烟气除尘-袋式除尘的原理及操作（大气污染控制技术）

烟气除尘袋式除尘本次课学习内容袋式除尘器的性能及影响因素

学习要求掌握影响布袋除尘器除尘效率的影响因素；重点掌握布袋除尘器的构造、选型、运行与管理及应用。袋式除尘器的性能及影响因素袋式除尘器属于高效除尘器，具有净化效率高，处理气量大等优点，但也存在过滤速度低，设备体积庞大，滤袋损耗大，压力损失大，运行费用较高等缺点。通常用于干燥、要求较高的场合。影响袋式除尘器效率的因素有过滤风速、压力损失、滤料的性质、清灰方式、运行工况参数和粉尘的性质等。1、过滤速度过滤风速是指气体通过滤布时的平均速度。在工程上是指单位时间内通过单位面积滤布的含尘气体的流量。表示袋式除尘器处理气体的能力，重要的技术经济指标。

式中uf——过滤风速，m3/(m2·min)；

Q——气体的体积流量，m3/h；

A——过滤面积，m2。过滤负荷:q=Q/A每平方米滤布每小时所过滤的气流量，m3/(m2·h)过滤速度是反映过滤除尘器处理能力的主要技术经济指标。在实际运行中它是由滤料种类、粉尘粒径及清灰方式而确定的，一般为0.6～1.0m/min。提高过滤风速可以减少过滤面积，提高滤料的处理能力。但风速过高会把滤袋上的粉尘压实，使阻力加大，同时由于挤压作用，会使细微粉尘透过滤料，而使除尘效率下降。从经济上考虑，选用速度高，则相应滤布面积减小，则除尘器体积、占地面积和一次投资都会减小，但同时除尘器的压力损失和耗电量却会增大。2、压力损失压力损失是重要的技术经济指标之一，决定着除尘器的能量消耗、除尘效率和清灰的时间间隔。影响因素：结构形式、滤料特性、粉尘性质和浓度、气体的温度和黏度等。△p等于清洁滤料压损△pf+过滤层压损△pd。当粉尘初层形成后，压力损失为500～570Pa时，除尘效率达99%，当压力损失接近1000Pa时，需要对滤袋清灰。2、压力损失ζf——清洁滤料的阻力系数，m-1;μ——气体的粘度，Pa·sα——粉尘层的平均比阻力，m/kg；m——滤料上的粉尘负荷，kg/m2。m=GA/A总阻力为：例题用袋式除尘器处理含尘烟气。过滤面积A=2000m2，处理气量Q=3000m3/min，烟气含尘浓度ρp=6g/m3，除尘效率为99%。已知清洁滤布的阻力系数ζf=4×107m-1,清洁滤布的阻力损失为100Pa。在过滤20min时，集尘层的平均阻力系数α=2×109m/kg，求此时带有烟尘滤布的总阻力损失。3、滤料结构与性质袋式除尘器的滤料是滤布，它是袋式除尘器的主要部件，其费用一般占设备费用的10％～15％。选用滤料时必须考虑含尘气体和粉尘的特性，如气体的组成、温度、湿度，粉尘的大小、含水率、黏结性等。3、滤料结构与性质滤料应具有耐磨、耐腐、阻力低、成本低及使用寿命长等优点。表面光滑的滤料，容尘量小，清灰容易，但除尘效率低，适用于含尘浓度低、黏性大的粉尘，采用的过滤风速也不能太高；厚滤料和表面起绒的滤料，容尘量大，粉尘能深入滤料内部，保证高效率，可采用较高的过滤风速，但过滤阻力较大，应注意及时清灰。3、滤料结构与性质袋式除尘器采用的滤料种类较多，按滤料的材质分为天然纤维、无机纤维和合成纤维等；按滤料的结构分为滤布和毛毯两类；按编织方法分为平纹、斜纹和缎纹等。斜纹编织滤料的综合性能较好。目前，中国生产的滤料有三大类，即玻璃纤维滤料、聚合物滤料和覆膜滤料玻璃纤维类滤料具有耐高温(280℃)、耐腐蚀、表面光滑、不易结露、不缩水等优点，在工业生产中广泛应用。普通玻璃纤维滤布，价格较低，清灰容易，但除尘效率低，粉尘排放量略大，可在排放要求不高、粉尘价值低的场合使用；玻璃纤维膨体纱滤布，捕捉粉尘能力好，除尘效率高，价格适中，适宜在反吹风清灰方式的袋式除尘设备中使用；玻璃纤维针刺毯滤布，具有透气性好、系统阻力小的特点，除尘效率更高，但价格较贵。聚合物类滤料主要包括聚酰胺纤维(尼龙)、聚酯纤维(涤纶729，208)、聚苯硫醚(PPs)纤维、聚丙烯腈纤维(奥纶)、聚乙烯醇纤维(维尼纶)、聚酰亚胺纤维(P84)、芳香族聚酰胺纤维(诺梅克斯)、聚四氟乙烯纤维(特氟纶)等。它具有强度高、抗折性能好、透气性好、收尘效率高等优点，适宜在低于130℃废气温度的袋式除尘设备中使用。

