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袋式除尘器原理和优缺点

2022-07-15 09:15:51
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  袋式除尘器是一种干式滤尘装置,利用除尘滤袋的过滤作用对含尘气体进行过滤。它适用于捕集细小、干燥、非纤维性粉尘。袋式除尘器的滤尘过程比较复杂。一般来讲,粉尘粒子在除尘滤袋上的沉降,即分离过滤,并非只有一种沉降过滤机理在起作用,而是多种沉降分离过滤机理联合作用的结果。

  过滤除尘原理

  根据不同粒径的粉尘在流体中的运动的不同力学特性,过滤除尘机理涉及到以下几个方面:

  1、筛滤作用

  过滤器的滤料网眼一般为5~50μm,当粉尘粒径大于网眼或孔隙直径或粉尘沉积在滤料间的尘粒间空隙时,粉尘即被阻留下来。对于新的织物滤料,由于纤维间的空隙即孔径远大于粉尘粒径,所以筛滤作用很小,但当滤料表面沉积大量粉尘形成粉尘层后,筛滤作用显著增强。

  2、惯性碰撞作用

  一般粒径较大的粉尘主要依靠惯性碰撞作用捕集。当含尘气流接近滤料的纤维时,气流将绕过纤维,其中较大的粒子(大于1μm )由于惯性作用,偏离气流流线,继续沿着原来的运动方向前进,撞击到纤维上而被捕集。所有处于粉尘轨迹临界线内的大尘粒均可到达纤维表面而被捕集。这种惯性碰撞作用,随着粉尘粒径及气流流速的增大而增强。因此,提高通过滤料的气流流速,可提高惯性碰撞作用。

  3、拦截作用

  当含尘气流接近滤料纤维时,较细尘粒随气流一起绕流,若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。

       

  4、扩散作用

  对于小于1μm的尘粒,特别是小于0.2μm的亚微米粒子,在气体分子的撞击下脱离流线,象气体分子一样作布朗运动,如果在运动过程中和纤维接触,即可从气流中分离出来。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

  许多纤维编织的滤料,当气流穿过时,由于摩擦会产生静电现象,同时粉尘在输送过程中也会由于摩擦和其他原因而带电,这样会在滤料和尘粒之间形成一个电位差,当粉尘随着气流趋向滤料时,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,提高捕集效率。

  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

  袋式除尘器的各种除尘机理并不是同时效果优良,而是一种或是几种联合起作用。在运行过程中,随着滤料的空隙、气流流速、粉尘粒径以及其他原因的变化,各种机理对不同除尘滤袋的过滤性能的影响也不同。

  过滤除尘器的性能

  1、过滤速度;

  v=Q/60×A

  式中 v-过滤速度(表观过滤气速),m/分钟

  Q-过滤除尘器处具体以实际为主量, m3/小时

  A-过滤除尘器滤料的过滤面积,㎡

  一般认为,气体通过过滤层的真实速度vp 为:

  vp=v/εp

  式中 vp-过滤通过过滤层的真实速度,m/分钟

  εp-粉尘层的平均空隙率,一般为0.8~0.95。

  在实际运行过程中,过滤速度是由滤料种类、粉尘粒径的大小、物理化学性质和其清灰方式等确定的。过滤速度大,会使滤料两侧的压差增大,把已附在滤料上的细小粉尘挤压过去,使过滤效率降低达不到规定的排放值或磨损滤料的单根纤维,尤其使玻纤滤料加速损坏。过滤速度小,则会增大除尘器的体积,从而增加投资。

  2、除尘效率

  即不同颗粒粉尘被过滤下来的比率。

  3、过滤阻力;

  Pt = Pf + Pc + Pm;

  Pf = K1*Vf ---- 为烟气通过干净滤袋时的压降;

  Pc = K2*Ci*Vf2*t ---- 是指烟气通过粉尘层或滤饼的压降;

  Pm ---- 代表的是除尘器设备的机械阻损

  K2 是指粉尘层或粉饼的阻力系数,与粉尘的性质和结构有关。比如在电袋除尘器,粉尘经过静电场之后,粉尘的性质有所改变,荷电粉尘相互排斥,使滤袋上形成的粉尘层结构更加疏松,运行阻力会比纯粹袋式除尘器要小。

  Ci 是指除尘器入口粉尘浓度。粉尘浓度增加,运行阻力确定会上升。所以,电厂干法脱硫系统的袋式除尘器,其运行阻力就会比没有干法或半干法脱硫的高;同样,电袋除尘器,由于保留的静电场作用,降低了粉尘进入滤袋的浓度,可使得除尘器运行阻力降低很多。

  Vf 在这里依然为过滤速度,2是指平方关系(抱歉,使用博客写作,我无法将2摆放在平方的位置上);t 是指过滤进行的时间。其意义在于说明:通过粉尘层上升的运行阻力或压降变化会随运行时间的增加而增加,与设计的过滤速度呈平方指数的递增。另外,更加强调:在这三个阻力因素中,能够随清灰作用而改变除尘器运行阻力的因素只是粉尘层因素。

  4、清灰方式

  清灰方式主要包括振打与逆气流联合、脉冲喷冲、反向吹风。

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