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1、袋式除尘器用过滤材料及过滤袋第一章、袋式除尘器过滤理论简述第一节、过滤除尘原理惯性碰撞、拦截、扩散、重力和静电力等粉尘粒子的沉降机理是分析过滤除生 器滤尘机理的理论根底。过滤除尘器的滤尘过程比较复杂，一般来讲，粉尘粒子在 捕集体上的沉降，即别离过滤，并非只有一种沉降过滤机理在起作用，而是多种沉 降别离过滤机理联合作用的结果。根据不同粒径的粉尘在流体中的运动的不同力学特性，过滤除尘机理涉及到以 下几个方面：1.1.1筛滤作用过滤器的滤料网眼一般为550 m,当粉尘粒径大于网眼或孔隙直径或粉尘沉 积在滤料间的尘粒间空隙时，粉尘即被阻留下来。对于新的织物滤料，由于纤维间 的空隙即孔径远大于粉尘粒径，
2、所以筛滤作用很小，但当滤料外表沉积大量粉尘形 成粉尘层后，筛滤作用显著增强。1.1. 2惯性碰撞作用一般粒径较大的粉尘主要依靠惯性碰撞作用捕集。当含尘气流接近滤料的纤 维时，气流将绕过纤维，其中较大的粒子大于ip m 由于惯性作用，偏离气流流 线，继续沿着原来的运动方向前进，撞击到纤维上而被捕集。所有处于粉尘轨迹临 界线内的大尘粒均可到达纤维外表而被捕集。这种惯性碰撞作用，随着粉尘粒径及 气流流速的增大而增强。因此，提高通过滤料的气流流速，可提高惯性碰撞作用。L . 3拦截作用当含尘气流接近滤料纤维时，较细尘粒随气流一起绕流，假设尘粒半径大于尘粒 中心到纤维边缘的距离时，尘粒即因与纤维接触而被
3、拦截。1. 1. 4扩散作用寿宇小于川m的尘粒，特别是小于0. 2p m的亚微米粒子，在气体分子的撞击 下脱离流线，象气体分子一样作布朗运动，如果在运动过程中和纤维接触，即可从 气流中别离出来。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。1.1. 5静电作用许多纤维编织的滤料，当气流穿过时，由于摩擦会产生静电现象，同时粉尘在 输送过程中也会由于摩擦和其他原因而带电，这样会在滤料和尘粒之间形成一个电 位差，当粉尘随着气流趋向滤料时，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，提高捕集效率。1.1. 6重力沉降作用当缓慢运动的含尘气流进入除尘器
4、后，粒径和密度大的尘粒，可能因重力作用 而自然沉降下来见表1-1 O表1-1为各种捕集机理作用的粒度范围序号机理粒度范围风速增高对机理效率的 影响序 号机理粒度范围风速增高对 机理效率的影响1拦截1|J m降低4静电lp m增高5筛滤过滤层微孔 尺寸降低3扩散0.010. 5pm降低一般来说，各种除尘机理并不是同时有效，而是一种或是儿种联合起作用。而 且，随着滤料的空隙、气流流速、粉尘粒径以及其他原因的变化，各种机理对不同 滤料的过滤性能的影响也不同。实际上，新滤料在开始滤尘时，除尘效率很低。使 用一段时间后，粗尘会在滤布外表形成一层粉尘初层。一nJ n滤料的空隙、气流流速、粉尘粒径以及其他原
5、因的变化，各种机理对不同滤料 的过滤性能的影响也不同。实际上，新滤料在开始滤尘时，除尘效率很低。使用一 段时间后，粗尘会在滤布外表形成一层粉尘初层。 如图1一1滤布的滤尘过程。由于粉尘初层以及而 后在其上逐渐堆积的粉尘层的滤尘作用，使滤料 的过滤效率不断提高，但阻力也相应增强。在清 灰时，不能破坏初层，否那么效率会下降。粉尘初 层的结构对袋式除尘器的效率、阻力和清灰的效 果起着非常重要的作用。a i-i第二节、过滤除尘器的性能考察过滤除尘器的性能主耍涉及到过滤速度、除尘效率、过滤阻力和清灰方式等方 面。1.2.1过滤速度过滤速度是影响过滤除尘器性能的主要因素之一。过滤速度用下式计算：V 二 Q
