除塵濾筒應用現狀分析

摘要：與袋式除塵器相比，濾管式除塵器具有明顯的優越性。本文綜述了過濾器筒除塵器的性能和特點。根據國內外文獻報道，介紹了過濾管除塵器在工業上的應用，分析了存在的問題和解決辦法。指出新型濾芯除塵器的主要研究內容是新型濾芯材料和合適的噴霧系統。

1濾筒除塵器的性能和特點

1.1濾筒除塵器的構成

濾筒除塵器主要有三大部分，箱體、濾筒、清灰系統。（1）箱體是整個除塵器的外殼，包括氣箱和灰斗。氣箱主要是提供所需的除塵空間，有利流場的合理分布，灰斗則是收集過濾下來的物料；（2）濾筒是由外層、內層和中間層構成。內層和外層均為金屬網（或硬質塑料網），中間為褶型的濾料。濾筒用濾料的特點是，把一層亞微米級的超薄纖維黏附在一般濾料上，該黏附層上的纖維間排列非常緊密，其間隙0.12～0.6μm，由于采用密集型的折疊，使其過濾面積大為增加。極大的過濾面積是濾筒的突出特點；（3）清灰系統主要包括噴吹管、脈沖閥、氣包等。當濾筒表面積灰達到一定的厚度，就要進行清灰。含塵氣流經過濾筒過濾，然后排出，當除塵器阻力達到壓差設定值或者時間設定值時，由壓差控制儀或者時間控制儀控制相應的電磁閥，打開處于閉合狀態的脈沖閥，壓縮空氣直接噴入濾筒中心，對其進行脈沖清灰。

1.2工作原理

含塵氣流從入口進入除塵器箱體，一般來說，氣體從濾筒的外側進入，顆粒較大的粉塵由于重力作用，不經過濾筒，直接沉降到灰斗內，或者受到慣性力的作用碰撞到箱體邊壁，沿著邊壁沉降下來。小顆粒粉塵隨氣流通過筒體，氣體中的粉塵顆粒被過濾在濾料表面，干凈的氣體從出口排除。粉塵在濾筒表面越積越多，阻力也越來越大，達到設定值或者設定時間，脈沖閥打開，壓縮氣體會吹向濾筒中心，同時誘導的空氣也會加強清灰效果，瞬時的高壓氣體將濾筒表面粉塵吹落，按照設置的順尋依次脈沖清灰，使系統恢復低阻力運行。

1.3過濾機理

濾料的過濾機理主要有：攔截效應、重力效應、慣性效應、擴散效應、靜電效應等。攔截效應：濾料內部的排列是錯綜復雜，相互交錯，濾料的平均孔徑較小，粒徑大于濾料孔徑的顆粒無法通過濾料層間隙而被攔截。重力效應：大顆粒粉塵重力較大，可能未經過濾料而直接沉降，或者是附著濾料的顆粒由于團聚，重力增大，受到振動后脫離濾料。慣性效應：粉體顆粒隨氣流運動，氣流遇障繞行，粉塵因慣性偏離氣流方向并撞到濾料層而被收集，粒子越大，慣性力越強，被過濾下來的可能性越大。擴散效應及靜電效應：細小的粉塵撞到濾料層，粉塵與濾料表面間的引力使其粘在濾料上而被過濾下來。粒徑較小的顆粒要做布朗運動，相互碰撞，小粒徑顆粒相互碰撞或與濾料摩擦荷電，顆粒被吸引而捕集。大顆粒粉塵主要是前幾種過濾機理起主導主用，粒徑較小的主要是后幾種。多種過濾機理同時作用，這樣大部分粉塵將被過濾下來，除塵器的除塵效率也會較高。

1.4技術特點

濾筒除塵器與袋式除塵器相比有如下特點：（1）除塵效率較高。對于一般微米級的粉塵除塵效率可達99.99%，部分處理能力較強的濾筒（如Donaldson系列的Ultra-Web濾料）對于粒徑0.5μm的粉塵也可達到此效率甚至更高；（2）阻力較小。對于普通粉體，濾筒除塵器阻力小于1000Pa，粘附力較強粉體，一般最大阻力1500Pa左右；（3）入口濃度范圍廣。普通的聚酯濾筒或摺式濾筒就可以處理入口含塵濃度較高氣流，進口含塵濃度可達250g/m3；（4）過濾風速范圍廣。不同材質的濾筒過濾風速不同。普遍袋式除塵器的過濾風速在1m/min左右，而紙質濾筒的過濾風速最小0.3m/min，摺式濾筒的過濾風速最大2.4m/min；（5）水洗性能。除紙質濾料外，其他的濾筒如聚酯濾筒和覆膜濾筒一般都可以用水清洗，待晾干后即可重復使用；（6）相對布局較緊湊，節約空間，便于維護。

