除尘效率测量方法简介

总除尘效率是指在同一时间内除尘装置捕集的粉尘质量占进入除尘装置的粉尘质量的百分数，通常以“η”表示。

对于正在运行的袋式除尘器，除尘效率定义为

式中 η——除尘效率；

C₀——通过除尘器后的清净气体含尘浓度（kg/m³）；

C_in——除尘器进口含尘气体的浓度（g/m³）。

除尘器的除尘效率关系式有三种：一种是经理论推导的除尘效率与孤立粉尘捕集体综合捕集效率的计算式；另一种是根据实验数据而建立的半理论半经验的关系式；第三种是实测关系式。

1.理论公式

1）当过滤器内所填充的为圆柱形纤维捕尘体时，纤维层过滤除尘器的除尘效率与单一纤维捕尘体的综合捕尘效率关系式为

式中 η——纤维过滤除尘器的除尘效率；

ε——过滤层空隙率；

δ——过滤层厚度（m）；

d_D——纤维直径（m）；

η_Σ——单位纤维的综合捕尘效率。

2）纤维体总捕集效率：单根纤维体的总捕集效率受制于各单项捕集效应的综合作用，可用下式计算：

η_Σ =1-（1-η_I）（1-η_R）（1-η_D）（1-η_Σ） （1-4）

式中 η_I——惯性效应产生的捕集效率；

η_R——拦截效应产生的捕集效率；

η_D——扩散效应产生的捕集效率；

η_Σ——静电效应产生的捕集效率。

各种作用产生的捕集效率与粉尘粒径的关系如图1-4所示。

图1-4 不同效应捕集效率与粉尘粒径的关系曲线

3）单根纤维体的单项捕集效率：

①惯性效率：对势流中的圆柱捕集体，Landah导出惯性效率半经验理论计算公式为

式中 S——Stokes数或称惯性碰撞系数，S=ρ_dd²_pv_o/18μd_c；

d_p——尘粒直径（m）；

v_o——流体特征速度（m/s）；

d_c——捕集体直径（m）。

②拦截效率：对围绕圆柱体的黏性流，Langmuir导出拦截效率计算公式为

式中 La——拉氏系数，La=2.002-lnRec；

R——截留系数，R=d_p/d_c；

Rec——黏性流流经捕集体的雷诺数，Rec=ρ_gd_cv_o/μ_o。

③扩散效率：对纤维层过滤器，Langmuir导出扩散效率计算公式为

式中 x=1.308（La/pe）1/3；

pe——贝克来（peclet），pe=v_od_c/D；

D——扩散系数。

④静电效率：过滤体的静电效应分为3种情况：一是捕集体荷电，尘粒中性，此时粉尘感应产生反相镜像电荷而相互吸引；二是尘粒荷电，捕集体中性，此时捕集体感应产生反相镜像电荷而相互吸引；三是粉尘、捕集体都荷电，此时视荷电性状，异性相吸，同性相斥。

第一种情况（即捕集体带电，尘粒中性）是最容易发生的。这种情况的静电效率计算公式为(www.xing528.com)

式中 N——静电力无因次参数，；

Q_o——单位长度捕集体电荷量（C）；

ε_p——尘粒介电常数（F/m）；

ε_o——捕集体介电常数（F/m）；

c——Cunningham修正系数。

2.经验公式

基尔什、斯捷奇金和富克思等人提出纤维过滤器的除尘效率经验公式为

式中 △p——过滤除尘器的阻力（Pa）；

v_g——粉尘粒子相对于捕集体的速度（m/s）；

μ_g——含尘气体粘度（Pa·s）；

F——过滤除尘器结构不完善参数，可按下式计算：

式中 K_r——气动因素；

K_n——克努德森准数。

其他符号同前。

3.实测关系式

在许多场合，袋式除尘器的除尘效率是现场实测得到的。

如图1-5所示，根据实测若除尘器进口的气体流量为Q₁、粉尘的质量流量为S₁、粉尘浓度为C₁，装除尘器出口的相应量为Q₂、S₂、C₂，除尘器捕集的粉尘质量流量为S₃，则有：

S₁=S₂+S₃S₁=Q₁C₁S₂=Q₂C₂

根据除尘效率的定义有：

若除尘器本身的漏风率为零，即Q₁=Q₂，则上式可简化为

利用上式通过称重可求得除尘效率，这种方法称为质量法，用这种方法测得的结果比较准确，主要用于实验室。在现场测定除尘器的除尘效率时，通常先同时测除尘器前后的空气含尘浓度，再利用上式求得除尘效率，这种方法称为浓度法。

4.影响除尘效率因素（见图1-6）

图1-5 除尘效率计算示意图

通常，袋式除尘器的除尘效率超过99.5%。因此，在选择袋式除尘器时，一般不需要计算除尘效率。影响除尘效率的因素主要有以下方面：

图1-6 新滤布和粘附粉尘的滤布对气溶胶的分级捕集效率

1）粉尘的性质，包括被过滤粉尘的粒径、性状、形状、分散度、静电荷、含湿量等，对于有外静电场的除尘器，还要考虑粉尘的比电阻；

2）滤料性质，包括滤料原料、纤维和纱线的粗细，织造和毡合方式，滤料后处理工艺，滤料厚度、质量，空隙率等；

3）运行参数，包括过滤速度、阻力、气体温度、湿度、清灰方式、频率、强度等；

4）清灰方式，包括机械振打、反向气流、压缩空气脉冲和气环等。

5）气体参数，烟气的湿度、含尘浓度、湿度等。

而对粉尘排放浓度增高，主要有两个方面：

1）直通机制，在过滤中粉尘不被阻留而直接通过，尘粒通过时可能绕一条曲折的路线而过，也可能直接通过滤料表面的针孔而过，一般高的过滤速度可使针孔直通量增加；

2）渗漏机制，起初被滤料阻留的灰尘，由于清灰后变得松散而被吹过滤袋；或当过滤阻力增大时，一些已被捕集的灰尘又被挤压过去，有一些粉尘则从针孔漏去。在高滤速或织物受振动时，渗漏可能加重。