颗粒污染物的控制技术与装置—过滤除尘器

颗粒污染物控制技术是我国大气污染控制的重点，也是工业废气治理的重点。在中国《环境空气质量标准》(GB 3095)中，明确规定了总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PM10)的浓度限值。

大气颗粒污染物的控制，实际上是个固气相混合物分离问题，即是气溶胶非均相混合物的分离，从气溶胶中除去有害无用的固体或液体颗粒物的技术称为除尘(或分离)技术。有时也把从气相中收集或回收生产工艺过程中所得到的颗粒状产品(如水泥)和副产品的技术称为集尘，我们一般为了叙述方便，通称为除尘。

六、过滤除尘器

过滤除尘器是用多孔过滤介质分离捕集气体中固体液体粒子的净化装置。过滤介质亦称滤料。过滤除尘器简称为滤料器。过滤除尘器多用于工业原料的精制、固体粉料的回收、特定空间内的通风和空调系统的空气净化及去除工业排放尾气或烟气中的粉尘粒子。

（一）过滤除尘器的分类

现在已经应用的过滤除尘器有多种多样，大致可按如下方法进行分类：

1.按使用滤料的性状不同分类

按除尘器所使用的滤料不同可分为柔性滤料银河国际app（中国）中国有限公司、半柔性滤料银河国际app（中国）中国有限公司、刚性滤料过滤器及颗粒滤料银河国际app（中国）中国有限公司。柔性滤料银河国际app（中国）中国有限公司是以天然纤维、合成纤维及矿物纤维纺织成布料、非纺织纤维绒和毡、多孔海绵橡胶和纸等作为滤料；半柔性滤料银河国际app（中国）中国有限公司是以纤维、金属屑和由纤维编织成多层网状的制品作为滤料；刚性滤料银河国际app（中国）中国有限公司是以多孔陶瓷、多孔塑烧板和金属陶瓷等作为滤料；颗粒滤料过滤除尘器是以硅砂、焦炭、矿渣和填料环等作为层状填充滤料。

2.按除尘器应用目的分类

根据过滤除尘器应用目的的不同可分为保护室内空气用的净化银河国际app（中国）中国有限公司、空调用的空气过滤器及保护大气质量用的工业气体及烟气除尘器，还有保护机器用的过滤除尘器等。

3.按粉尘粒子在除尘器中被捕获位置的不同分类

根据粉尘粒子在除尘器中被捕获位置的不同可分为内部过滤和外部过滤两种型式。内部过滤是将松散多孔的滤料填充在框架或床层中作为滤料层，粉尘粒子是在滤层内部而被捕集的。当待净化气体中含尘浓度很低，被捕集的粉尘经济价值不高，而所用滤料又很便宜时，可用框架银河国际app（中国）中国有限公司。由于这种银河国际app（中国）中国有限公司的滤料是一次性使用，故多用于小型空气净化器。近些年来，新发展起来的移动床颗粒层银河国际app（中国）中国有限公司，也是属于内部银河国际app（中国）中国有限公司的一种。该除尘器的滤料是在移动过程中进行捕尘的，粉尘粒子被阻留在滤料层中。捕尘后的滤料，经清灰、再生后可重复使用。若采用耐高温滤料，它可用于净化气量大、含尘浓度高的高温气体。

外部过滤是用纤维纺织布料、非纺织毛毡或滤纸等作为滤料，滤去含尘气体中的粉尘粒子，这些粉尘粒子是被阻挡在滤料的表面上。属于外部过滤的典型装置是袋式除尘器。

含尘气体通过新滤料袋时，先在滤袋表面形成一层比较牢固的附着层，该粉尘层基本上不因清灰时的振打而脱落，可作为继续净化气体的过滤层，该层称为初粉尘层。由于初粉尘层(简称初尘层)具有比纤维滤料更小的孔隙，它可阻隔粒径小于1μm以上的尘粒。捕集0.1μm以上的尘粒，效率可达90%~99%以上。袋式除尘器已在工业上得到广泛应用。

（二）袋式除尘器

1.袋式除尘器特点

袋式除尘器是含尘气体通过滤袋(简称布袋)滤去其中粉尘粒子的分离捕集装置，是过滤式除尘器的一种。自从19世纪中叶布袋除尘器开始用于工业生产以来，不断地得到发展，特别是20世纪50年代，由于合成纤维滤料的出现、脉冲清灰及滤袋自动检漏等新技术的应用，为袋式除尘器的进一步发展及应用开辟了广阔的前景。

袋式除尘器主要有以下优点：

①袋式除尘器对净化含微米或亚微米数量级的粉尘粒子的气体效率较高，一般可达99%，甚至可达99.99%以上；

②这种除尘器可以捕集多种干性粉尘，特别是高比电阻粉尘，采用袋式除尘器净化要比用电除尘器的净化效率高很多；

③含尘气体浓度在相当大的范围内变化对袋式除尘器的除尘效率和阻力影响不大；

④袋式除尘器可设计制造出适应不同气量的含尘气体的要求，除尘器的处理烟气量可从每小时几立方米到几百万立方米；

⑤袋式除尘器也可做成小型的，安装在散尘设备上或散尘设备附近，也可安装在车上做成移动式袋式银河国际app（中国）中国有限公司，这种小巧、灵活的袋式除尘器特别适用于分散尘源的除尘；