2濾筒除塵器在工業中的一些應用

在干法脫硫行業中，對國內外燃煤鍋爐干法脫硫除塵工藝進行了解讀，對國內應用狀態及采用PSU新型濾料配合氧化鈣高溫脫硫工藝進行了可行性分析。介紹了濾簡除塵器的運行原理、結構特點，探討了濾筒除塵器在干法脫硫方面的優越性，提出了濾筒除塵器設計要點和技術參數。在工業中糊袋，板結現象很普遍。在脫硫工業中，燃煤中硫經燃燒后，生成二氧化硫，直接捕集成本較高。二氧化硫寄附于粉塵顆粒上，如果加入一定量的氫氧化鈣石灰粉，經反應生成硫酸鈣，附著在過濾材料上，即可達到收集效果。但是反應中生成水和焦油，極易產生糊袋、板結，使除塵效率下降，同時二氧化硫溶于水生成硫酸，硫酸具有腐蝕性，對濾料造成破壞。清灰時要把板結的物料吹下來，就要更大的噴吹壓力和頻率，較大的噴吹壓力和頻率又會加劇濾料的磨損，濾料的壽命大大下降。濾材表面黏附的焦油等粘性物質難以清除，長期使用的濾料應定期清洗。因此，在脫硫工業中就需要耐酸，耐高溫，強度較大，耐磨，方便清洗的濾料。

2.1濾筒放置形式

最常見的濾筒放置形式有豎置式和橫置式。豎置式清灰效果較好，但占用空間較大，較細的粉塵顆粒清灰后容易被再次吹起造成二次揚塵。橫置式一般是順流式，過濾效果較好，但清灰時上部濾筒粉塵會影響下部濾筒，清灰不均勻。人研究了一種旋轉濾筒除塵器，效率也較高，但排放濃度高于布袋除塵器。主要原因是濾料的過濾時間太短，清灰頻率高，濾料表面沒有沉積，大量的粉塵參與過濾。目前較為普及的玻璃纖維濾筒，是一種結構簡單，使用方便又有較高捕集效率的捕塵裝置。玻璃纖維濾筒的直徑小、過濾面積大，可作為內部采樣裝置直接放在煙道內部使用，它避免了外部采樣時，塵粒在較長的采樣管中沉積的可能性。也可不必因煙道中水蒸汽在管內冷凝而采取加熱和保溫措施。

2.2氣流分布

為了提高濾筒除塵器的效率，氣流分布也是非常重要的，最常見的氣體分布有百葉窗式、多孔板、分布格子、槽型鋼分布板和欄桿型分布板等。避免入口處濾筒由于風速較高造成對濾料的高磨損區域，距離入口較遠的濾筒不能充分利用。采用導流板或者氣流分布板就很必要，在除塵器選用多孔氣流分布板，這種氣流分布方法在靜電除塵器中采用很多，在其他除塵器上很少采用，但用于濾筒除塵器則有獨特要求，氣流分布必須十分穩定和均勻，才有利于氣流的上升及粉塵的下降。濾筒表面均勻的過濾風速也是氣流分布的一個重要標志，應用中要保證除塵器盡量多的濾筒能夠在合理的過濾風速范圍內工作，因此，氣流分布板在除塵器上起著重要的作用。

結語

除塵濾筒除塵效率高，阻力小，節能，入口濃度和過濾風速范圍大，處理能力強，具有很廣的適應性。同時，濾筒除塵器使用壽命長、投資和維護費用低，相對布局較緊湊，節約空間，便于維護。與袋式除塵器相比，無論是用于脫硫還是普通除塵都具有更廣闊的市場前景，應該加以推廣。隨著濾筒除塵器在各個行業的廣泛應用，針對不同的物料性質就需要不同的濾料，現有的各種纖維，聚酯，覆膜等濾料已經不能滿足需求，因此開發新型、高效的濾料就越來越迫在眉睫。工業用濾筒除塵器體積較大，濾筒也較長較多，如何保證整個濾筒的上、中、下部都能達到較好的清灰效果；工業上濾筒清灰一般是輪流在線清灰，如何使濾筒間的相互影響最小而又不影響除塵效果，這些問題有待我們今后進一步研究。