△pd。當粉塵初層形成后，壓力損失為500～570Pa時，除塵效率達99%，當壓力損失接近1000Pa時，需要對濾袋清灰。2、壓力損失ζf——清潔濾料的阻力系數(shù)，m-1;μ——氣體的粘度，Pa·sα——粉塵層的平均比阻力，m/kg；m——濾料上的粉塵負荷，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。在過濾20min時，集塵層的平均阻力系數(shù)α=2×109m/kg，求此時帶有煙塵濾布的總阻力損失。3、濾料結構與性質(zhì)袋式除塵器的濾料是濾布，它是袋式除塵器的主要部件，其費用一般占設備費用的10％～15％。選用濾料時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、黏結性等。3、濾料結構與性質(zhì)濾料應具有耐磨、耐腐、阻力低、成本低及使用壽命長等優(yōu)點。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，采用的過濾風速也不能太高；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，可采用較高的過濾風速，但過濾阻力較大，應注意及時清灰。3、濾料結構與性質(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、無機纖維和合成纖維等；按濾料的結構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、不易結露、不縮水等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應用。普通玻璃纖維濾布，價格較低，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、粉塵價值低的場合使用；玻璃纖維膨體紗濾布，捕捉粉塵能力好，除塵效率高，價格適中，適宜在反吹風清灰方式的袋式除塵設備中使用；玻璃纖維針刺毯濾布，具有透氣性好、系統(tǒng)阻力小的特點，除塵效率更高，但價格較貴。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。它具有強度高、抗折性能好、透氣性好、收塵效率高等優(yōu)點，適宜在低于130℃廢氣溫度的袋式除塵設備中使用。

玻璃纖維覆膜過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濾材料；它集中了玻璃纖維的高強低伸、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)點和聚四氟乙烯多微孔薄膜的表面光滑，憎水透氣，化學穩(wěn)定性好等優(yōu)良特性。能截留含塵氣流中的全部粉塵，能在不增加運行阻力的情況下保證氣流的流通量，是理想的煙氣過濾材料。濾料名稱直徑(μm)耐溫性能（K）吸水率(%)耐酸性耐磨性強度長期短期棉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——袋式除塵學習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及分類；掌握影響布袋除塵器除塵效率的影響因素；重點掌握布袋除塵器的構造、選型、運行與管理及應用。本次課學習內(nèi)容與袋式除塵器相關的技術標準袋式除塵器的選型袋式除塵器的安裝與調(diào)試

與袋式除塵器相關的技術標準補充相關技術標準？袋式除塵器的運行管理

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

使用機械裝置使濾袋產(chǎn)生振動而清灰的袋式除塵器。常用以凸輪機構傳動進行振打式清灰，振打頻率不超過60次/分；目前用電動搖動器傳動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

清灰時的氣流與過濾時氣流方向相反。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。分為逆氣流吹風清灰和逆氣流吸風清灰。脈沖噴吹類

工作原理：含塵氣體由下部進氣口進入后，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)文氏管進入上部凈氣箱，經(jīng)氣管排走。粘附在濾袋外表面上的塵粒通過脈沖控制儀實現(xiàn)清灰的目的。脈沖清灰把清灰過程中每清灰一次，叫做一個脈沖。脈沖噴吹清灰目前常用的有脈沖控制儀、氣動控制儀和機械控制儀等。脈沖噴吹清灰袋式除塵器是一種高效除塵方式，全自動清灰，凈化效率達到99%，過濾負荷較高，壓力損失達到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——清灰時停止進氣；在線清灰——清灰時不停止進氣。

回轉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，懸臂管下面正對濾袋導口設有反吹風口。在相同過濾面積的條件下空間體較小，可提高單位體積的過濾面積。扁形濾袋性能好，壽命長，過濾風速1～1.5m/min，凈化效率99%以上。1—懸臂風管；2—濾袋；3—灰斗；4—反吹風機；5—反吹風口；6—花板；7—反吹風管聯(lián)合清灰類

指將上面介紹的兩個或三個不同類型的除塵器有機地聯(lián)接起來，以達到最佳凈化效率。聯(lián)合除塵器的清灰時間約為30～60s，時間間隔約為3～8min，過濾風速一般取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

首先考慮對排放標準、除塵效率和處理量的要求，同時考慮占地面積，設備投資操作與維修管理費用等，其次根據(jù)含塵氣體的性質(zhì)選擇合適的濾袋。選用袋式除塵器應注意的事項高效除塵器，性能穩(wěn)定可靠，負荷變化適應性強，運行管理方便，收塵便于處理與回收利用；不宜用于處理油霧、水霧及粘結性強的粉塵，避免結露“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)粉塵粘結性、過濾速度、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。當入口含塵濃度大時，宜設預凈化裝置。（2）計算過濾面積根據(jù)氣體處理量的大小，選擇適當?shù)倪^濾速度，計算過濾面積。若面積太大，則設備投資大；若面積過小，則過濾阻力大，操作費用高，濾布使用壽命短。

除塵器的過濾面積按下式計算：(3.19)式中A——除塵器的過濾面積，m2；Q——除塵器的處理氣體量，m3/h；uf——除塵器的過濾風速，m/min。（2）計算過濾面積過濾風速的選擇：簡易清灰0.2～0.75m/min機械振動清灰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和長度L計算每只濾袋面積：計算濾袋個數(shù)：式中A——除塵器的過濾面積，m2；d——單個濾袋的直徑，m；L——單個濾袋的長度，m。