玻璃纤维覆膜过滤材料是在玻璃纤维基布上覆上多微孔聚四氟乙烯薄膜制成的新型过滤材料；它集中了玻璃纤维的高强低伸、耐高温、耐腐蚀等优点和聚四氟乙烯多微孔薄膜的表面光滑，憎水透气，化学稳定性好等优良特性。能截留含尘气流中的全部粉尘，能在不增加运行阻力的情况下保证气流的流通量，是理想的烟气过滤材料。滤料名称直径(μm)耐温性能（K）吸水率(%)耐酸性耐磨性强度长期短期棉10～20348～3583688很差稍好1蚕丝18353～36337316～22羊毛5～15353～36337310～15稍好很差0.4尼龙348～3583684～4.5稍好好2.5奥伦398～4084236好差1.6涤纶4134336.5好差1.6玻璃纤维5～85234好差1芳香族聚酰胺4935334.5～5差好2.5聚四氟乙烯393～5230很好很好2.5常用滤料性能表表3-6常用的聚合物滤料及其特性烟气除尘——袋式除尘学习要求充分理解袋式除尘器的工作原理；了解布袋除尘器的特点及分类；掌握影响布袋除尘器除尘效率的影响因素；重点掌握布袋除尘器的构造、选型、运行与管理及应用。本次课学习内容与袋式除尘器相关的技术标准袋式除尘器的选型袋式除尘器的安装与调试

与袋式除尘器相关的技术标准补充相关技术标准？袋式除尘器的运行管理

根据清灰方法的不同，一般将袋式除尘器分为五类：机械振动类反吹风类喷嘴反吹类脉冲喷吹类联合清灰类机械振动类

使用机械装置使滤袋产生振动而清灰的袋式除尘器。常用以凸轮机构传动进行振打式清灰，振打频率不超过60次/分；目前用电动摇动器传动的微振幅清灰方法也有采用，其频率均高于700次/分。逆气流清灰

清灰时的气流与过滤时气流方向相反。在反向气流作用下，迫使滤袋缩瘪或鼓胀而清灰的袋式除尘器。安装在滤袋内的支撑环可以防止滤袋完全被压瘪。分为逆气流吹风清灰和逆气流吸风清灰。脉冲喷吹类

工作原理：含尘气体由下部进气口进入后，分散于除尘箱中，尘粒被阻留于滤袋外表面上，净化后的气体由袋内经文氏管进入上部净气箱，经气管排走。粘附在滤袋外表面上的尘粒通过脉冲控制仪实现清灰的目的。脉冲清灰把清灰过程中每清灰一次，叫做一个脉冲。脉冲喷吹清灰目前常用的有脉冲控制仪、气动控制仪和机械控制仪等。脉冲喷吹清灰袋式除尘器是一种高效除尘方式，全自动清灰，净化效率达到99%，过滤负荷较高，压力损失达到1200～1500Pa。脉冲喷吹清灰适用于中小型布袋除尘器。主要分为：离线清灰——清灰时停止进气；在线清灰——清灰时不停止进气。

回转反吹扁袋式清灰外壳为圆筒形，扁袋沿圆筒呈辐射状布置，反吹管由轴心向上与悬臂管连接，悬臂管下面正对滤袋导口设有反吹风口。在相同过滤面积的条件下空间体较小，可提高单位体积的过滤面积。扁形滤袋性能好，寿命长，过滤风速1～1.5m/min，净化效率99%以上。1—悬臂风管；2—滤袋；3—灰斗；4—反吹风机；5—反吹风口；6—花板；7—反吹风管联合清灰类

