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布袋除塵器過濾理論簡述

第一節、布袋除塵器過濾除塵原理
    慣性碰撞、攔截、擴散、重力和靜電力等粉塵粒子的沉降機理是分析過濾除塵器濾塵機理的理論基礎。過濾除塵器的濾塵過程比較複雜,一般來講,粉塵粒子在捕集體上的沉降,即分離過濾,並非隻有一種沉降過濾機理在起作用,而是多種沉降分離過濾機理聯合作用的結果。
    根據不同粒徑的粉塵在流體中的運動的不同力學特性,布袋除塵器過濾除塵機理涉及到以下幾個方麵:
1.1.1篩濾作用
   過濾器的濾料網眼一般為5~50μm,當粉塵粒徑大於網眼或孔隙直徑或粉塵沉積在濾料間的塵粒間空隙時,粉塵即被阻留下來。對於新的織物濾料,由於纖維間的空隙即孔徑遠大於粉塵粒徑,所以篩濾作用很小,但當濾料表麵沉積大量粉塵形成粉塵層後,篩濾作用顯著增強。
1.1.2慣性碰撞作用
    一般粒徑較大的粉塵主要依靠慣性碰撞作用捕集。當含塵氣流接近濾料的纖維時,氣流將繞過纖維,其中較大的粒子(大於1μm)由於慣性作用,偏離氣流流線, 繼續沿著原來的運動方向前進,撞擊到纖維上而被捕集。所有處於粉塵軌跡臨界線內的大塵粒均可到達纖維表麵而被捕集。這種慣性碰撞作用,隨著粉塵粒徑及氣流 流速的增大而增強。因此,提高通過濾料的氣流流速,可提高慣性碰撞作用。
1.1.3攔截作用
   當含塵氣流接近濾料纖維時,較細塵粒隨氣流一起繞流,若塵粒半徑大於塵粒中心到纖維邊緣的距離時,塵粒即因與纖維接觸而被攔截。
1.1.4擴散作用
    對於小於1μm的塵粒,特別是小於0.2μm的亞微米粒子,在氣體分子的撞擊下脫離流線,象氣體分子一樣作布朗運動,如果在運動過程中和纖維接觸,即可從氣流中分離出來。這種作用即稱為擴散作用,它隨流速的降低、纖維和粉塵直徑的減小而增強。
1.1.5靜電作用
    許多纖維編織的濾料,當氣流穿過時,由於摩擦會產生靜電現象,同時粉塵在輸送過程中也會由於摩擦和其他原因而帶電,這樣會在濾料和塵粒之間形成一個電位 差,當粉塵隨著氣流趨向濾料時,由於庫侖力作用促使粉塵和濾料纖維碰撞並增強濾料對粉塵的吸附力而被捕集,提高捕集效率。
1.1.6重力沉降作用
    當緩慢運動的含塵氣流進入除塵器後,粒徑和密度大的塵粒,可能因重力作用而自然沉降下來。
    一般來說,各種布袋除塵器除塵機理並不是同時有效,而是一種或是幾種聯合起作用。而且,隨著濾料的空隙、氣流流速、粉塵粒徑以及其他原因的變化,各種機理對不同濾料 的過濾性能的影響也不同。實際上,新濾料在開始濾塵時,除塵效率很低。使用一段時間後,粗塵會在濾布表麵形成一層粉塵初層。
濾料的空隙、氣流流速、粉塵粒徑以及其他原因的變化,各種機理對不同濾料的過濾性能的影響也不同。實際上,新濾料在開始濾塵時,除塵效率很低。使用一段時間後,粗塵會在濾布表麵形成一層粉塵初層。如圖10—2濾布的濾塵過程。由於粉塵初層以及而後在其上逐漸堆積的粉塵層的濾塵作用,使濾料的過濾效率不斷提高,但阻力也相應增強。在清灰時,不能破壞初層,否則效率會下降。粉塵初層的結構對布袋除塵器的效率、阻力和清灰的效果起著非常重要的作用。
第二節、過濾除塵器的性能
考察過濾除塵器的性能主要涉及到過濾速度、除塵效率、過濾阻力和清灰方式等方麵。
1.2.1過濾速度
過濾速度是影響過濾除塵器性能的主要因素之一。過濾速度用下式計算:
v=Q/60×A
式中   v-過濾速度(表觀過濾氣速),m/分鍾
       Q-過濾除塵器處理氣量, m3/小時
       A-過濾除塵器濾料的過濾麵積,㎡
一般認為,氣體通過過濾層的真實速度vp 為:
                       vp=v/εp
    式中     vp-過濾通過過濾層的真實速度,m/分鍾
εp-粉塵層的平均空隙率,一般為0.8~0.95。
在 實際運行過程中,布袋除塵器過濾速度是由濾料種類、粉塵粒徑的大小、物理化學性質和其清灰方式等確定的。過濾速度大,會使濾料兩側的壓差增大,把已附在濾料上的細小 粉塵擠壓過去,使過濾效率降低達不到規定的排放值或磨損濾料的單根纖維,尤其使玻纖濾料加速損壞。過濾速度小,則會增大除塵器的體積,從而增加投資。

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