袋式除尘器结构明细|大气污染治理技术

袋式除尘器主要由滤袋、壳体、灰斗和清灰机构等部分组成。其中，滤袋是过滤的主要作用部件，清灰机构是袋式除尘器的重要组成部分。

（一）袋式除尘器的滤料

滤料是袋式除尘器制作滤袋的材料，是袋式除尘器的主要部件。袋式除尘器的性能在很大程度上取决于滤料的性能，如除尘效率、压力损失、清灰周期、环境适应性等都与滤料性能有关。

1.对滤料的要求

性能良好的滤料应满足下列要求。

（1）容尘量大，清灰后仍能保留“粉尘初层”，以保持较高的过滤效率。

（2）透气性能好，过滤阻力低。

（3）抗拉、抗皱折，耐磨、耐高温、耐腐蚀，力学强度高。

（4）吸湿性小，易清灰。

（5）制作工艺简单、成本低，使用寿命长。滤料的性能除了与纤维本身的性质（如耐高温、耐腐蚀、耐磨损等）有关外，还与滤料的结构有很大关系。例如薄滤料、表面光滑的滤料，容尘量小，清灰容易，但过滤效率低，适用于含尘浓度低、黏性大的粉尘，采用的过滤风速不宜过高。厚滤料、表面起绒的滤料（如羊毛毡），容尘量大，粉尘能深入滤料内部，清灰后可以保留一定容尘，过滤效率高，可以采用较高的过滤风速，但必须及时清灰。到目前为止，还没有一种“理想”的滤料能满足上述所有要求，因此只能根据含尘气体的性质，选择最符合使用条件的滤料。

2.滤料的种类及其特性

袋式除尘器的滤料种类较多。按滤料材质，可分为天然纤维、无机纤维和合成纤维等三类；按滤料结构，可分为滤布和毛毡两类。

天然纤维滤料主要是指棉、毛织物，是20世纪50年代以前主要使用的滤料，价格较低，适合于净化无腐蚀性、温度为70～90℃的含尘气体。

无机纤维滤料主要是指玻璃纤维滤料，具有耐温性能好、化学稳定性好、过滤性能好、阻力低、价格较低等优点。普通玻璃纤维滤料的应用已有30多年的历史。用硅酮树脂、石墨和聚四氟乙烯处理过的玻璃纤维，其耐高温性能、耐磨性能、抗折性能和抗腐蚀性能得到很大改善，可在250℃长期使用。玻璃纤维较脆，经不起揉折和摩擦，因此其使用具有一定的局限性。如不宜采用机械振打清灰。目前，玻璃纤维仍然是一种主要的耐高温滤料，多用于冶炼、炉窖等产生的高温烟气净化。

随着有机合成工业、纺织工业的发展，合成纤维滤料逐渐取代天然纤维滤料，合成纤维滤料有聚酰胺（尼龙）、芳香族聚酰胺（诺梅克斯）、聚酯（涤纶）、聚丙烯、聚丙烯腈（腈纶）、聚氯乙烯（氯纶）、聚四氟乙烯（特氟纶）等。其中聚四氟乙烯滤料可长期在220～260℃下使用。尼龙织物长期使用温度为75～85℃，耐磨性很好，但耐酸性较差，适合过滤磨损性很强的粉尘，如黏土、水泥熟料、石灰石等。奥纶的耐酸性好，耐磨性差，长期使用温度为110～130℃。涤纶的耐热、耐酸性能均较好，耐磨性仅次于尼龙，可长期在130℃下工作，其清灰容易、阻力小、效率高。

滤料的特性除了与纤维本身的性质有关外，还与滤料的表面结构有很大关系。纤维滤布按照织造工艺不同，可分为交织布、无纺布和针刺呢（毡）等。交织布是目前使用最普遍的一种滤布，它由经纬线交织而成。交织布按经纬线交织方式不同一般可分为平纹布、斜纹布和缎纹布三种，其编织形式如图5.26所示。

图5.26　纺织织物的结构

平纹布滤布净化效率高，但透气性差，阻力大，清灰难，易堵塞；斜纹滤布表面不光滑，耐磨性好，净化效率和清灰效果都好。斜纹滤布不易堵塞，处理风量高，是织布滤料中最常采用的一种；缎纹滤布透气性好，但强度低，净化效率比前两者低。

（二）袋式除尘器的清灰方式

如前所述，清灰是袋式除尘器正常工作的重要环节，实际上多数袋式除尘器是按清灰方式命名和分类的。目前常用的清灰方式主要有三种，即机械清灰、脉冲喷吹清灰和逆气流清灰。对于难以清除的粉尘，也可同时并用两种清灰方法，如采用逆气流和机械振动相结合清灰。

1.机械清灰

图5.27机械清灰的振动方式机械清灰是指利用机械装置周期性地振动或摇动悬吊滤袋的框架，使滤袋产生振动而清灰的方法。机械振动清灰常见的三种基本方式如图5.27所示。

