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濾袋是袋式除塵器的核心過(guò)濾組件，其造價(jià)約占設(shè)備費(fèi)用的10%～15%。而制作濾袋的濾袋材質(zhì)則直接決定了袋式除塵器的各項(xiàng)性能參數(shù)，如除塵設(shè)備的規(guī)格、除塵效率、排放濃度、運(yùn)行阻力、使用壽命等指標(biāo)。因此，在設(shè)計(jì)和使用袋式除塵器時(shí)必須考慮含塵氣體的特性(如含塵濃度、溫度、濕度、酸堿性)以及粉塵的特性(如粒度、粘度、磨琢性)等，正確恰當(dāng)?shù)剡x用濾袋，以滿(mǎn)足除塵設(shè)備的需要。
1 濾袋的選擇
1.1 選擇的原則
袋式除塵器一般根據(jù)含塵氣體、粉塵的性質(zhì)及除塵器的清灰方式進(jìn)行濾袋選擇，選擇時(shí)應(yīng)遵循下述原則：
(1)結(jié)構(gòu)合理，捕集率高;
(2)剝離性好，易清灰，不易結(jié)垢;
(3)透氣性適宜，阻力低，過(guò)濾精度高;
(4)具有足夠的強(qiáng)度，尺寸穩(wěn)定性好;
(5)具有良好的耐溫、耐化學(xué)腐蝕、耐氧化、抗水解和適應(yīng)性廣等性能;
(6)原料來(lái)源廣泛，性能穩(wěn)定可靠;
(7)價(jià)格低，壽命長(zhǎng)。
1.2 根據(jù)濾料特性選擇
常用濾料特性如表1。
1.2.1 滌綸
滌綸濾料通常應(yīng)用于溫度較低的場(chǎng)合，通常情況下不需要覆膜，只有當(dāng)排放要求小于30 mg/Nm3時(shí)，或粉塵很細(xì)、濕度較大時(shí)才考慮覆膜。
1.2.2 聚四氟乙烯
聚四氟乙烯(PTFE) 又名特氟龍，經(jīng)拉伸成為一種強(qiáng)力的多微孔材料 ，孔徑在0.1μm～2.0μm，孔隙率大于80%，具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性能，在硫酸、氫氧化鈉及原子工業(yè)中的強(qiáng)腐蝕劑五氟化鈾中都不會(huì)腐蝕，并能耐寒耐熱，在-200 ℃～250 ℃可長(zhǎng)時(shí)間使用，還有很好的電絕緣性和表面光滑特性。聚四氟乙烯濾料往往進(jìn)行覆膜或者針刺等技術(shù)處理，以此來(lái)提高除塵效率，延長(zhǎng)使用壽命。
1.2.3 諾梅克斯
諾梅克斯濾料可以應(yīng)用于溫度較高、粉塵顆粒較粗的場(chǎng)合。諾梅克斯的耐高溫性好，比玻纖抗折，可以采用較高的噴吹壓力，同一個(gè)脈沖閥可以噴吹更多的濾袋。
1.2.4 玻纖
玻纖的耐高溫性能好，抗拉性、抗酸堿性和憎水性都很好，但玻纖濾料有不抗折、安裝運(yùn)行中極易破損、不能進(jìn)行高壓清灰、對(duì)袋籠的要求較高等缺點(diǎn)，但是在現(xiàn)有的科技條件下玻纖經(jīng)過(guò)良好的后處理及加上覆膜技術(shù)的應(yīng)用，使其過(guò)濾性能非常優(yōu)異，在國(guó)外尤其是歐美國(guó)家已廣泛應(yīng)用。
1.2.5 P84
P84濾袋是用意大利某公司研制的綜合性能都很優(yōu)越的纖維織成的濾料。其耐高溫性能稍遜于玻纖，抗酸堿性能不錯(cuò)。但由于它特殊的纖維結(jié)構(gòu)通常不覆膜使用，因此過(guò)濾效率不如覆膜濾袋，而且由于其價(jià)格昂貴，在國(guó)外尤其在歐美市場(chǎng)已較少使用。
1.3 根據(jù)含塵氣體性質(zhì)選擇
1.3.1 氣體溫度
含塵氣體溫度是濾袋選用中的重要因素。通常把小于130 ℃的含塵氣體稱(chēng)為常溫氣體，大于130 ℃含塵氣體稱(chēng)高溫氣體，所以可將濾袋分為兩大類(lèi)：即低于130 ℃的常溫濾袋及高于130 ℃的高溫濾袋。為此，應(yīng)根據(jù)煙氣溫度選用合適的濾袋。實(shí)際工作中有人把130～200 ℃氣體稱(chēng)中溫氣體，但濾袋多選高溫型。