指将上面介绍的两个或三个不同类型的除尘器有机地联接起来，以达到最佳净化效率。联合除尘器的清灰时间约为30～60s，时间间隔约为3～8min，过滤风速一般取2～3m/min，压力损失为800～1000Pa，清灰效果较好，净化效率为98%左右。袋式除尘器的选型（1）选定除尘器形式、滤料及清灰方式

首先考虑对排放标准、除尘效率和处理量的要求，同时考虑占地面积，设备投资操作与维修管理费用等，其次根据含尘气体的性质选择合适的滤袋。选用袋式除尘器应注意的事项高效除尘器，性能稳定可靠，负荷变化适应性强，运行管理方便，收尘便于处理与回收利用；不宜用于处理油雾、水雾及粘结性强的粉尘，避免结露“糊袋”现象；滤袋是袋式除尘器的主要部件，选择耐高温、耐腐蚀、耐磨、抗爆炸等材料的滤布；根据粉尘粘结性、过滤速度、空气阻力、压力损失、净化效率等制约因素，确定清灰方式和清灰装置。当入口含尘浓度大时，宜设预净化装置。（2）计算过滤面积根据气体处理量的大小，选择适当的过滤速度，计算过滤面积。若面积太大，则设备投资大；若面积过小，则过滤阻力大，操作费用高，滤布使用寿命短。

除尘器的过滤面积按下式计算：(3.19)式中A——除尘器的过滤面积，m2；Q——除尘器的处理气体量，m3/h；uf——除尘器的过滤风速，m/min。（2）计算过滤面积过滤风速的选择：简易清灰0.2～0.75m/min机械振动清灰1.0～2.0m/min逆气流反吹清灰2～3.0m/min脉冲喷吹清灰2.0～4.0m/min

（3）滤袋袋数的确定确定滤袋尺寸，滤袋的直径d和长度L计算每只滤袋面积：计算滤袋个数：式中A——除尘器的过滤面积，m2；d——单个滤袋的直径，m；L——单个滤袋的长度，m。

滤袋的直径一般为100～300mm，滤袋的长度一般取3～5m，可长达10～12m。例题某钢厂用袋式除尘器净化烟气，烟气量为14630m3/h，袋式除尘器由40个滤袋所组成，直径为200mm，高为4.5m，试计算该袋式除尘器的过滤速度及过滤负荷。例题解：（4）压力损失的选择采用一级除尘时，压力损失一般为980～1470Pa；采用二级除尘时，压力损失一般为500～800Pa。（5）选择过滤材料在选择过滤材料时，要根据气体的温度、湿度、粉尘的粒度、化学组成、酸碱性、吸湿性、荷电性、爆炸性、腐蚀性等，选择适当的滤布。1）一般在含水量较小、无酸性时可以根据含尘气体温度来选用。当温度低于130℃时，常用500～550g／m涤纶针刺毡；当温度低于250℃时，宜选用芳纶诺梅克斯针刺毡。（5）选择过滤材料

2）当含水分量较大、粉尘浓度也比较大时，宜选用防水、防油滤料或覆膜滤料(基布应是经过防水处理的针刺毡)。3）当含尘气体含酸、碱性且气体温度低于190℃时，常选用莱通针刺毡。若气体温度低于240℃，耐酸碱性要求不太高时，可选用聚酰亚胺针刺毡。4）当含尘气体为易燃易爆气体时，选用防静电涤纶针刺毡；当含尘气体既有一定的水分又为易燃易爆气体时，选用防水、防油、防静电(三防)涤纶针刺毡。烟气除尘袋式除尘本次课学习内容实际工程应用案例袋式除尘器的操作（来自实际工程案例）袋式除尘器的日常检修（实际工程案例）袋式除尘器的日常维护（实际工程案例）

