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袋式除尘器是能够有效控制烟尘污染的主要设备之一，它具有很高的除尘效率。经过袋式除尘器过滤后的烟气含尘质量浓度一般都低于50MG／M3，同时还能有效地除去烟气中的微细粉尘。袋式除尘器适应性强、除尘效率高、运行可靠等优点逐渐显现出来。
袋式除尘器作为除尘设备已经有一个世纪的历史了。在国外，袋式除尘器应用于燃煤电站锅炉已经有二三十年的历史，并取得了良好的使用效果。目前。袋式除尘器在电站锅炉上已经得到了广泛的应用。如在澳大利亚的新南威尔斯州的电站锅炉中，80％已经采用袋式除尘器。而且有些国家也已对原有的电除尘器进行了改造。在我国，袋式除尘器在冶金、建材、化工、筑路等行业中应用广泛。我国也于20世纪80年代初在燃煤电站锅炉上尝试使用袋式除尘器，但由于当时对技术掌握不够、同时也受当时客观条件的限制，出现滤袋寿命短、堵灰、烧袋、故障率高、影响机组安全运行等问题而未能成功，但却为袋式除尘器在燃煤锅炉上的应用和发展方面提供了宝贵经验。
袋式除尘器的类型按清灰方式分，有机械振动清灰袋式除尘器、脉冲喷吹袋式除尘器、回转反吹扁袋除尘器、气环反吹袋式除尘器4类。
袋式除尘器的应用：随着布袋除尘技术的发展和环保要求的日益提高，袋式除尘器的应用范围越来越广泛，目前已能利用袋式除尘器来处理高温、高湿、粘结、爆炸、磨蚀性烟气，甚至过滤含有超细粉尘的空气。
1、高温、高湿气体各种工业窑炉、干燥机等的烟气都属于高温烟气，其中大多还含有大量水份和硫的氧化物气体。袋式除尘器目前能够处理温度300℃以下的烟气，超过这个温度则应对烟气进行预冷却处理，在特殊情况下，可使用金属纤维滤料直接处理450～550℃的高温烟气。用袋式除尘器处理蒸汽锅炉、水泥窑、冶金炉窑、焚烧炉等高温窑炉的烟气，在国内外日渐普遍。虽然袋式除尘器受其滤料的耐温性能限制，但通过对系统烟气进行适当处理，已能处理温度高达1200～1400℃的高温烟气。
2、粘结性粉尘粘结性粉尘在滤袋表面容易板结，袋式除尘器可以通过吸附作用来处理粘结性粉尘，即在系统管道内掺入适量多孔隙的粉料，利用粉料来吸附粘结性粉尘，然后由袋除尘器进行净化处理。如耐火厂用白云石粉吸附净化沥青烟气，铝厂用氧化铝吸附沥青和氧化氢，道路公司沥青混凝土车间用石灰石粉料吸附沥青烟，其吸附效率可达92～99％。
3、爆炸性粉尘爆炸性粉尘必须同时具有以下三个条件时才会发生爆炸：
⑴可燃性物质以适当的浓度在烟气中存在；
⑵有充足的氧气和氧化剂；
⑶有着火源。因此净化这类气体时应采取破坏上述三个条件或某个条件发生的措施。简单说就是控制成份，消灭火种；消除静电、设备接地；监控防爆、灭火泄爆。
4、腐蚀性气体在烟气净化系统中，对袋式除尘器具有腐蚀性影响的主要有气体和粉尘二种介质，如煤、重油燃料中因硫分子存在而形成的硫酸气体，或者遇水会产生各种盐类的粉尘。由于烟气净化中的腐蚀现象都是在烟气温度出现在酸露点以下的情况下发生的，为此应确保系统烟气在露点温度以上运行。在滤料选择上，应按烟气产生腐蚀性物质的特征，采用相应的滤料，对腐蚀严重及要求高的净化系统，如制药、食品、碳黑生产等行业，袋式除尘器的重要部件应采用不锈钢制造或涂刷防腐涂料处理。
5、磨啄性粉尘在处理氧化铝、硅石、烧结矿等磨啄性粉尘时，由于烟尘中的粗颗粒以及气流在袋除尘器中运动速度过高，致使对除尘器滤袋及壳体产生强烈的磨损，为此，一般应从减少烟气中的粗颗粒粉尘的绝对数量和降低含尘气体的流速二个方面采取相应的措施，如在烟气进入袋式除尘器前设置预除尘装置，严格控制滤袋入口流速，气流入口易磨处加耐磨材料等。