图5.27　机械清灰的振动方式

图5.28（a）是水平振动清灰，滤袋沿水平方向摆动，该方式对滤袋损害较轻，但清灰效果不均匀。(www.xing528.com)

图5.28（b）是垂直振动清灰，滤袋沿垂直方向振动，清灰效果较好，但对滤袋的损伤较大，特别是在滤袋下部。

图5.28（c）是扭曲振动清灰，靠机械振动定期将滤袋扭转一定角度，使沉积于滤袋的粉尘层破碎而落入灰斗中。

机械振动清灰能及时清除附着在滤袋上的尘粒，工作性能稳定，耗电省，但清灰强度较弱，过滤风速一般取1.0～2.0m/min，压力损失约为800～1200Pa，但由于机械作用，对滤袋有一定的损伤，滤袋寿命较短，增加了维修和换袋的工作量。该方式已呈现出逐渐被其他新式清灰方式所代替的趋势。

2.脉冲喷吹清灰

脉冲喷吹清灰是利用（4～7）×105Pa的压缩空气反吹，产生强度较大的清灰效果。压缩空气的脉冲产生冲击波，使滤袋振动，导致沉积在滤袋上的粉尘层脱落。这种清灰方式有可能使滤袋清灰过度，继而使粉尘通过率上升，因此，必须选择适当压力的压缩空气和适当的脉冲持续时间。清灰过程中每清灰一次为一个脉冲，每喷吹一次所需的时间为喷吹宽度，约为0.1～0.2s，完成一个清灰循环的时间为脉冲周期，一般为60s左右。脉冲清灰的控制参数为脉冲压力、频率、脉冲持续时间和清灰次序。

如图5.28为脉冲喷吹清灰袋式除尘器结构示意图。这种除尘器是通过脉冲控制仪来实现清灰目的的，目前常用的脉冲控制仪有电动控制仪、气动控制仪和机械控制仪等，与其配套使用的排气阀相应的有电磁阀、气动阀、机械阀等。脉冲喷吹清灰袋式除尘器是一种高效除尘器，由于它实现了全自动清灰，净化效率达到99%，过滤负荷较高，压力损失为1200～1500Pa，滤袋磨损较轻，使用寿命较长，运行安全可靠，应用越来越广泛。但耗电量较大，对高模拟过度、含湿量较大的含尘气体的净化效率较低。

图5.28　脉冲喷吹袋式除尘器

1—进气口　2—控制仪　3—滤袋　4—滤架　5—气包　6—排气阀7—脉冲阀　8—喷吹管　9—净气箱　10—净气出口　11—文氏管12—壳体　13—U形压差计　14—检修口　15—灰斗　16—卸尘阀

3.逆气流清灰

逆气流清灰是利用与过滤气流相反的气流，使滤袋变形造成粉尘层脱落的一种清灰方式。

采用这种清灰方式的清灰气流，可以由系统主风机提供，也可设置单独风机供给。根据清灰气流在滤袋内的压力状况，若采用正压方式，称为正压反吹风清灰；若采用负压方式，称为负压反吸风清灰。

与机械振动清灰方式相同，逆气流清灰也多采用分室工作制度，利用阀门自动调节，逐室地产生反向气流。

逆气流清灰的机理，一方面是由于反向的清灰气流直接冲击尘块，另一方面由于气流方向的改变，滤袋产生胀缩振动而使尘块脱落。

逆气流清灰过程如图5.29所示。

图5.29　逆气流清灰方式

逆气流清灰在整个滤袋上的气流分布比较均匀，振动不剧烈，故对滤袋的损伤较小，适宜用长滤袋（可长达15～18m）。由于清灰强度小，过滤风速一般不宜过大。

采用高压气流反吹清灰（如后面介绍的回转反吹袋式除尘器所采用的清灰方式），可以得到较好的清灰效果，可以在过滤工作状态下进行清灰，但需另设中压或高压风机。这种方式可采用较高的过滤风速。

在某些场合还可以考虑采取联合清灰的方式，如在逆气流清灰的同时，辅以机械清灰方式，以加强清灰效果。

4.联合清灰

联合清灰是将两种清灰方式同时采用在同一除尘器内，目的是加强清灰效果。例如采用机械振打和反吹风相结合的联合清灰袋式除尘器，可以适当提高过滤风速和加强清灰效果。

这种除尘器一般分成若干袋滤室，清灰时必须将该室的进排气口阀门关闭，切断与邻室的通路，以便在反吹气流及振打下，使抖动掉下的粉尘落入灰斗。清灰是逐室周期性地轮流进行的。

这种清灰方式传动构件较多，结构比较复杂，振打装置易损坏，滤袋易磨损，从而增加了设备维修的工作量。