【正文】 第一章、袋式除塵器過(guò)濾理論簡(jiǎn)述第一節(jié)、過(guò)濾除塵原理慣性碰撞、攔截、擴(kuò)散、重力和靜電力等粉塵粒子的沉降機(jī)理是分析過(guò)濾除塵器濾塵機(jī)理的理論基礎(chǔ)。過(guò)濾除塵器的濾塵過(guò)程比較復(fù)雜，一般來(lái)講，粉塵粒子在捕集體上的沉降，即分離過(guò)濾，并非只有一種沉降過(guò)濾機(jī)理在起作用，而是多種沉降分離過(guò)濾機(jī)理聯(lián)合作用的結(jié)果。 根據(jù)不同粒徑的粉塵在流體中的運(yùn)動(dòng)的不同力學(xué)特性，過(guò)濾除塵機(jī)理涉及到以下幾個(gè)方面： 過(guò)濾器的濾料網(wǎng)眼一般為5～50μm，當(dāng)粉塵粒徑大于網(wǎng)眼或孔隙直徑或粉塵沉積在濾料間的塵粒間空隙時(shí)，粉塵即被阻留下來(lái)。對(duì)于新的織物濾料，由于纖維間的空隙即孔徑遠(yuǎn)大于粉塵粒徑，所以篩濾作用很小，但當(dāng)濾料表面沉積大量粉塵形成粉塵層后，篩濾作用顯著增強(qiáng)。 一般粒徑較大的粉塵主要依靠慣性碰撞作用捕集。當(dāng)含塵氣流接近濾料的纖維時(shí)，氣流將繞過(guò)纖維，其中較大的粒子(大于1μm )由于慣性作用，偏離氣流流線，繼續(xù)沿著原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向前進(jìn)，撞擊到纖維上而被捕集。所有處于粉塵軌跡臨界線內(nèi)的大塵粒均可到達(dá)纖維表面而被捕集。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(qiáng)。因此，提高通過(guò)濾料的氣流流速，可提高慣性碰撞作用。 當(dāng)含塵氣流接近濾料纖維時(shí)，較細(xì)塵粒隨氣流一起繞流，若塵粒半徑大于塵粒中心到纖維邊緣的距離時(shí)，塵粒即因與纖維接觸而被攔截。 對(duì)于小于1μm的塵粒，特別是小于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(yùn)動(dòng)，如果在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中和纖維接觸，即可從氣流中分離出來(lái)。這種作用即稱為擴(kuò)散作用，它隨流速的降低、纖維和粉塵直徑的減小而增強(qiáng)。 許多纖維編織的濾料，當(dāng)氣流穿過(guò)時(shí)，由于摩擦?xí)a(chǎn)生靜電現(xiàn)象，同時(shí)粉塵在輸送過(guò)程中也會(huì)由于摩擦和其他原因而帶電，這樣會(huì)在濾料和塵粒之間形成一個(gè)電位差，當(dāng)粉塵隨著氣流趨向?yàn)V料時(shí)，由于庫(kù)侖力作用促使粉塵和濾料纖維碰撞并增強(qiáng)濾料對(duì)粉塵的吸附力而被捕集，提高捕集效率。當(dāng)緩慢運(yùn)動(dòng)的含塵氣流進(jìn)入除塵器后，粒徑和密度大的塵粒，可能因重力作用而自然沉降下來(lái)(見(jiàn)表11)。表11 為各種捕集機(jī)理作用的粒度范圍 ．一般來(lái)說(shuō)，各種除塵機(jī)理并不是同時(shí)有效，而是一種或是幾種聯(lián)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(jī)理對(duì)不同濾料的過(guò)濾性能的影響也不同。實(shí)際上，新濾料在開(kāi)始濾塵時(shí)，除塵效率很低。使用一段時(shí)間后，粗塵會(huì)在濾布表面形成一層粉塵初層。