袋式除尘器的应用袋式除尘器作为一种高效除尘器，广泛用于各种工业部门的尾气除尘；结构简单、投资省、运行稳定，可以回收高比电阻粉尘；动力消耗小，回收的干粉尘便于综合利用；对于微细的干燥粉尘，采用袋式除尘器捕集是适宜的。袋式除尘器不宜处理含有油雾、凝结水、粘性大的粉尘气流。25.5MVA工业硅电炉烟气收尘本项目为25.5MVA工业硅矮烟罩半封闭电炉的除尘系统（2座），为330d/a连续工作。其流程如左：1#电炉烟气1#冷却器正压袋式收尘器2#冷却器1#粗分离器2#粗分离器1#主风机2#主风机2#电炉烟气设计参数：单台25.5MVA电炉烟气量为140000Nm3/h，烟气含尘浓度2～5g/Nm3，烟气温度400~550℃，烟尘真密度2.1g/cm3，堆密度0.15～0.25g/cm3。流程介绍熔炼工业硅产生的烟气，在炉口矮烟罩内与冷空气汇合并燃烧，出矮烟罩烟气温度一般在400～600℃左右，烟尘（微硅粉）中主要为SiO2，有很广泛的用途。粉尘堆密度为150～200kg/m3，粒度在5µm以下的占90%以上，该粉尘在空气中停留时间长，不易沉降，比电阻大，气体的粘度随温度的增高而增大。烟尘中夹带一些影响微硅粉质量的颗粒灰尘，为保证烟尘（微硅粉）质量，必须对烟气进行一系列处理包括降温、预收尘等。根据以上特点，收尘流程采用烟气冷却器降温冷却、正压袋式收尘流程，并用双旋风收尘器作为预处理器，除去含碳量高的颗粒灰尘，以提高微硅粉质量。正压袋式收尘器比负压袋式收尘器具有明显的优势，主要优点有：1）可不考虑袋式收尘器的漏风，风机风量可减少，电机功率可降低。2）袋式收尘器结构简单，耗钢量少，造价低。3）系统布置灵活，2台电炉收尘共用1台袋式收尘器。4）管理维护简单，管理维护人员可随时进入袋式收尘器内部检查或更换滤袋。5）烟气可在收尘器顶部排放，也可在收尘器顶部设烟囱排放。6）由于收尘风机安装在收尘器之前，收尘器起到了消声器的作用，使环境噪声比负压系统明显降低。7）充分利用了微硅粉在高温下流动性好，粒度细而软的特点，使系统风机能耗降低。主要技术指标1）收尘效率：η>99%2）净化烟气含尘量：<50mg/Nm33）净化烟气排放总量：161000Nm3/h4）排放烟尘总量：<4.28kg/h袋式除尘器的操作——实际工程案例（1）投入运行前的准备（2）水冷却器的投入（3）布袋除尘器的投入运行（4）启动布袋清灰控制系统（5）放灰操作（6）布袋除尘器停止运行操作（7）布袋除尘器可能出现的问题

袋式除尘器的日常检修——实际工程案例（1）水冷器检修（2）布袋除尘器检修（3）检修质量标准及要求袋式除尘器的日常维护——实际工程案例（1）水冷器检查维护（2）袋除尘器检查维护布袋除尘器完好标准

（1）基础建筑（2）水冷器（3）除尘器本体烟气除尘袋式除尘学习内容一、袋式除尘器的原理二、袋式除尘器的结构形式和分类三、袋式除尘器的清灰方式20世纪70年代出现的一种除尘装置；可用于净化粒径大于0.1μm的含尘气体，除尘效率可达99%以上；具有：性能稳定可靠、操作简单，所收干尘便于回收利用等特点因而获得越来越广泛的应用。概述袋式除尘器是利用棉、毛、人造纤维等滤料的过滤作用将含尘气体中的尘粒阻留在滤袋上，对含尘气体进行过滤的除尘装置。

一、布袋除尘器的工作原理

含尘气流从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上；沉积在滤料上的粉尘，可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中；粉尘因筛滤、截留、惯性碰撞、静电、扩散和重力沉降等作用，在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉层初层。机械振动袋式除尘器示意图袋式除尘器的除尘原理示意图一、工作原理粉尘初层形成后，成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率；此时，滤布只是起着形成粉尘初层和支撑它的骨架作用。随着粉尘在滤袋上积聚，滤袋两侧的压力差增大，会把已附在滤料上的细小粉尘挤压穿过滤料，从而使除尘效率下降，要及时清灰。但清灰不应该破坏粉尘初层为度。布袋除尘器的动态演示链接二、袋式除尘器的结构形式和分类袋式除尘器主要由滤袋、壳体、灰斗和清灰机构构成。滤袋——过滤的主要部件，用纤维织物支撑，多为柱状；清灰机构是袋式除尘器的主要组成部分，清灰是过滤装置运行的重要环节。二、袋式除尘器的结构形式和分类按结构特点，袋式除尘器划分为四种：上进风式和下进风式、圆袋式和扁袋式、吸入式和压入式、内滤式和外滤式。1）