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袋式除尘器除尘机理研究现状

发布时间:2018-08-06  发布者:澳门皇冠赌场官网环保

袋式除尘器早在19世纪80年代就开始应用于生产实践,1881年,德国贝特(Betn)工厂的机械振打袋式除尘器取得德国专利,从此开始袋式除尘器的商业化生产。1920年出现反吹风袋式除尘器,进而出现反吹风和机械振动二者相结合的清灰技术。1954年,H.J.Hersey发明了逆喷型吹气环袋式除尘器,首次实现连续在线清灰,由于其运行阻力稳定,过滤风速也提高了几倍。1957年,T.V.Reinaner发明了脉冲喷吹袋式除尘器,除尘器内部无运动部件,滤袋压力损失更趋于稳定,处理气量进一步增大,被认为是袋式除尘技术的一次革命。1962年,日本首先研发成功了回转反吹袋式除尘器,同时美国也推出RJ、RF、PN等型号的系列产品,适用于中、小风量的废气处理。1970年以后,袋式除尘器向大型化发展,美、日、澳及欧洲等国家,结合大规模工业生产,相继开发了大型袋式除尘器,应用于燃煤电站、干法水泥回转窑窑尾和电炉除尘,很多除尘器单台过滤面积超过一万平方米。但是电除尘器的使用比例还是较大,袋式除尘器约占30%。澳大利亚从20世纪80年代就开始实施“电改袋”工程;在欧洲,袋式除尘器的使用比例接近50%;同时,日本和韩国等一些发达国家也纷纷将静电除尘器改造成布袋除尘器,迄今为止发达国家已基本走完了用袋式除尘器取代或改造静电除尘器或其他种类除尘器的过程。
  一般而言,袋式除尘器的过滤过程可分为两个阶段。首先是含尘气体通过清洁滤料,此时起过滤作用的是滤料纤维;当滤料上捕集的粉尘不断增多时,一部分粉尘嵌入滤料内部,一部分附着在表面形成粉尘层,此时含尘气体的过滤主要依靠粉尘层进行。粉尘层可显著提高除尘布袋的捕集效率,起着比滤料更为重要的作用,而滤料则主要起着形成及支撑粉尘层的作用。
  过滤过程中,含尘气流通过滤料时,在惯性、拦截、扩散和筛分、静电等过滤机理共同作用下,使气固两相得以分离并将粉尘阻留在滤料上。根据不同粒径的粉尘在流体中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
  粉尘粒径大于滤料纤维间的空隙或滤料上尘粒间的空隙时粉尘即被阻留下来,称为筛滤作用。对于清洁滤料,由于纤维间的空隙远大于粉尘粒径,所以筛滤作用很小。只有当滤料表面沉积大量粉尘形成粉尘层后,筛滤就成为主要除尘机理。
  (2)惯性碰撞作用
  当含尘气体接近滤料的纤维时将绕过纤维,而颗粒或流速较大的粒子由于较强的惯性作用偏离气流流线而继续沿原来的方向运动,撞击到滤料纤维而被捕集,这称为惯性碰撞。因此,尘粒质量越大,过滤风速越高,惯性作用就越强。
  (3)拦截作用
  含尘气流接近滤料纤维时,当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,此称为拦截作用。
  (4)扩散作用
  在气体分子的撞击作用下,小于1μm的尘粒,特别是小于0.2μm的亚微米级粒子可能会做布朗运动而脱离流线。如果在运动过程中和纤维接触,即可以从气流中分离出来,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
  当气流穿过时,滤料由于摩擦产生静电,粉尘在运动过程中也会由于摩擦和其他原因带电,这样会在滤料和尘粒之间形成一个电位差。当粉尘随着气流接近滤料时,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,称为静电作用。
  (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,称为重力沉降作用。
  一般说来,各种除尘机理并不是同时有效,而是一种或几种联合起作用。而且,随着滤料的空隙、气流流速、粉尘粒径以及其他因素的变化,各种机理对不同滤料的过滤性能的影响也随之变化。

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