濾袋的耐溫有“連續(xù)長(zhǎng)期使用溫度”及“瞬間短期溫度”兩種。“連續(xù)長(zhǎng)期使用溫度”是指濾袋可以適用的、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的長(zhǎng)期溫度，應(yīng)以此溫度來(lái)選用濾袋。“瞬間短期溫度”是指濾袋所處每天不允許超過(guò)10 min的最高溫度，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，濾袋就會(huì)軟化變形。
1.3.2 氣體濕度
含塵氣體按相對(duì)濕度分為三種狀態(tài)：相對(duì)濕度在30%以下時(shí)為干燥氣體，相對(duì)濕度在30%～80%之間為一般狀態(tài)，氣體相對(duì)濕度在80%以上即為高濕氣體。對(duì)于高濕氣體，又處于高溫狀態(tài)時(shí)，特別是含塵氣體中含SO2時(shí)，氣體冷卻會(huì)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。這不僅會(huì)使濾袋表面結(jié)垢、堵塞，而且會(huì)腐蝕結(jié)構(gòu)材料，因此需特別注意。
對(duì)于含濕氣體在選擇濾袋時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
(1)含濕氣體使濾袋表面捕集的粉塵潤(rùn)濕粘結(jié)，尤其對(duì)吸水性、潮解性和濕潤(rùn)性粉塵，會(huì)引起糊袋。為此，應(yīng)選用錦綸與玻璃纖維等表面滑爽、長(zhǎng)纖維易清灰的濾袋，并宜對(duì)濾袋使用硅油、碳氟樹(shù)脂作浸漬處理，或在濾袋表面使用丙烯酸、聚四氟乙烯等物質(zhì)進(jìn)行涂布處理。塑燒板和覆膜材料具有優(yōu)良的耐濕和易清灰性能，應(yīng)作為高濕氣體首選。
(2)當(dāng)高溫和高濕同時(shí)存在時(shí)會(huì)影響濾袋的耐溫性，尤其對(duì)于錦綸、滌綸、亞酰胺等水解穩(wěn)定性差的材質(zhì)更是如此，應(yīng)盡可能避免。
(3)對(duì)含濕氣體在除塵濾袋設(shè)計(jì)時(shí)宜采用圓形濾袋，盡量不采用形狀復(fù)雜、布置十分緊湊的扁濾袋和菱形濾袋(塑燒板除外)。
(4)除塵器含塵氣體入口溫度應(yīng)高于氣體露點(diǎn)溫度10～30 ℃。
1.3.3 氣體的化學(xué)性質(zhì)。
在各種爐窯煙氣和化工廢氣中，常含有酸、堿、氧化劑、有機(jī)溶劑等多種化學(xué)成分，而且往往受溫度、濕度等多種因素的交叉影響。
因此，在選用濾袋時(shí)，必須根據(jù)含塵氣體的化學(xué)成分，抓住主要因素，進(jìn)行綜合考慮。
1.4 根據(jù)粉塵性質(zhì)選擇
1.4.1 粉塵的濕潤(rùn)性和粘著性
粉塵的濕潤(rùn)性、浸潤(rùn)性可用濕潤(rùn)角來(lái)表征，通常稱(chēng)小于60°者為親水性，大于90°者為憎水性。吸濕性粉塵當(dāng)在其濕度增加后，粒子的凝聚力、粘性力隨之增加，流動(dòng)性、荷電性隨之減小，粘附于濾袋表面，久而久之，清灰失效，塵餅板結(jié)。有些粉塵如CaO、CaCl、KCl、MgCl2、NaCO3等吸濕后進(jìn)一步發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)行潮解糊袋，這是袋式除塵器最忌諱的。
因此，對(duì)于濕潤(rùn)性、潮解性粉塵，在選用濾袋時(shí)應(yīng)注意濾袋的光滑、不起絨和憎水性，其中以覆膜濾袋和塑燒板為最好。對(duì)于粘著性強(qiáng)的粉塵同樣應(yīng)選用長(zhǎng)絲不起絨織物濾袋，或經(jīng)表面燒毛、壓光、鏡面處理的針刺氈濾袋，對(duì)于浸漬、涂布、覆膜技術(shù)應(yīng)充分利用。從濾袋的材質(zhì)上講，錦綸、玻纖優(yōu)于其他品種。