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(jī)理對(duì)不同濾料的過(guò)濾性能的影響也不同。實(shí)際上，新濾料在開(kāi)始濾塵時(shí)，除塵效率很低。使用一段時(shí)間后，粗塵會(huì)在濾布表面形成一層粉塵初層。如圖1—1濾布的濾塵過(guò)程。由于粉塵初層以及而后在其上逐漸堆積的粉塵層的濾塵作用，使濾料的過(guò)濾效率不斷提高，但阻力也相應(yīng)增強(qiáng)。在清灰時(shí)，不能破壞初層，否則效率會(huì)下降。粉塵初層的結(jié)構(gòu)對(duì)袋式除塵器的效率、阻力和清灰的效果起著非常重要的作用。 第二節(jié)、 過(guò)濾除塵器的性能考察過(guò)濾除塵器的性能主要涉及到過(guò)濾速度、除塵效率、過(guò)濾阻力和清灰方式等方面。過(guò)濾速度是影響過(guò)濾除塵器性能的主要因素之一。過(guò)濾速度用下式計(jì)算：v=Q/60A式中 v－過(guò)濾速度（表觀過(guò)濾氣速），m/分鐘 Q－過(guò)濾除塵器處理氣量， m3/小時(shí) A－過(guò)濾除塵器濾料的過(guò)濾面積，㎡一般認(rèn)為，氣體通過(guò)過(guò)濾層的真實(shí)速度vp 為： vp=v/εp 式中 vp－過(guò)濾通過(guò)過(guò)濾層的真實(shí)速度，m/分鐘εp－粉塵層的平均空隙率，～。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，過(guò)濾速度是由濾料種類、粉塵粒徑的大小、物理化學(xué)性質(zhì)和其清灰方式等確定的。過(guò)濾速度大，會(huì)使濾料兩側(cè)的壓差增大，把已附在濾料上的細(xì)小粉塵擠壓過(guò)去，使過(guò)濾效率降低達(dá)不到規(guī)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(guò)濾速度小，則會(huì)增大除塵器的體積，從而增加投資。表12列出了袋式除塵器的過(guò)濾速度設(shè)計(jì)參考值。表12 袋式除塵器的過(guò)濾速度設(shè)計(jì)參考值（m/min） 粉塵種類清灰方式振打與逆氣流聯(lián)合脈沖噴沖反向吹風(fēng)滑石粉、煤、噴砂清理塵、飛灰、陶瓷燒制粉塵、炭黑、顏料、高嶺土、石灰石、砂塵、錫土礦、水泥(來(lái)自冷卻器)、搪瓷燒制～～～及鐵合金的升華物，鑄造塵、氧化鋁、球磨機(jī)排出的水泥、碳化爐的升華物、石灰、剛玉、安福粉及其他肥料生產(chǎn)，塑料、淀粉～～～炭黑、氧化硅、錫鋅的升華物以及其他在氣體中由于冷凝和化學(xué)反應(yīng)而形成的氣溶膠、化妝粉、去污粉、奶粉、活性炭、水泥等～～～煙草、皮革粉、混合飼料，木材加工的粉塵，粗植物纖維(木麻、黃麻等)～～石棉、纖維塵、石膏、珠光石、橡膠生產(chǎn)粉塵、鹽、面粉、研磨工藝中的粉塵～～⑴提供需要的過(guò)濾－選擇適當(dāng)?shù)臑V布和氣布比⑵獲得最長(zhǎng)的使用壽命－考慮織物、濾袋和袋籠的結(jié)構(gòu)，氣流速度，清灰方法及頻率，系統(tǒng)合理的操作和維護(hù)。⑶提供相應(yīng)的清灰方法：維持織物、濾布和塵餅系統(tǒng)合理穩(wěn)定的壓力降、耗費(fèi)最少的能量。⑷氣體和灰塵分布均勻：使每平方單位濾料的承載相同的粉塵，粒子尺寸分布和氣流速度相等，形成均勻的濾餅，保持在所有面積上相同的過(guò)濾速度，這樣可以保證最小的總體壓力降和最長(zhǎng)的濾袋使用壽命。⑸有效的從濾袋上除去灰塵：灰塵在過(guò)濾器上積聚以后，需要除去，進(jìn)入收塵漏斗里?；覊m不能儲(chǔ)留在漏斗里。漏斗體積的減少會(huì)導(dǎo)致氣體和粒子速度的增大，并最終致使濾袋的損壞。