濾袋的直徑一般為100～300mm，濾袋的長度一般取3～5m，可長達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個濾袋所組成，直徑為200mm，高為4.5m，試計算該袋式除塵器的過濾速度及過濾負荷。例題解：（4）壓力損失的選擇采用一級除塵時，壓力損失一般為980～1470Pa；采用二級除塵時，壓力損失一般為500～800Pa。（5）選擇過濾材料在選擇過濾材料時，要根據(jù)氣體的溫度、濕度、粉塵的粒度、化學組成、酸堿性、吸濕性、荷電性、爆炸性、腐蝕性等，選擇適當?shù)臑V布。1）一般在含水量較小、無酸性時可以根據(jù)含塵氣體溫度來選用。當溫度低于130℃時，常用500～550g／m滌綸針刺氈；當溫度低于250℃時，宜選用芳綸諾梅克斯針刺氈。（5）選擇過濾材料

2）當含水分量較大、粉塵濃度也比較大時，宜選用防水、防油濾料或覆膜濾料(基布應是經(jīng)過防水處理的針刺氈)。3）當含塵氣體含酸、堿性且氣體溫度低于190℃時，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，可選用聚酰亞胺針刺氈。4）當含塵氣體為易燃易爆氣體時，選用防靜電滌綸針刺氈；當含塵氣體既有一定的水分又為易燃易爆氣體時，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習內(nèi)容實際工程應用案例袋式除塵器的操作（來自實際工程案例）袋式除塵器的日常檢修（實際工程案例）袋式除塵器的日常維護（實際工程案例）

袋式除塵器的應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；結構簡單、投資省、運行穩(wěn)定，可以回收高比電阻粉塵；動力消耗小，回收的干粉塵便于綜合利用；對于微細的干燥粉塵，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、凝結水、粘性大的粉塵氣流。25.5MVA工業(yè)硅電爐煙氣收塵本項目為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#主風機2#主風機2#電爐煙氣設計參數(shù)：單臺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間長，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?；覊m，為保證煙塵（微硅粉）質(zhì)量，必須對煙氣進行一系列處理包括降溫、預收塵等。根據(jù)以上特點，收塵流程采用煙氣冷卻器降溫冷卻、正壓袋式收塵流程，并用雙旋風收塵器作為預處理器，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壓袋式收塵器具有明顯的優(yōu)勢，主要優(yōu)點有：1）可不考慮袋式收塵器的漏風，風機風量可減少，電機功率可降低。2）袋式收塵器結構簡單，耗鋼量少，造價低。3）系統(tǒng)布置靈活，2臺電爐收塵共用1臺袋式收塵器。4）管理維護簡單，管理維護人員可隨時進入袋式收塵器內(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煙囪排放。6）由于收塵風機安裝在收塵器之前，收塵器起到了消聲器的作用，使環(huán)境噪聲比負壓系統(tǒng)明顯降低。7）充分利用了微硅粉在高溫下流動性好，粒度細而軟的特點，使系統(tǒng)風機能耗降低。主要技術指標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——實際工程案例（1）投入運行前的準備（2）水冷卻器的投入（3）布袋除塵器的投入運行（4）啟動布袋清灰控制系統(tǒng)（5）放灰操作（6）布袋除塵器停止運行操作（7）布袋除塵器可能出現(xiàn)的問題

袋式除塵器的日常檢修——實際工程案例（1）水冷器檢修（2）布袋除塵器檢修（3）檢修質(zhì)量標準及要求袋式除塵器的日常維護——實際工程案例（1）水冷器檢查維護（2）袋除塵器檢查維護布袋除塵器完好標準

（1）基礎建筑（2）水冷器（3）除塵器本體煙氣除塵袋式除塵學習內(nèi)容一、袋式除塵器的原理二、袋式除塵器的結構形式和分類三、袋式除塵器的清灰方式20世紀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99%以上；具有：性能穩(wěn)定可靠、操作簡單，所收干塵便于回收利用等特點因而獲得越來越廣泛的應用。概述袋式除塵器是利用棉、毛、人造纖維等濾料的過濾作用將含塵氣體中的塵粒阻留在濾袋上，對含塵氣體進行過濾的除塵裝置。

一、布袋除塵器的工作原理

含塵氣流從下部進入圓筒形濾袋，在通過濾料的孔隙時，粉塵被捕集于濾料上；沉積在濾料上的粉塵，可在機械振動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。機械振動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濾層，提高了除塵效率；此時，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，濾袋兩側的壓力差增大，會把已附在濾料上的細小粉塵擠壓穿過濾料，從而使除塵效率下降，要及時清灰。但清灰不應該破壞粉塵初層為度。布袋除塵器的動態(tài)演示鏈接二、袋式除塵器的結構形式和分類袋式除塵器主要由濾袋、殼體、灰斗和清灰機構構成。濾袋——過濾的主要部件，用纖維織物支撐，多為柱狀；清灰機構是袋式除塵器的主要組成部分，清灰是過濾裝置運行的重要環(huán)節(jié)。二、袋式除塵器的結構形式和分類按結構特點，袋式除塵器劃分為四種：上進風式和下進風式、圓袋式和扁袋式、吸入式和壓入式、內(nèi)濾式和外濾式。1）