1.4.2 粉塵的可燃性和荷電性
某些粉塵在特定的濃度狀態(tài)下，在空氣中遇火花會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。粉塵燃燒或爆炸火源通常是由摩擦火花、靜電火花、熾熱顆粒物等引起的，其中荷電性危害最大。這是因?yàn)榛w濾袋通常是容易荷電的，如果粉塵同時(shí)荷電則極易產(chǎn)生火花。所以對(duì)于可燃性和易荷電的粉塵如煤粉、焦粉、氧化鋁粉和鎂粉等，宜選擇阻燃型濾袋和導(dǎo)電濾袋。如PVC、PPS、P84、PTEF等用氧指數(shù)大于30的纖維織造的濾袋，而對(duì)于用氧指數(shù)小于30的纖維，如：丙綸、錦綸、滌綸、亞酰胺等濾袋可采用阻燃劑浸漬處理。
對(duì)于容易荷電的濾袋也可在濾袋纖維中混人導(dǎo)電纖維，使濾袋在經(jīng)向或緯向具有導(dǎo)電性能，使電阻小于109 Ω。常用的導(dǎo)電纖維有不銹鋼纖維和改性(滲炭)化學(xué)纖維。
1.4.3 粉塵的流動(dòng)和摩擦性
粉塵的流動(dòng)和摩擦性較強(qiáng)時(shí)，會(huì)直接磨損濾袋，降低使用壽命。表面粗糙、菱形不規(guī)則的粒子比表面光滑球形粒子磨損性大10倍。粒徑為90 μm的塵粒的磨損性最大，而當(dāng)粒徑減小到5 μm～l0 μm時(shí)磨損性已十分微弱。磨損性與氣流速度的2～3次方、粒徑的1.5次方成正比，因此，氣流速度及其均勻性是必須嚴(yán)格控制的。在常見(jiàn)粉塵中，鋁粉、硅粉、焦粉、碳粉、燒結(jié)礦粉等屬于高磨損性粉塵。對(duì)于磨損性粉塵宜選用耐磨性好的濾袋。
除塵濾袋的磨損部位與形式多種多樣，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，濾袋磨損多在下部，故此選用濾袋應(yīng)注意：
(1)化學(xué)纖維優(yōu)于玻璃纖維，膨化玻璃纖維優(yōu)于一般玻璃纖維，細(xì)、短、卷曲型纖維優(yōu)于粗、長(zhǎng)、光滑性纖維。
(2)氈料中宜用針刺方式加強(qiáng)纖維之間的交絡(luò)性，織物中以緞紋織物最優(yōu)，織物表面的拉絨也是提高耐磨性的措施，但是氈料、緞紋織物和起絨濾袋會(huì)增加阻力值。
(3)對(duì)于普通濾袋表面涂覆、壓光等后處理也可提高耐磨性。對(duì)于玻璃纖維濾袋進(jìn)行硅油、石墨、聚四氟乙烯樹(shù)脂處理可以改善耐磨耐折性。但是覆膜濾袋用于磨損性強(qiáng)的工況時(shí)，膜會(huì)過(guò)早地磨壞，失去覆膜作用。
1.5 按除塵器的清灰方式選擇
袋式除塵器的清灰方式是選擇濾袋結(jié)構(gòu)品種的另一個(gè)重要因素，不同清灰方式的袋式除塵器因清灰能量、濾袋形變特性的不同，宜選用不同的結(jié)構(gòu)品種濾袋。
1.5.1 機(jī)械振動(dòng)類(lèi)袋式除塵器
機(jī)械振動(dòng)類(lèi)袋式除塵器是利用機(jī)械裝置(包括手動(dòng)、電磁振動(dòng)、氣動(dòng))使濾袋產(chǎn)生振動(dòng)而清灰的袋式除塵器。此類(lèi)除塵器的特點(diǎn)是施加于粉塵層的動(dòng)能較少而次數(shù)較多，因此要求濾袋薄而光滑，質(zhì)地柔軟，有利于傳遞振動(dòng)波，在過(guò)濾面上形成足夠的振擊力。機(jī)械振動(dòng)類(lèi)袋式除塵器宜選用由化纖緞紋或斜紋織物，厚度0.3 mm～0.7 mm，單位面積質(zhì)量300～350 g/m²，過(guò)濾速度0.6～1.0 m/min，對(duì)小型機(jī)組可提高到l.0～1.5 m/min.