⑥袋式除尘运行稳定可靠，没有污泥处理和腐蚀等问题，操作、维护简单。

袋式除尘器主要有以下缺点：

①袋式除尘器的应用主要受滤料的耐温和耐腐蚀等性能所影响，目前，通常应用的滤料可耐温250℃左右，如采用特别滤料处理高温含尘烟气，将会增大投资费用；

②不适于净化含黏结和吸湿性强的含尘气体，用布袋除尘器净化烟尘时的温度不能低于露点温度，否则将会产生结露，堵塞布袋滤料的孔隙；

③据概略的统计，用袋式除尘器净化大于17000m3/h含尘烟气量所需的投资要比电除尘器高，而用其净化小于17000m3/h含尘烟气量时，投资费用比电除尘器省。

2.袋式除尘器性能

①袋式除尘器的除尘效率

除尘器的壳体空间分成若千个袋房，在每一个袋房中都有一定数量的布袋(柔性滤料)。布袋用卡箍装在底管板上，管板与壳体连接形成密封袋室，壳体底部排灰装置将从布袋内部清下的粉尘粒子运出集尘槽。

含尘气体由除尘器侧部管道4经进气分布管道3分别送入正在进行滤尘过程的袋房中，再从下管板的开孔进入布袋内部，滤尘黏附在袋面滤层中。由布袋外表面逸出来的净化后的气体，经排气管9排出除尘器。

随着滤尘过程不断地进行，滤袋内表面捕集的粉尘越来越厚，粉尘层阻力增大，当阻力达到一定值时，就应清除过滤除尘器滤袋上的积尘，即所谓进行清灰。

袋室需要清灰时，先关闭排气阀6，把具有一定压力的清灰空气经反吹风阀8送入清灰的袋房中，清灰空气由滤袋外表面穿过滤袋及滤袋内侧面的积尘层，积尘受到清灰空气的吹动脱落到集尘槽1内。为了提高清灰的效果，反吹清灰管开动机械振打装置，撞击吊装布袋的框架，使滤袋还没有清掉的粉尘继续摔落在集尘槽1中。为了提高清灰的效果，反吹清灰管开动机械振打装置，撞击吊装布袋的框架，使滤袋还没有清掉的灰尘继续落在集尘槽1内，再由排尘装置运出除尘器。清灰后的空气经上升气流管道并入含尘气体管道4中，与含尘气体一同送入正在滤尘的袋房中进行滤尘。袋式过滤除尘器正常工作时是有多数袋室进行滤尘，有少数袋室进行清灰。也就是说，滤尘过程中，当袋房达到一定阻力时即停止滤尘转入清灰，清灰后的袋房再进行滤尘，袋房是交替地进行滤尘和清灰的。

用于袋式除尘器的滤料有棉、毛、有机和无机纤维纱纺织的滤布及非纺织辊轧制的纤维滤料(如毛毡类)等。这些滤料都有一定的孔隙率。含有一定粒径分布的粉尘粒子的气体，以一定流速通过新滤料(过滤过程的第一阶段)时，气体中的粗大尘粒主要是靠惯性碰撞和拦截捕尘机理被纤维所捕集，细小的粒子靠扩散力而被纤维捕尘体所捕集。与此同时，近年来在深入研究滤袋滤尘机理的过程中，还发现新纤维滤袋最初集尘是由于较大的粉尘粒子在滤料孔隙口处发生“塔桥”而被阻隔，随着滤尘过程不断地进行，滤料的孔隙愈来愈小，于是在滤料纤维表面上形成一层具有孔隙而又曲折的初粉尘层，简称为初尘层。初尘层附着在滤料上是比较牢固的，初尘层的孔隙率可达80%~85%。由于布袋除尘器主要是靠初尘层捕集粉尘(此过程称为滤尘过程的第二阶段)，因此，要防止滤料孔隙被黏结性粉尘堵塞，滤料的工作温度不应低于露点温度。

新的清洁滤料的滤尘效率最低，随着积尘过程不断地进行，效率逐渐增大，清灰前的效率最高，清灰后滤尘效率有所降低。对于0.2~0.4μm粒径的粉尘，无论哪一种滤尘工况，滤尘效率都是最低的，这是因为该粒径范围的尘粒正处于惯性碰撞、扩散和拦截作用捕尘效果最差的状态。

滤料的结构不同，清灰后滤料滤尘效率的下降程度也不尽相同。素布结构的滤料，清灰时粉尘层片状脱落，破坏初尘层的阻尘作用，滤尘效率显著地下降。绒布滤料因绒毛间能附着永久性容尘，在一般情况下，清灰不会破坏初尘层，因而滤尘效率不会下降太大。对于无纺织毛毡和针刺纤维滤料，由于其永久性容量更大、更坚固，即使清灰过度，也不会对滤尘效率有所影响。

滤布表面附着的粉尘量，常用粉尘负荷(m)表示，即1m2滤料表面所能捕集的粉尘量，单位为g/cm2或kg/m2。滤尘效率随粉尘负荷(m)值的增大而增大，绒布比素布效率高，长绒滤料比短绒滤料的效率高。

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