6、/60XA式中v一过滤速度表观过滤气速，m/分钟Q一过滤除尘器处理气量，m/小时A一过滤除尘器滤料的过滤面积，m1一般认为，气体通过过滤层的真实速度L为：=v/E p式中V。一过滤通过过滤层的真实速度，m/分钟 一粉尘层的平均空隙率，一般为0.80.95。在实际运行过程中，过滤速度是由滤料种类、粉尘粒径的大小、物理化学性质 和其清灰方式等确定的。过滤速度大，会使滤料两侧的压差增大，把己附在滤料上 的细小粉尘挤压过去，使过滤效率降低达不到规定的排放值或磨损滤料的单根纤 维，尤其使玻纤滤料加速损坏。过滤速度小，那么会增大除尘器的体积，从而增加投 资。表1-2列出了袋式除尘器的过滤速度设计参考值。表
7、1-2袋式除尘器的过滤速度设计参考值m/min粉尘种类清灰方式振打与逆 气流联合脉冲喷冲反向吹风滑石粉、煤、喷砂清理尘、飞灰、陶瓷烧制粉尘、炭黑、 颜料、高岭土、石灰石、砂尘、锡土矿、水泥来自冷却器、 搪瓷烧制0.7 0.82.0 3.00. 60. 9及铁合金的升华物，铸造尘、氧化铝、球磨机排出的水泥、 碳化炉的升华物、石灰、刚玉、安福粉及其他肥料生产， 塑料、淀粉0.50. 751. 5 2. 50.45 0. 55炭黑、氧化硅、锡锌的升华物以及其他在气体中由于冷凝 和化学反响而形成的气溶胶、化装粉、去污粉、奶粉、活 性炭、水泥等0.45 0.50.8 2.00. 330. 45烟草、皮革
8、粉、混合饲料，木材加工的粉尘，粗植物纤维木 麻、黄麻等0. 92. 02. 56 0.6石棉、纤维尘、石膏、珠光石、橡胶生产粉尘、盐、面粉、 研磨工艺中的粉尘0. 31. 12. 5-4.51.2.2影响因素提供需要的过滤一选择适当的滤布和气布比获得最长的使用寿命一考虑织物、滤袋和袋笼的结构，气流速度，清灰方法 及频率，系统合理的操作和维护。提供相应的清灰方法：维持织物、滤布和尘饼系统合理稳定的压力降、消耗 最少的能量。气体和灰尘分布均匀：使每平方单位滤料的承载相同的粉尘，粒子尺寸分布 和气流速度相等，形成均匀的滤饼，保持在所有面积上相同的过滤速度，这样可以 保证最小的总体压力降和最长的滤袋使
9、用寿命。有效的从滤袋上除去灰尘：灰尘在过滤器上积聚以后，需要除去，进入收尘 漏斗里。灰尘不能储留在漏斗里。漏斗体积的减少会导致气体和粒子速度的增大， 并最终致使滤袋的损坏。第二章、用于制造过滤材料的各种有机、无机化学纤维的性能简述2.1几种有机化学纤维的性能和各自特点。2.1.1聚丙烯纤维丙纶特性：密度0.91 g/cm3,断裂强度3.4g/d，极限氧指数19,热塑性纤维，与火 会燃烧并滴落，能烧毛、压光。过滤性能：可在枯燥条件下经受80C的操作温度；瞬间使用温度100C,软化温度150Co耐酸碱性、耐水分很好，耐氧化性弱。在大多数情况下丙纶会因氧化而降解，这是聚合物的主要弱点。氧化侵蚀主要
10、是由于氧气的攻击，通常因金属盐的转变而持续发生。氧来外界空气或氧化物， 如 NO2聚丙烯耐磨性好，弹性回夏率高，还是一种优良的热塑性纤维，聚丙烯毡常用 于熔炼厂的低温脉冲滤袋和化工、医药厂的脉冲滤袋中。聚丙烯专用于潮湿的场合, 它受到只耐低温的限制。2.1. 2 聚酯纤维涤纶希思聚酯切1维在常温下有很好的使用性能，是袋滤器中的主力滤料。密度 1.38g/cm3,熔点256C,断裂强度5.5g/d,极限氧指数22,热塑性纤维，与火会燃 烧并滴落，能烧毛、压光。过滤性能：可在枯燥条件下经受130C的操作温度；连续在130C以上工作会 变硬：退色：发脆，温度也会使其强度变弱。于聚丙烯相比，聚酯在热衰
