袋式除尘器

1、除尘布袋处理风量是指布袋除尘器在单位时间内所能净化气体的体积量。单位为每小时立方米（m3/h）或每小时标立方米（Nm3/h）。是袋式除尘器设计中最重要的因素 之一。要选择合适的处理风量，风量过小，布袋容易堵塞，除尘效率降低；风量过大，增加设备的投资，给客户带来经济负担。能够为客户选择合理的处理风量往往要根据设计人员的经验和客户的生产工艺状况来决定的。 2、算出总过滤面积：根据通过除尘器的总气量和先定的过滤速度，按下式计算总过滤面积：求出总过滤面积后，就可以确定袋式除尘器总体规模和尺寸。 3、按单条圆形滤袋的面积在滤袋加工过程中，因滤袋要固定在花板或短管，有的还要吊起来固定在袋帽上，所以滤袋两端需要双层缝制甚至多层缝制：双层 缝制的这部分因阻力加大已无过滤的作用，同时有的滤袋中间还要固定环，这部分也没有过滤作用。大、中型反吹风除尘器中，滤袋长10m，直径0.292m， 其公称过滤面积为0.0292×10＝925m；如果扣除没有过滤作用的面积0.75m，其净过滤面积由8.25-0.75＝7.5m。由此可见，滤袋没 用的过滤面积占滤袋面积的5%～10%，所以，在大、中除尘器规格中应注明净过滤面积大小。 4、求出总过滤面积和单条除尘布袋的面积后，就可以算出滤袋条数。如果每个滤袋室的滤袋条数是确定的，还可以由此计算出整个除尘器的室数。尽管在除 尘器的设计或选用中按需要确定室数，但从场地布置和维修方便考虑，常把超过6个室的除坐器的室数定为双排。把少于5个室的除尘器的各室定为单排。袋除尘器过滤面积确定了，那么其处理风量的大小就取决于过滤速度的选定，公式为：Q = v × s × 60 （m3/h）式中： Q — 处理风量 v — 过滤风速（m/min） s — 总过滤面积（m2）注明： 过滤面积（m2）＝处理风量（m3/h）／（过滤速度（m/min）x60）

布袋除尘器的种类繁多。按滤袋形式可分为圆筒形和扁形;按进气方式可分为上进气和下进气;按过滤方式可分为内滤式和外滤式;按清灰方式可分为机械振动式、逆气流反吹式、气环反吹式、脉冲喷吹式等;按壳体形式可分为设旋风机吸入段的密闭式和设在风机压出段的敝开式。车间常用的袋式除尘器是压缩空气脉冲喷吹式除尘器。这类除尘器又按其脉冲阀的控制方法分为机控((JMC)、电控(DMC)和气控(QMC)三种。还有一种是回转反吹扁袋除尘器。它的特点是切向进口，滤袋为梯形，按国环幅射状配置，用机械回转反吹旋仲机构清灰。

袋式除尘器是把含尘气体用布袋过滤使之净化的除尘设备。它具有结构简单、维护方便，适应性强，除尘效率高，一般可达98%以上。因此它是应用较广泛的高效除尘器。

袋式除尘器结构形式很多，有机械振打袋式除尘器、机械振打与反吹风的袋式除尘器、脉冲喷吹清灰袋式除尘器及反吸风袋式除尘器等。

一、构造与工作原理

袋式除尘器如图8-5所示，它主要由许多组倒挂在外壳3内的袖筒式布袋4及其上的振打装置7组成。外壳内分成许多间，每间有8～12只袋子。含尘气体由进气管1经外壳下部分配入每间的布袋中进行过滤，过滤后的气体经闸门6到排气管排出。排气管后面装有通风机（图中未示出），依靠通风机的抽吸作用使气体流动。布袋顶部挂在铁架上，铁架与壳外的振打装置相连。过滤一段时间（5～8min）后，布袋内壁上积了不少粉尘，这时振打装置即自动将闸门6关闭，使含尘气体暂不进入，同时振打铁架上的布袋，将其中的粉尘抖下，落到下部的锥形灰斗2中。各个袋子轮流交替地被振打，当其中某一个在振打抖灰时，其余仍在工作，因此，每个袋子虽然是间歇地进行工作，但是整个系统却是连续工作的。有些袋式除尘器采取从反方向吹入清洁空气进行抖灰，当空气透过布袋时把布袋内壁积聚的粉尘抖下，这样可避免布袋因经常振动而过早损坏。也有机械振打抖灰和反向吹风抖灰同时并用的，这样可缩短抖灰时间，使整套设备的处理能力提高。

袋式除尘器布袋的直径为100～210mm，长度为2～3.5m。为防止振打和反吹时袋子被压紧，在袋子内有若干只作等距离排列的钢环将袋子撑着。

图8-5　袋式收尘器

1-进气管；2-灰斗；3-外壳；4-布袋；5-排气管；6-闸门；7-振打装置

二、袋式除尘器的性能及选型计算

（一）性能

袋式除尘器主要采用滤料（织物或毛毡）对含尘气体进行过滤，使粉尘阻留在滤料上，以达到除尘的目的。过滤的过程分两个阶段，首先是含尘气体通过清洁滤料，这时起过滤作用的主要是纤维。其次，当阻留的粉尘量不断增加，一部分粉尘嵌入到滤料内部，一部分覆盖在表面上形成一层粉尘层，在这一阶段中，含尘气体的过滤，主要是依靠粉尘层进行的，这时粉尘层起着比滤料更为重要的作用。这两个不同阶段，对效率及阻力的考虑都有所不同，对于工业用袋式除尘器，除尘的过程主要在第二阶段进行。