第二章、用于制造過(guò)濾材料的各種有機(jī)、無(wú)機(jī)化學(xué)纖維的性能簡(jiǎn)述 幾種有機(jī)化學(xué)纖維的性能和各自特點(diǎn)。 聚丙烯纖維（丙綸）特性：，極限氧指數(shù)19，熱塑性纖維，與火會(huì)燃燒并滴落，能燒毛、壓光。過(guò)濾性能：可在干燥條件下經(jīng)受80℃的操作溫度；瞬間使用溫度100℃，軟化溫度150℃。耐酸堿性、耐水分很好，耐氧化性弱。 在大多數(shù)情況下丙綸會(huì)因氧化而降解，這是聚合物的主要弱點(diǎn)。氧化侵蝕主要是由于氧氣的攻擊，通常因金屬鹽的轉(zhuǎn)變而持續(xù)發(fā)生。氧來(lái)自外界空氣或氧化物，如NO2。 聚丙烯耐磨性好，彈性回復(fù)率高，還是一種優(yōu)良的熱塑性纖維，聚丙烯氈常用于熔煉廠的低溫脈沖濾袋和化工、醫(yī)藥廠的脈沖濾袋中。聚丙烯專用于潮濕的場(chǎng)合，它受到只耐低溫的限制。 聚酯纖維（滌綸）特性：聚酯纖維在常溫下有很好的使用性能，是袋濾器中的主力濾料。，熔點(diǎn)256℃，極限氧指數(shù)22，熱塑性纖維，與火會(huì)燃燒并滴落，能燒毛、壓光。 過(guò)濾性能：可在干燥條件下經(jīng)受130℃的操作溫度；連續(xù)在130℃以上工作會(huì)變硬；退色；發(fā)脆，溫度也會(huì)使其強(qiáng)度變?nèi)酢Ｓ诰郾┫啾?，聚酯在熱衰變方面不敏感。熱氧化發(fā)生的可能性需要在一定的溫度范圍內(nèi)有較強(qiáng)的氧化物來(lái)?yè)p壞。聚酯損壞的最常見(jiàn)原因是受水蒸氣的水解或水溫升高，尤其是堿環(huán)境下的水解侵蝕。水解以及硫化氫；氨損壞了聚合物的主要結(jié)構(gòu)，減少了織物的強(qiáng)度，最終導(dǎo)致織物損壞。氣體中的水分含量和溫度越高，水解造成的損壞越快，同時(shí)水解作用在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿環(huán)境中會(huì)增強(qiáng)。（亞克力）在溫度低于1250C時(shí)，顯示出對(duì)有機(jī)溶劑、氧化劑、無(wú)機(jī)及有機(jī)酸具有良好的抵抗力。丙烯腈均聚體不會(huì)水解，因此在低溫而有化學(xué)腐蝕及潮濕的場(chǎng)合用來(lái)取代聚酯。而丙烯腈的共聚物則不耐水解，所以在過(guò)濾用途中不能用它來(lái)取代均聚體。 PPS纖維（聚苯硫醚）特性：，極限氧指數(shù)34，是結(jié)晶性高性能熱塑性工程塑料，具有耐熱、耐化學(xué)性、阻燃性等特性。過(guò)濾性能：可在190℃的溫度下連續(xù)使用，瞬時(shí)溫度可達(dá)200℃（每年累計(jì)400小時(shí)以下）；耐化學(xué)性非常好，是抗酸堿性很強(qiáng)的纖維；其缺點(diǎn)是抗氧化性較差，要求O2含量小于14%(Vol)、NOX小于600mg/Nm3，在使用中，含氧量越高，所使用的溫度就要越低。PPS濾料具有較強(qiáng)的抗腐蝕功能和很好的尺寸穩(wěn)定性，在集塵和清灰方面具有優(yōu)良的性能。典型用途是市政廢物焚燒爐、公用工程鍋爐、燒煤鍋爐、醫(yī)院焚燒爐、熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐上用的脈沖袋濾器。也可用它來(lái)取代別的經(jīng)不住高溫或存在化學(xué)品及不耐潮濕的合成纖維。主要有美國(guó)杜邦公司的Nomex174。，日本帝人公司的Conex174。和中國(guó)的煙臺(tái)芳綸等。