袋式除尘器工作原理就是一个过滤过程和一个清灰过程。脉冲喷吹袋式除尘器工作原理如图1-5所示。

一、过滤机理

当含尘气体进入袋式除尘器通过滤料时,粉尘被阻在滤料表面,干净空气则透只过滤料的缝隙排出,完成过滤过程,完成过滤的主要有纤维过滤、薄膜过滤和粉尘层过滤。袋式除尘器是纤维过滤,薄膜过滤与粉尘层过滤的组合,它的除尘机理是筛滤、惯性碰撞、钩附、扩散、重力沉降和静电作用等效应综合作用的结果。

(1)筛滤滤应 当粉尘的颗粒直径较滤料纤维间的孔隙或滤料上粉间的孔隙大时,粉尘被阻留下来,称为筛滤效应,对织物滤料来说,这种效应是很小的，只是当织物上沉积大量的粉尘后筛滤效应才充分显示出来。

(2)惯性碰撞效应 当含尘气流接近滤料纤维时,气流绕过纤维,但1um以上的较大颗粒由于惯性作用而偏离气流流线,但仍保持原有的方向,撞击到纤维上,粉被集下来,称为惯性碰撞效应。

(3)钩附效应 当含尘气流接近滤料纤维时,细微的粉尘仍保留在流线内,这时流线比的较紧密,如果粉尘颗粒的半径大于粉尘中心到达纤维边缘的距离,粉尘即被捕获,称为钩附效应,又称拦截效应。

(4)扩散效应 当粉尘颗粒极为细小(0.5um以下)时,在气体分子的碰撞下偏线做不规则运动(亦称布朗运动),这就增加了粉尘与纤维的接触机会,使粉尘被捕获,尘颗粒越小,运动越烈,从而与纤维接触的机会也越多。

碰撞,钩附及扩散效应均随纤维的直径减小而增加,滤料的孔隙率增加而减少,因采用的滤料纤维越细,纤维越密实,滤料的除尘效率越高。

(5)重力沉降效应 颗粒大,相对密度大的粉生,在重力作用下沉落下来,这与在重力除尘器中粉尘的运动机理相同。

(6)静电作用效应 如果粉尘与滤料的电荷相反,则粉尘易于吸附于滤料上,从而提高除尘效率,但被吸附的粉尘难以剥落。反之,如果两者和电荷相同,则尘受到滤料的排斥,效率会因此而降低,但粉容易从滤袋表面剥离。

1.不同滤料除尘机理的差异

1)织物滤料的孔隙存在于经纱、纬纱之间(一般线直径为300~700gm,间隙为100-200gm),以及纤维之间,而后者占全部孔隙的30%~50%开始滤尘时,气流大部分从经、纬纱之间的小孔通过,只有小部分粉穿过纤维间的缝隙,粗尘颗粒被嵌进纤维间的小孔内,气流继续通过纤维间的缝隙,此时滤料即成为对粗、细粉尘颗粒都有效的过滤材料,而且形成称为“初次粉尘层”或“第二过滤层”的粉尘层,于是粉尘层表面出现以强制筛滤效应捕集粉尘的过程,此外,在气流中粉尘的直径比纤维细小时碰撞、钩附、扩散等效应增加,除尘效率提高。

2)针刺毡或水刺毡滤料,由于本身构成厚实的多孔滤床,可以充分发挥上述效应,但“第二过滤层”的过滤作用仍很重要。

3)覆膜滤料,其表面上有一层人工合成的内部呈网格状结构的、厚50m、每平方厘米含有14亿个微孔的特制薄膜,显然其过滤作用主要是筛滤效应,故称为表面过滤。

2.合理的清灰周期

袋式除尘器在实际运行中,随着滤袋粉尘层的增加,需要对滤料进行周期性的清灰随着集粉尘量的不断增加,粉尘层不断增厚,其过滤效率随之提高,除尘器的阻力也逐渐增加,而通过滤袋的风量则逐渐减小,这时,需要对滤袋进行清灰处理,既要及时、均匀地除去滤袋上的积灰,又要避免过度清灰,使其保留“初次粉尘层”,保证工作稳定和高效率,这对于孔隙较大的或易于清灰的滤料更为重要。

二、过滤过程

外滤式除尘器在每个滤袋里面装有圆筒形状的支承袋笼,含有粉的气体从滤袋的外侧向内侧流动,所以,粉尘被滤袋的外侧面过滤捕集,洁净气体通过内侧从上部排出,洁净室设有压缩空气管,靠压缩空气管喷出来的脉冲气流抖落粉尘,壳体、漏斗等振动式相同,处于封闭状态,从漏斗上部送进来的含尘气体分路升至各个滤袋,被过滤铺集,内滤式除生器过滤情况与外滤式除尘器近似。

新滤袋在运行初期主要捕集1m以上的粉尘,捕集机理是惯性作用、筛分作用、遮挡作用、静电沉降和重力沉降等,粉尘的一次黏附层在滤布面上形成后也可以捕集1m以下的微粒,并且可以控制扩数,这些作用力受粉尘粒子的大小,密度、纤维直径和过滤速度的影响。

袋式除尘器处理空气的粉浓度为0.5~100g/3,因此,在开始运动的几分钟内就在滤布的表面和里面形成一层粉尘的黏附层,这层黏附层又叫作一次黏附层或过滤膜如果形成一次黏附层,那么该黏附层就起过滤捕集的作用,其原因是松层内形成许多微孔,粉尘层的孔隙率为0.8~0.9,这些微孔产生分效果,过滤速度越低,微孔越小,粉尘层的孔隙率越大,所以,高效率集过程在很大程度上取决于过滤速度。

三、清灰过程

随着过滤工况的继续进行,滤料表面的粉层越积越厚,除尘器的运行阻力越来越大,处理风量越来越小,此时必须进入清灰工况,利用振动,反吹风或脉冲喷吹等方式对滤袋进行清灰,使大部分粉尘从滤料表面离,仅残留部分嵌人纤维层内部或牢固黏附于纤维层表面的粉尘,滤料得以再生。

滤料表面的粉尘层分为一次粉尘层和二次粉尘层。一次粉尘层是指在正常清灰后,仍依附在纤维层,与纤维层一起构成过滤体,不再脱落的粉尘层。二次粉尘层是指在正常清灰,能从纤维层表面有效剥离脱落的粉尘层。通常需要经过数千次的过滤清灰动作,历时数月运行才能建立稳定的一次粉尘层。

对于分室结构的袋式除尘器,清灰工况是依序逐室进行的,使除尘器的过滤效率、运行阻力以及系统运行风量不至于发生太大的波动。