1.5.2 分室反吹類(lèi)袋式除塵器
分室反吹類(lèi)袋式除塵器采用分室結(jié)構(gòu)，利用閥門(mén)逐室切換，形成逆向氣流反吹，使濾袋縮癟或鼓脹清灰的袋式除塵器。它有一狀態(tài)和三狀態(tài)之分，清灰次數(shù)3～5次/h，清灰動(dòng)力來(lái)自于除塵器本體的資用壓力，在特殊場(chǎng)合中才另配反吹風(fēng)動(dòng)力，屬于低動(dòng)能清灰類(lèi)型。濾袋應(yīng)選用質(zhì)地輕軟、容易變形而尺寸穩(wěn)定的薄型濾袋，如729、MP922濾袋。過(guò)濾速度與機(jī)械振動(dòng)類(lèi)除塵器相當(dāng)。
分室反吹類(lèi)袋式除塵器具有內(nèi)濾與外濾之分，濾袋的選用沒(méi)有差異。對(duì)大中型除塵器常用圓形袋、無(wú)框架、袋徑120 mm～300 mm，濾袋長(zhǎng)徑比為15～40∶1，優(yōu)先選用緞紋(或斜紋)機(jī)織濾袋，在特殊場(chǎng)合也可選用基布加強(qiáng)的薄型針刺氈濾袋，厚1.0 mm～1.5 mm，單位面積質(zhì)量300～400 g/m²;對(duì)小型除塵器常用扁袋、菱形袋或蜂窩形袋，必須帶支撐框架，優(yōu)先選用耐磨性、透氣性好的薄形針刺氈濾袋，單位面積質(zhì)量350～400 g/m²。也可選用緯二重或雙重織物濾袋。
1.5.3 振動(dòng)反吹并用類(lèi)袋式除塵器
振動(dòng)反吹并用類(lèi)袋式除塵器指兼有振動(dòng)和逆氣流雙重清灰作用的袋式除塵器。振動(dòng)使塵餅松動(dòng)，逆氣流使粉塵脫離。兩種方式相互配合，提高了清灰效果，尤其適用于細(xì)顆粒粘性塵。此類(lèi)除塵器的濾袋選用原則大體上與分室反吹類(lèi)除塵器相同，以選用緞紋(或斜紋)機(jī)織濾袋為主。隨著針刺氈工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量的提高，發(fā)展趨勢(shì)是選用基布加強(qiáng)、尺寸穩(wěn)定的薄型針刺氈。
1.5.4 噴嘴反吹類(lèi)袋式除塵器
噴嘴反吹類(lèi)袋式除塵器是利用風(fēng)機(jī)作反吹清灰動(dòng)力，在除塵器過(guò)濾狀態(tài)時(shí)，通過(guò)移動(dòng)噴嘴依次對(duì)濾袋噴吹，形成強(qiáng)烈反向氣流。對(duì)濾袋清灰的袋式除塵器，屬中等動(dòng)能清灰類(lèi)型。在袋式除塵器用噴嘴清灰的有回轉(zhuǎn)反吹、往復(fù)反吹和氣環(huán)滑動(dòng)反吹等幾種形式。
回轉(zhuǎn)反吹和往復(fù)反吹袋式除塵器采用帶框架的外濾扁袋形式，結(jié)構(gòu)緊湊。此類(lèi)除塵器要求選用比較柔軟、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、耐磨性好的濾袋，優(yōu)先用于中等厚度針刺氈濾袋，單位面積質(zhì)量為350～500 g/m²。
氣環(huán)滑動(dòng)反吹袋式除塵器屬于噴嘴反吹類(lèi)袋式除塵器的一種特殊形式，采用內(nèi)濾圓袋，噴嘴為環(huán)縫形，套在圓袋外面上下移動(dòng)噴吹。要求選用厚實(shí)、耐磨、剛性好、不起毛的濾袋，宜選用壓縮氈和針刺氈，因?yàn)V袋磨損嚴(yán)重，該類(lèi)除塵器極少采用。