图8-6所示的是在滤料不同状态下的除尘效率。由图上可以看到对于洁净滤料（新滤料或清洗后的滤料）除尘效率最低，随着滤料上阻留的粉尘量增多，除尘效率也不断增加，但增加到一定程度时，需要进行清灰，清灰后阻力下降，由于滤料中仍保留一部分粉尘，故阻力和效率都不会回复到原始状态，清灰后效率下降的多少，与清灰是否彻底和滤料种类有关。

图8-6　滤料不同状态下的除尘效率

1-积尘的滤料；2-振打后的滤料；3-洁净滤料

除尘器的性能在很大程度上取决于过滤风速的大小。风速过高会使积于滤料上的粉尘层压实，阻力急剧增加。由于滤料两侧的压差增加，使粉尘颗粒渗入到滤料内部，甚至透过滤料，致使出口含尘浓度增加。这种现象在滤料刚清完后情况更为明显（图8-7）。过滤风速高时还会导致滤料上迅速形成粉尘层，引起过于频繁的清灰。

在低风速的情况下，阻力低，效率高，然而需要过大的设备，占地面积也大，因此，过滤风速的选择要综合粉尘的性质（粒度大小、含尘浓度等）、滤料种类、清灰方法等因素来确定。表8-7列出了某些数据，可供参考。

图8-7　出口含尘浓度与过滤风速的关系

1-刚清灰后；2-两次清灰之间；3-清灰前

（二）设计和选型计算

1.过滤速度

为了使除尘器的阻力不致太大，单位面积布袋所过滤的气体量就不能太多。单位时间内、单位面积的布袋通过的气体体积称为过滤速度，单位是m³/（s·m²）或m/s。过滤速度

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式中　v——过滤速度（m/s）；

Q——气体流量（m³/h）；

A——布袋面积（m²）。

表8-7　袋式除尘器推荐的过滤风速（m/min）

①指基本上为高温的粉尘，多采用反吹风清灰过滤器捕集。

过滤速度对除尘器的流体阻力、除尘效率、布袋面积以及布袋的使用寿命等都有影响。过滤速度大，除尘器的流体阻力大，除尘效率低，布袋的使用寿命短，但布袋的面积小；反之，过滤速度小，除尘器阻力小，除尘效率高，布袋使用寿命长，但布袋的面积大。

过滤速度根据粉尘的性质由经验确定。气体温度高、含尘浓度大、粉尘粒度小，过滤速度应取小些；反之可取大些。通常过滤速度取为1～3m/min。表8-8数据可供参考。

表8-8　对于各种粉尘的过滤速度

2.阻力

布袋的流体阻力与过滤速度、粉尘负荷、布袋的表面状况以及抖灰的效果等有关，可用下式计算：

△p＝△p₁＋△p_a

或　

在上面两式中：

△p——布袋的总阻力（Pa）；

△p₁——滤布本身的阻力（Pa）；

△p_a——粉尘层的阻力（Pa）；

η——气体粘度（Pa·s）；

v——过滤速度（m/s）；

ξ₁——滤布的阻力系数（m^-1）；

α——粉尘层的比值（m/kg）；

m——滤布的粉尘负荷（kg/m²）。

滤布的粉尘负荷

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式中　c——气体的含尘浓度（kg/m³）；

v——过滤速度（m/s）；

t——两次抖灰之间的时间间隔。

为了计算滤布的粉尘负荷，除了要知道气体的含尘浓度外，还要确定两次抖灰之间的过滤时间。由式（8-8）可知，过滤时间短，滤布的粉尘负荷小，对相同的过滤速度，除尘器的阻力小，但是频繁的振打，使实际用于过滤的布袋减少，而且布袋容易损坏。过滤时间一般在5～8min之间选择。

表8-9　某些滤布的阻力系数

布袋的阻力系数取决于滤布的结构，某些滤布的阻力系数示于表8-9中，可供计算时参考。

粉尘层的比阻与尘粒大小、粉尘层的空隙率以及粉尘的负荷有关，可在10⁹～10¹²m/kg的范围内变动，通常为5×10⁹～5×10¹⁰m/kg。

在一般情况下，滤布本身的阻力△p₁＝50～200Pa，粉尘层的阻力△p₁＝500～2500Pa。

3.布袋面积

布袋的总面积

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式中符号的意义和单位同前。

设每个布袋的面积为f，则布袋数目

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如每间中布袋数目为i，则间数

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对于以机械振打方法抖灰的除尘器，实际的间数至少应为k+1间。对于过滤时间短、振打时间长而间数又多的除尘器，如果过滤时间小于振打时间的k倍，则间数还应适当增加。

气体通过袋式除尘器的阻力除布袋阻力△p以外，还有经进、出口管，除尘器外壳和管道等地方的阻力，这些阻力可按流体力学的一般方法计算，通常可估计为150～200Pa。

袋式除尘器的规格和主要技术性能如表8-10所示。