特性：，極限氧指數(shù)29，是非熱塑性纖維，不自燃也不助燃，它在高溫狀態(tài)下如371℃只會(huì)碳化或分解成小分子，不會(huì)象一般熱塑性纖維會(huì)突然軟化，所以不能壓光，但可燒毛。過(guò)濾性能：可在干燥條件下經(jīng)受200℃的操作溫度；是水解性纖維，當(dāng)高溫和遇有機(jī)化學(xué)成分及水分時(shí)會(huì)很快水解而損壞；在水分濃度為10%及弱酸性和中性環(huán)境下可適用于190℃的操作溫度，而使用壽命也可達(dá)二年；若水分濃度增加到20%使用壽命要達(dá)到二年則需要降低溫度到165℃以下，若仍在190℃使用壽命只有半年多。它特怕SOX侵蝕，因此在使用含硫煤的電廠中往往不能應(yīng)用。在水分濃度為10%時(shí)，若溫度為120℃,SO2含量為50～400ppm,強(qiáng)度保留率為58%,若溫度升到180℃, SO2含量為50ppm，強(qiáng)度保留率為30%。SO2含量為400ppm，強(qiáng)度保留率僅5%。故在有水汽和SO2時(shí)不宜使用。Nomex174。，Conex174。和國(guó)產(chǎn)芳綸纖維在使用性能上差別不大，用其制成的針刺過(guò)濾材料主要應(yīng)用在煙氣溫度較高的工況，如瀝青混凝土攪拌瀝青煙氣、耐火磚窯爐煙氣、焦化煙氣等。 P84纖維（聚酰亞胺） 特性：，極限氧指數(shù)38，是不規(guī)則的三葉瓣形截面，增加了過(guò)濾的表面積；具有突出的耐高低溫性、難燃性、電絕緣性和耐輻照性。過(guò)濾性能：可在260℃以下連續(xù)使用，瞬時(shí)溫度可達(dá)280℃（每年累計(jì)小于200小時(shí)）；有一定水解性，建議使用在水汽含量小于35%(Vol)的環(huán)境中；有一定抗氧化性，建議在煙氣中O2含量小16%(Vol), NOX小于600mg/Nm3。SOX會(huì)使濾料壽命降低，建議SOX含量小于700mg/Nm3。P84濾料及P84/玻纖復(fù)合濾料具有較好的耐溫性，難燃性等性能，已廣泛地應(yīng)用于鋼鐵高爐煤氣凈化、電石爐收塵、電站燃煤鍋爐、城市垃圾焚燒爐等工業(yè)的高溫?zé)煔膺^(guò)濾，并取得了很好的效果。 PTFE（聚四氟乙烯）纖維及覆膜濾料特性：聚四氟乙烯是一種具有獨(dú)特分子結(jié)構(gòu)即結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱的中性高分子化合物。特殊的結(jié)構(gòu)使其具有良好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、絕緣性、潤(rùn)滑性、抗水性等。過(guò)濾性能：耐高溫，使用溫度范圍廣，可在260℃(高溫下長(zhǎng)期連續(xù)使用，瞬間溫度可達(dá)280℃?；瘜W(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，耐腐蝕；自潤(rùn)滑性良好，摩擦系數(shù)極低，過(guò)濾磨損很?。籔TFE膜的表面張力很低，具有很好的不粘性和拒水性。PTFE覆膜濾料可實(shí)現(xiàn)表面過(guò)濾，這是由于PTFE覆膜濾料是微孔結(jié)構(gòu)，表面無(wú)直通孔，使粉塵不能通過(guò)膜的表面進(jìn)入到膜的內(nèi)部或基材中，從而只有氣體通過(guò)而將粉塵或物料截留在膜的表面。目前，覆膜濾料已廣泛應(yīng)用于工業(yè)除塵、精密過(guò)濾等眾多領(lǐng)域。 幾種無(wú)機(jī)化學(xué)纖維的性能和各自特點(diǎn)。特性：玻璃纖維是一種無(wú)機(jī)纖維，它是將玻璃料在1300～1600℃的溫度熔化后，從熔融態(tài)抽絲并迅速淬冷而制成的。，原絲抗拉強(qiáng)度在160～275kg/mm2。