袋式除塵器是通過濾料的纖維將通過濾料的含塵氣體中所含的粉塵分離出來以達(dá)到凈化目的的裝置,在過濾含塵氣體的過程中包括濾料的纖維過濾和濾料的纖維層過濾兩部分。含塵氣體中的粉塵粒子的粒徑并不是均勻的,其中既有粒徑比較大的粗塵也有粒徑較小的微塵,而濾料纖維間的孔隙的孔徑可能大于含塵氣體中所含有的部分粉塵顆粒的粒徑,但是無論大粒徑的粉塵還是粒徑比較小的粉塵都能被濾料攔截和過濾,這是由于袋式除塵器濾料纖維的過濾機(jī)理是重力,篩濾,慣性碰撞,黏附效應(yīng)和擴(kuò)散與靜電吸引等效應(yīng)共同作用的結(jié)果。而濾料纖維層的過濾過程中,篩濾作用所占的比重較大。
(1)重力作用
當(dāng)粉塵顆粒隨氣流進(jìn)入除塵器后,粒徑較大、密度較大的粉塵顆粒由于自身所受重力比較大,而直接沉降下來。
(2)慣性作用
當(dāng)含塵氣體通過濾料時(shí),氣流會繞過纖維而通過,而粒徑稍大的粉塵顆粒(以1μm以上)由于受到慣性作用,仍然向前運(yùn)動(dòng),撞擊到濾料纖維上而被攔截,慣性作用隨著粒徑的增大而作用越明顯。
(3)熱運(yùn)動(dòng)作用
粒徑較小的粉塵顆粒氣流一起向前運(yùn)動(dòng),當(dāng)它們隨氣流向前運(yùn)動(dòng)的同時(shí),也受到做布朗運(yùn)動(dòng)的氣體分子的碰撞,碰撞的作用力會使它們偏移原來的運(yùn)動(dòng)方向,使它們與濾料纖維相碰撞的可能性增加,從而被捕集,濾料的纖維越致密,熱運(yùn)動(dòng)作用就越明顯。
(4)黏附作用
粉塵顆粒隨著氣流向前運(yùn)動(dòng),當(dāng)粉塵顆粒接近濾料時(shí),則粉塵會被濾布吸附而捕集,黏附作用隨著濾料孔隙的減小而增大。
(5)靜電作用
氣流與濾料的摩擦可能會使濾料上帶有電荷,而粉塵粒子在隨氣流的運(yùn)動(dòng)中會發(fā)生相互碰撞以及與氣體分子間發(fā)生碰撞,也會帶有電荷,這就導(dǎo)致當(dāng)粉塵粒子與濾料接近時(shí),若它們之間所帶的電荷相反,或者其中一部分帶電一部分不帶電,會因?yàn)橄嗷ブg的靜電吸引而被捕集。但是由于靜電作用沉積在濾料上的粉塵清灰時(shí)比較難以脫落,導(dǎo)致清灰比較困難。
(6)篩濾作用
當(dāng)含塵氣體通過濾料時(shí),粒徑大于濾料纖維孔隙直徑的粉塵粒子被攔截在濾料的表面,從而使濾料的表面沉積一定量的粉塵,使粉塵顆粒所能通過的空隙進(jìn)一步的縮小,進(jìn)而將粒徑更小的粉塵攔截下來,稱為濾料纖維層的篩濾作用。
(1)表層過濾
表層過濾是通過濾料表層纖維間的孔隙將粒徑大于纖維間孔隙孔徑的粉塵粒子攔截在濾料表面,過濾機(jī)理比較簡單,主要是篩濾作用。但是對于粒徑小于孔隙孔徑的粉塵粒子的捕集效率較低。為了提高表層過濾的過濾效率,要在濾料的結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn),使纖維層更加致密。梯度結(jié)構(gòu)濾料的研制成功,有效的解決了濾料表層過濾效率較低的問題,同時(shí)還能控制阻力的升高,是濾料研宄的一項(xiàng)重大突破。
(2)粉塵層過濾
當(dāng)濾料開始對含塵氣體進(jìn)行過濾時(shí),濾料是清潔的,濾料表面還沒有粉塵堆積,這時(shí)濾料對含塵氣體的過濾主要是表層過濾,過濾效率相對較低。隨著過濾時(shí)間的增加,粉塵在濾料纖維的靜電、黏附、篩濾、擴(kuò)散的效應(yīng)下會有一部分沉積在濾料表面,在濾料纖維間形成架橋現(xiàn)象。在架橋完成時(shí)在濾料表面所形成的一定厚度的粉塵層稱為粉塵初層。當(dāng)粉塵層形成之后,對含塵氣體的過濾主要通過粉塵層進(jìn)行,濾料主要起到支撐粉塵層的作用。由于粉塵層的孔隙比濾料的孔隙小很多,所以形成粉塵層后濾料的除塵效率明顯上升。
過濾時(shí)間繼續(xù)增加,又會在己形成的粉塵初層上形成一層粉塵層,稱為二次粉塵層,隨著濾料表面粉塵層的加厚,設(shè)備內(nèi)的阻力會有明顯的上升,當(dāng)上升到一定值時(shí),需要對濾料進(jìn)行清灰,否則會影響設(shè)備的正常運(yùn)行。由于粉塵層會提高濾料的除塵效率,所以要調(diào)整清灰強(qiáng)度,盡量只清除二次粉塵層而保留粉塵初層,避免除塵效率的降低。
粉塵層的形成快慢與過濾速度有關(guān),過濾速度越快,粉塵層形成的就越快。因此為了提高除塵效率,在其他條件允許的情況下,應(yīng)該盡量的提高過濾速度。
(3)表面過濾
由于清潔濾料的過濾效率較低,需要經(jīng)過一定過濾時(shí)間后在濾料表面形成粉塵層,濾料的過濾效率才有明顯提高,所以,研究人員研制出用特殊材料制成的微孔薄膜覆蓋在濾料的表面。這層微孔薄膜起到和粉塵層相同的作用,使濾料在清潔狀態(tài)下就能比較高的除塵效率。
目前,覆膜的技術(shù)主要是以聚四氟乙烯制成的薄膜采用的特殊的工藝覆蓋在濾料的表面。表面過濾的優(yōu)點(diǎn)有:
①過濾的整個(gè)過程中濾料都能保持較好的除塵效率;
②在過濾過程中大部分的粉塵顆粒被攔截在薄膜的表面,粉塵顆粒很難進(jìn)入到濾料纖維層內(nèi)部,造成濾料纖維的孔隙堵塞;
③薄膜表面比較光滑,清灰比較容易和徹底,不需要擔(dān)心清灰過程會破壞濾料表面的粉塵層而影響除塵效率;
④可以根據(jù)所要處理的粉塵粒子的粒徑而改變微孔的孔徑,從而達(dá)到更好的除塵效果和更廣泛的用途;
⑤濾料具有部分薄膜材料的特性,提高濾料性能的同時(shí)還能夠降低一定的生產(chǎn)成本。
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