袋式除尘器设计要点袋式除尘器设计优劣涉及到诸多因素,文章从处理风量、使用温度、气体成分等方面简要介绍了袋式除尘器的设计要点。
袋式除尘器的工作机理是含尘烟气通过过滤材料,尘粒被过滤下来,过滤材 料捕集粗粒粉尘主要靠惯性碰撞作用,捕集细粒粉尘主要靠扩散和筛分作用,滤 料的粉尘层也有一定的过滤作用。
袋式除尘器设计优劣涉及到诸多因素,文章从以下因素介绍了袋式除尘器 的设计要点。
1、处理风量 处理风量决定着袋式除尘器的规格大小。一般处理风量都用工况风量。设计时一定要注意除尘器使用场所及烟气温度,若袋式除尘器的烟气处理温度已经 确定,而气体又采取稀释法冷却时,处理风量还要考虑增加稀释的空气量；考虑 今后工艺变化,风量设计指值在正常风量基础上要增加 5%～10%的保险系数,否 则今后一旦工艺调整增加风量,袋式除尘器的过滤速度会提高,从而使设备阻力 增大,甚至缩短滤袋使用寿命,也将成为其他故障频率急剧上升的原因,但若保 险系数过大,将会增加除尘器的投资和运转费用； 过滤风速因袋式除尘器的形式、 滤料的种类及特性的不同而有很大差异,处理风量一经确定,即可根据确定的过 滤风速来决定所必须的过滤面积。
2、使用温度 袋式除尘器的使用温度是设计的重要依据,使用温度与设计温度出现偏差, 会酿成严重后果,因为温度受下述两个条件所制约: 一是不同滤料材质所允许 的高承受温度(瞬间允许温度和长期运行温度)有严格限制；二是为防止结露, 气体温度必须保持在露点 20℃以上。 对高温气体,必须将其冷却至滤料能承受的 温度以下,冷却方式有多种,较为典型的有自然风管冷却、强制风冷、水冷等,具 体可按不同的工艺及冷却温度、布置尺寸要求等进行设计选型。
3、气体成分 除特殊情况外,袋式除尘器所处理的气体,多半是环境空气或炉窑烟气,通 常情况下袋式除尘器的设计按处理空气来计算,只有在密度、黏度、质量热容等 参数关系到风机动力性能和管道阻力的计算及冷却装置的设计时,才考虑气体的 成分。在许多工况的烟气中多含有水分,随着烟气中水分的增加,袋式除尘器的 设备阻力和风机能耗也随之变化。含尘气体中的含水量,可以通过实测来确定, 也可以根据燃烧、 冷却的物质平衡进行计算。 烟气中有无腐蚀性气体是决定滤料、 除尘器壳体材质及防腐等选择所必须考虑的因素。另外,若烟气中有有毒气体, 一般都是微量的,对装置的性能没有多大影响,但在处理此类含尘烟气时,袋式 1 除尘器必须采用不漏气的结构,而且要经常维护,定期检修,避免有毒气体泄露 造成安全事故。
4、入口含尘浓度 入口含尘浓度常以标态体积含尘质量表示,就入口含尘浓度,袋式除尘器设 计时要作如下考虑
(1) 设备阻力和清灰周期。入口含尘浓度增大,相同过滤面积情况下,设备 阻力也增加,为维持一定的设备阻力, 清灰周期也相应缩短；
(2) 滤料和箱体的磨损。在粉尘具有强磨损的高浓度状况下,磨损量与含 尘浓度成正比,在除尘器入口处应有导流耐磨等处理技术,如烧结粉尘、氧化铝 粉、硅砂粉等；
(3) 预除尘器及过滤风速。在入口含尘浓度很高的情况下,应设计较低的 过滤风速及设计预除尘器,但如果设计具有初级沉降功能的结构形式,也可取消 预除尘器；
(4) 排灰装置。排灰能力是以能排出全部收集的粉尘为标准,排出的粉尘 量,等于入口、出口含尘浓度差值与处理风量之积,多级排灰装置能力设计应以 下一级大于上一级排灰能力为准。