按成分的不同分為A玻璃、C玻璃、E玻璃、和S玻璃等。玻璃纖維最突出的特點(diǎn)是耐高溫，尺寸穩(wěn)定性好，拉伸斷裂強(qiáng)度高。玻璃纖維在耐化學(xué)侵蝕方面，除了氫氟酸、高溫強(qiáng)堿外，對(duì)其他介質(zhì)都很穩(wěn)定。玻璃纖維缺點(diǎn)是耐折性較差，一般不在振蕩或脈沖系統(tǒng)上使用。過(guò)濾性能：玻璃纖維可用于260℃（中堿）/280℃無(wú)堿）的工況條件下長(zhǎng)期使用，瞬間溫度可達(dá)350℃； 耐腐蝕性強(qiáng)； 尺寸穩(wěn)定性好， 在280℃，其收縮率為0；拉伸斷裂強(qiáng)度高、拉伸斷裂伸長(zhǎng)率小。高硅氧耐火纖維是一種耐高溫?zé)o機(jī)纖維，其二氧化硅(SiO2)含量高于96%，軟化點(diǎn)接近1700℃，在900℃下長(zhǎng)期使用，1450℃條件下工作10分鐘，1600℃條件下工作15秒仍保持完好狀態(tài)。由于具有化學(xué)性能穩(wěn)定、耐高溫、耐燒蝕等優(yōu)良的性能，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于高溫氣體收塵、航空航天、冶金、化工、建材、消防等工業(yè)領(lǐng)域。玄武巖纖維作為干法過(guò)濾裝置的濾材，主要用于工業(yè)除塵和煙、氣凈化。由于玄武纖維本身強(qiáng)度高，耐高溫，耐腐蝕，延伸率低等優(yōu)異性能，因此用它制成的濾袋有以下特點(diǎn)：1. 機(jī)械強(qiáng)度高，斷裂強(qiáng)度一般均在3000N以上。　2. 延伸率低，玄武纖維本身的斷裂伸長(zhǎng)只有3%，因而用它制成的濾袋尺寸穩(wěn)定。　3. 機(jī)械性能好，可在760℃溫度下長(zhǎng)期使用。4. 耐腐蝕性能好，可在酸、堿氣氛的氣體中使用?！?. 織物空隙率高，表面光滑，透氣性好，空載壓損僅為2Pa。 　6. 收塵效率高，%－99%，效果更為明顯?！?. 對(duì)煙氣含塵量濃度適應(yīng)性強(qiáng)?！?. 處理煙塵量大，運(yùn)行維護(hù)方便，易清灰?！?. 使用壽命長(zhǎng)。（具體性能及特點(diǎn)略）：：指在熔點(diǎn)可熔化的纖維。熱塑性纖維包括聚酯、聚丙烯聚、亞克力、聚苯硫醚PPS、玻璃纖維及PTFE（聚四氟乙烯）。這些纖維可以達(dá)到很好的后處理效果。：NOMEX(間位芳香族聚酰胺纖維)、芳綸、P84（聚酰亞胺），它們是不熔的，不能采用常規(guī)的軋光處理，但可以燒毛處理。： 不銹鋼纖維及碳或其它抗靜電元素與纖維混合以有助于減輕靜電積累的危險(xiǎn)。在袋濾器有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)合常用這種抗靜電纖維。：造成濾袋毀壞的一項(xiàng)重大原因是水解反應(yīng)。水解的定義是水分子介入纖維的高分子鍵引起分解的一種化學(xué)過(guò)程。以縮聚型聚合體生產(chǎn)的合成纖維是不耐水解的。這些縮聚型聚合體包括：聚酯、尼龍、聚酰亞胺（P84）、諾美克斯174。（NOMEX）(COMEX）及芳綸。許多生產(chǎn)工藝在高溫下產(chǎn)生的濕氣及化學(xué)品（不論是酸還是堿）生成了理想的水解條件。高溫、濕度及化學(xué)品這三種因素必須都存在才能激活水解。聚丙烯腈均聚體、PPS纖維、PTFE纖維不是產(chǎn)自縮聚型聚合體，常選來(lái)取代有水解問(wèn)題的纖維。如當(dāng)諾美克斯174。纖維在高于1350C溫度下水解時(shí)，用PPS纖維來(lái)替代。滌綸濾料在低于1200C以下水解時(shí)，常用均聚丙烯腈來(lái)替代，即我們所稱的“亞克力”濾料。第三章、