1.5.5 脈沖噴吹類(lèi)袋式除塵器
脈沖噴吹類(lèi)袋式除塵器是指以壓縮空氣為動(dòng)力，利用脈沖噴吹機(jī)構(gòu)在瞬間釋放壓縮氣流，誘導(dǎo)數(shù)倍的二次空氣高速射入濾袋，使其急劇膨脹，依靠沖擊振動(dòng)和反向氣流清灰的袋式除塵器，屬高動(dòng)能清灰類(lèi)型。它通常采用帶框架的外濾圓袋或扁袋。要求選用厚實(shí)、耐磨、抗張力強(qiáng)的濾袋，優(yōu)先選用化纖針刺氈或壓縮氈濾袋，單位面積質(zhì)量為500～650 g/m²。
上述不同清灰方式的除塵器應(yīng)選用不同織造和規(guī)格的濾袋品種，優(yōu)選順序見(jiàn)表2。
2 濾袋的應(yīng)用
2.1 過(guò)濾速度
過(guò)濾速度是濾袋應(yīng)用過(guò)程中所要考慮的一個(gè)主要因素。
在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，過(guò)濾速度是由濾料種類(lèi)、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3列出了袋式除塵器的過(guò)濾速度設(shè)計(jì)參考值。
2.2 濾袋的工程應(yīng)用實(shí)例
表4是五種濾袋的工程應(yīng)用實(shí)例，從表4可一看出一般濾袋使用壽命均在2年以上，只有過(guò)濾焦粉的MP922和高溫濾袋使用壽命較短，這是由于粉塵和氣體性質(zhì)造成的。圓形濾筒除塵濾袋使用壽命都很長(zhǎng)，是因?yàn)闉V袋質(zhì)地好。
3 結(jié)束語(yǔ)
作為袋式除塵器的關(guān)鍵組件，濾袋在整個(gè)除塵系統(tǒng)中有著舉足重輕的作用，濾料的選擇和應(yīng)用更是設(shè)計(jì)研發(fā)人員所必須熟知和掌握的。我們除了要掌握編織濾袋原料的特性外，還要熟知除塵對(duì)象即煙塵的特性。通過(guò)二者的相互關(guān)系和各自特點(diǎn)進(jìn)行匹配和選擇，這是大的原則和方向。當(dāng)然僅對(duì)上述兩點(diǎn)的把握是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，針對(duì)不同濾袋進(jìn)行煙氣量、過(guò)濾面積、過(guò)濾風(fēng)速等參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)選擇也是值得我們?nèi)ネ诰蚝驮囼?yàn)總結(jié)的。總之，保護(hù)環(huán)境責(zé)任重大，希望我們科研人員研究開(kāi)發(fā)出新的更多能夠適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的、應(yīng)對(duì)多種工況煙塵的濾材，同時(shí)通過(guò)對(duì)大量的實(shí)試驗(yàn)，進(jìn)行優(yōu)選，滿(mǎn)足除塵工藝需求，造福人類(lèi)。
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