5、出口含尘浓度 出口含尘浓度必须低于环境保护法规及国家卫生标准的指定值。袋式除尘 器的出口含尘浓度,依除尘器的结构形式、滤料种类、粉尘性质而有所不同,一 般介于 1～50mg/m3 之间。对于含有铅、镉等有害物质的情况下,要求出口浓度 特别低,设计时按不同的用途及工艺特性,选用不同的袋式除尘器结构及滤料材 质。
6、粉尘性质 粉尘的性质对袋式除尘器的设计有很大影响,对粉尘一些特殊性质,要根据 设计经验采取有效的措施。
(1) 附着性和凝聚性。附着性和凝聚性粉尘进入袋式除尘器,粉尘稍经凝 聚就会颗粒变大,堆积于滤袋表面的粉尘在被抖落的过程中,也能继续进行凝聚, 清灰效能和通过滤料的粉尘量也与粉尘的附着性和凝聚性有关。因此,设计时对 附着性和凝聚性非常显著的粉尘,或者几乎没有附着性和凝聚性粉尘,必须按粉 尘种类、用途的不同,根据设计经验采取不同的处理措施。
(2) 粒径。粒径分布对袋式除尘器的主要影响是阻力损失和磨损。微细粉 尘对压力损失影响比较大,粗粒粉尘对磨损起决定性作用,但只有入口含尘浓度 高和硬度大的颗粒,其影响才比较大。
(3) 粒子形状。一般认为,针状结晶粒子和薄片状粒子容易堵塞滤料的孔 隙,降低除尘效率。能够凝聚成絮状物的纤维状粒子,若采取很高的过滤速度,就 很难从滤料表面脱落,设计时按粒子状及特性选择不同的过滤风速。
(4) 粒子的密度。粉尘的堆积密度与粒径、凝聚性、附着性有关,也与袋 式除尘器的阻力损失、过滤面积有关。堆积密度越小,清灰越困难,设计时要选 择较低过滤风速。此外,粉尘的堆积密度对选定除尘器灰斗及排灰装置能力至关 重要。
(5) 吸湿性和潮解性。吸湿性和潮解性强的粉尘,在袋式除尘器运转过程 中,极易在滤料表面上吸湿而固化,或遇水潮解而成为稠状物,造成清灰困难、设 备阻力增大,以至影响除尘器正常运转。例如对含有 KCl、MgCl2、NaCl、CaO 等强潮解性物质的粉尘, 要采取必要的技术措施。
(6) 静电性。容易带电的粉尘在滤料上一旦产生静电,就不易脱落,对非常 容易带电的粉尘,必须采用防静电滤料等技术措施,以避免因静电产生火花而引 起爆炸。
(7) 可燃性。对于可燃性粉尘,虽然不一定都引起爆炸,但如除尘器前的工 艺流程中出现火花,且能进入除尘器内时,就应采用防爆措施,如增设火花捕集 器、设防爆门等。
7、设备阻力 所谓设备阻力是指除尘器入口至出口在运行状态下的全压差。袋式除尘器 的压力损失通常在 1000～2000Pa 之间,脉冲袋式除尘器压力损失通常小于 1500Pa。设备阻力是风机选型的主要依据,设备运行过程中允许压力损失有某 种变动范围,设计时应考虑设备阻力变动余量来确定风机的选型。
8、设备耐压 袋式除尘器的耐压是根据工艺要求及风机的静压等确定的,必须按照袋式 除尘器正常使用的压力来确定设备的设计耐压。作为一般用途的袋式除尘器,设 备耐压为 4000～5000Pa,对于长袋脉冲除尘器一般为 6000～8000Pa,对于采 用以罗茨鼓风机为动力的负压型空气输送装置,除尘器的设计耐压为 15～ 50kPa。另外,某些特殊如高炉煤气干法脉冲袋式除尘器,其设计耐压要求达到 0.3MPa 或更高,设备一般均设计为圆形,以满足耐压要求。
9、清灰压力 清灰压力是袋式除尘器设计的重要参数,根据所用压缩空气压力不同,分成 高压(0.5-0.7MPa)、中压(0.35～0.5MPa)、低压(0.2～0.35MPa)及超低 压(0.2MPa 以下), 并把脉冲阀根据气包内压力区分为高压阀(直角阀)和低压 阀(淹没阀)。设计选型高压或低压脉冲阀是按压缩气体供气条件及除尘工艺工 况决定,目前小型除尘器使用较多的为高压清灰压力,而长袋脉冲采用较多的为 3 低压清灰压力。 不同清灰压力设计选用不同的喷吹管清灰结构,喷吹管开孔尺寸、 结构型式、喷吹管与花板的高度尺寸等,将直接影响设备清灰性能。脉冲清灰对 压缩空气要求不十分严格,含尘、含水、含油等指标分别达到 ISO8573-1 表中 三级、五级即可,当压缩空气质量不达标,喷吹时进入除尘滤袋的气流含油、含 水量相对增加,一旦油、水进入滤袋,将贴附堵塞部分过滤面积,导致除尘器阻力 加剧上升。