11、变方面不 敏感。热氧化发生的可能性需要在一定的温度范围内有较强的氧化物来损坏。聚酯损坏的最常见原因是受水蒸气的水解或水温升高，尤其是碱环境下的水解侵蚀。水解以及硫化氢：氨损坏了聚合物的主要结构，减少了织物的强度，最终导 致织物损坏。气体中的水分含量和温度越高，水解造成的损坏越快，同时水解作用 在强酸或强碱环境中会增强。2.1.3丙烯腊均聚体纤维亚克力在温度低于125C时，显示出对有机溶剂、氧化剂、无机及有机酸具有良好的 抵抗力。丙烯睛均聚体不会水解，因此在低温而有化学腐蚀及潮湿的场合用来取代 聚酯。而丙烯腊的共聚物那么不耐水解，所以在过滤用途中不能用它来取代均聚体。2.1.4 PPS纤维聚苯硫
12、醒特性：密度1.38g/cm3,断裂强度5.0g/d,极限氧指数34,是结晶性高性能热塑性工程塑料，具有耐热、耐化学性、阻1.7 dtex trilobal 317 m2/ks 燃性等特性。过滤性能：可在190C的温度下连续 使用，瞬时温度可达200C 每年累计400 小时以下；耐化学性非常好，是抗酸碱性 很强的纤维：其缺点是抗氧化性较差，要 求02含量小于14%fbl、NOX小于 600mg/Nm3,在使用中，含氧量越高，所 使用的温度就要越低。PPS滤料具有较强 的抗腐蚀功能和很好的尺寸稳定性，在集 尘和清灰方面具有优良的性能。典型用途是市政废物燃烧炉、公用工程锅炉、烧煤锅炉、医院燃烧炉、
13、热电联 产锅炉上用的脉冲袋滤器。也川用它来取代别的经不住高温或存在化学品及不耐潮 湿的合成纤维。2.1. 5间位芳香族聚酰胺纤维主要有美国杜邦公司的NomexR,日木帝人公司的Conex和中国的烟台芳纶 等。特性：密度1.3g/cm3,断裂强度4.9g/d,极限氧指数29,是非热塑性纤维，不 自燃也不助燃，它在高温状态下如371C只会碳化或分解成小分子，不会象一般热 塑性纤维会突然软化，所以不能压光，但可烧毛。过滤性能：可在枯燥条件下经受200C的操作温度；是水解性纤维，当高温和 遇有机化学成分及水分时会很快水解而损坏：在水分浓度为10%及弱酸性和中性环 境下可适用于190C的操作温度，而使用
14、寿命也可达二年；假设水分浓度增加到20% 使用寿命要到达二年那么需要降低温度到165C以下，假设仍在190C使用寿命只有半 年多。它特怕SOX侵蚀，因此在使用含硫煤的电厂中往往不能应用。在水分浓度 为10%时，假设温度为120C,SO2含量为50400ppm,强度保存率为58%,假设温度升 到180C, SO2含量为50ppm,强度保存率为30%。SO2含量为400ppm,强度保存 率仅5%。故在有水汽和SO2时不宜使用。NomexK, Conex和国产芳纶纤维在使用性能上差异不大，用其制成的针刺过滤材料主要应用在烟气温度较高的1：况，如沥青混凝土搅拌沥青烟气、耐火砖窑炉 烟气、焦化烟气等。2
15、.1.6 P84纤维聚酰亚胺,是不规那么的三叶瓣形截面，增加了过特性:密度1.40g/cm3,极限氧指数38 滤的外表积：具有突出的耐上下温性、难 燃性、电绝缘性和耐辐照性。过滤性能：可在260C以下连续使用， 瞬时温度可达280-C 每年累计小于200 小时：有一定水解性，建议使用在水汽含 量小于35%bl的环境中；有一定抗氧化 性，建议在烟气中02含量小16%。61, NOX小于600mg/Nm3;SOX会使滤料寿端 降低，建议SOX含量小于700mg/Nm3oP84滤料及P84/玻纤复合滤料具有较好的耐温性，难燃性等性能，己广泛地应 用于钢铁高炉煤气净化、电石炉收尘、电站燃煤锅炉、城市垃圾燃烧炉等匚业的高 温烟气过滤，并取得了很好的效果。2.1.7 PTFE 聚四氟乙烯纤维及覆膜滤料特性：聚四氯乙烯是一种具有独特分子结构即结构完全对称的中性高分子化合