10、清灰方法
(1) 在线清灰和离线清灰。脉冲袋式除尘器可采用在线清灰和离线清灰两种方法。在线清灰是指在进行脉冲喷吹时,滤袋仍然进行含尘气体过滤,在线清 灰过滤及清灰时对系统波动影响小,但清灰不彻底,不能在线检修。离线清灰是 指把除尘器内部分成若干个过滤室,每个袋室的净气室上独立安装离线阀、气缸 和电磁脉冲阀等压缩气控制系统,在对每个过滤室进行脉冲清灰喷吹前,通过离 线阀首先关闭这个袋室,使该滤室在没有烟气过滤情况下进行清灰,因此离线清 灰效果更彻底,且能在线检修,缺点是增加离线机构、造价高、清灰时对系统烟 气波动有影响等。 如何选择在线或离线清灰,应视除尘工艺及用户条件等诸多方面进行综合 考虑,对于小型且入口粉尘浓度低的除尘器,一般采用在线清灰,反之采用离线； 对于大型除尘器一般设计为离线结构并具有离线、 在线两种可以切换的清灰功能, 当工况条件允许不离线清灰时,可切换为在线清灰,但无论在线或离线清灰,均 应具有通过离线阀实现不停机的在线检修功能。
(2) 管式喷吹和箱式喷吹。管式喷吹是在每排滤袋上方设喷吹管,属有序 喷吹,即通过管上的喷嘴向每条滤袋内喷吹清灰气流,喷吹孔径各不相同,保证 各条滤袋清灰强度均匀,对于大型长袋脉冲除尘器管式喷吹结构大大优于箱式喷 吹。箱式喷吹不设喷吹管,属无序喷吹,清灰气流靠脉冲阀直接喷入上箱体并使 之增压,进而将能量传递至该室每条滤袋以实现清灰；箱式脉冲喷吹除尘器中, 处于不同部位的各条滤袋,清灰强度存在较大差异,且一般气耗量较大,滤袋长 度受到限制,清灰效果对离线阀的气密性依赖较大,所以箱式喷吹多用于中小型 除尘器。
11、气流上升速度 在除尘器内部,滤袋低端含尘气体能够上升的实际速度,就是气流上升速 度。 气流上升速度的大小对滤袋被过滤的含尘气体磨损及因脉冲清灰而脱离滤袋 的粉尘随气流重新返回除尘布袋表面有重要影响。 气流上升速度是除尘器内烟气 不应超过的大速度,达到和超过这个速度,烟气中的颗粒物就会磨坏滤袋或带 走粉尘,甚至导致设备运行阻力偏大。 袋式除尘器进行过滤时分为内滤和外滤两种,前者含尘气流由滤袋内部流 向外部,后者含尘气流由滤袋外部流向滤袋内部。 内滤式袋式除尘器气流上升速度按下式计算: 4 Vk = Sa?Vc/S 式中 Vk―――除尘器气流上升速度,m/min; Sa―――单条滤袋过滤面积,m2; Vc―――过滤速度,m/min; S ―――滤袋口的截面积,m2。 外滤式袋式除尘器气流上升速度按下式计算: Vk =Qv/(SA-nS) 式中 Vk―――除尘器气流上升速度,m/min; Qv―――滤袋室的处理风量,m3/min; SA―――滤袋室袋低处的截面积,m2; n ―――滤袋室滤袋数量, 个。 过滤速度和气流上升速度二者在袋式除尘器内各处都应保持在一定范围 内。如果过滤风速选择不当或分室分布不均,会影响滤袋的寿命,同样,气流上升 速速选择不当或分室的气流上升速度不均,也会影响滤袋使用寿命。因此,在设 计中不仅要设计合理的因此,在设计中不仅要设计合理的过滤风速及使气流分布 均匀的导流技术,而且要按粉尘的粒径、浓度、工况条件设计选择合理的气流上 升速度,才能确保延长滤袋使用寿命。
