淺談袋式除塵器用濾袋的選擇與應用

濾袋是袋式除塵器的核心過濾組件，其造價約占設備費用的10%～15%。而制作濾袋的濾袋材質則直接決定了袋式除塵器的各項性能參數，如除塵設備的規格、除塵效率、排放濃度、運行阻力、使用壽命等指標。因此，在設計和使用袋式除塵器時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，正確恰當地選用濾袋，以滿足除塵設備的需要。

1、濾袋的選擇

1.1 選擇的原則

袋式除塵器一般根據含塵氣體、粉塵的性質及除塵器的清灰方式進行濾袋選擇，選擇時應遵循下述原則：

（1）結構合理，捕集率高；

（2）剝離性好，易清灰，不易結垢；

（3）透氣性適宜，阻力低，過濾精度高；

（4）具有足夠的強度，尺寸穩定性好；

（5）具有良好的耐溫、耐化學腐蝕、耐氧化、抗水解和適應性廣等性能；

（6）原料來源廣泛，性能穩定可靠；

（7）價格低，壽命長。

1.2 根據濾料特性選擇

常用濾料特性如表1。

1.2.1 滌綸

滌綸濾料通常應用于溫度較低的場合，通常情況下不需要覆膜，只有當排放要求小于30 mg/Nm3時，或粉塵很細、濕度較大時才考慮覆膜。

1.2.2 聚四氟乙烯

聚四氟乙烯（PTFE） 又名特氟龍，經拉伸成為一種強力的多微孔材料 ，孔徑在0.1μm～2.0μm，孔隙率大于80％，具有優良的耐化學腐蝕性能，在硫酸、氫氧化鈉及原子工業中的強腐蝕劑五氟化鈾中都不會腐蝕，并能耐寒耐熱，在-200 ℃～250 ℃可長時間使用，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行覆膜或者針刺等技術處理，以此來提高除塵效率，延長使用壽命。

1.2.3 諾梅克斯

諾梅克斯濾料可以應用于溫度較高、粉塵顆粒較粗的場合。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、安裝運行中極易破損、不能進行高壓清灰、對袋籠的要求較高等缺點，但是在現有的科技條件下玻纖經過良好的后處理及加上覆膜技術的應用，使其過濾性能非常優異，在國外尤其是歐美國家已廣泛應用。

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。但由于它特殊的纖維結構通常不覆膜使用，因此過濾效率不如覆膜濾袋，而且由于其價格昂貴，在國外尤其在歐美市場已較少使用。

1.3 根據含塵氣體性質選擇

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 ℃的含塵氣體稱為常溫氣體，大于130 ℃含塵氣體稱高溫氣體，所以可將濾袋分為兩大類：即低于130 ℃的常溫濾袋及高于130 ℃的高溫濾袋。為此，應根據煙氣溫度選用合適的濾袋。實際工作中有人把130～200 ℃氣體稱中溫氣體，但濾袋多選高溫型。

 濾袋的耐溫有“連續長期使用溫度”及“瞬間短期溫度”兩種。“連續長期使用溫度”是指濾袋可以適用的、連續運轉的長期溫度，應以此溫度來選用濾袋。“瞬間短期溫度”是指濾袋所處每天不允許超過10 min的Z高溫度，時間過長，濾袋就會軟化變形。

1.3.2 氣體濕度

 含塵氣體按相對濕度分為三種狀態：相對濕度在30％以下時為干燥氣體，相對濕度在30％～80％之間為一般狀態，氣體相對濕度在80％以上即為高濕氣體。對于高濕氣體，又處于高溫狀態時，特別是含塵氣體中含SO2時，氣體冷卻會產生結露現象。這不僅會使濾袋表面結垢、堵塞，而且會腐蝕結構材料，因此需特別注意。

 對于含濕氣體在選擇濾袋時應注意以下幾點：

（1）含濕氣體使濾袋表面捕集的粉塵潤濕粘結，尤其對吸水性、潮解性和濕潤性粉塵，會引起糊袋。為此，應選用錦綸與玻璃纖維等表面滑爽、長纖維易清灰的濾袋，并宜對濾袋使用硅油、碳氟樹脂作浸漬處理，或在濾袋表面使用丙烯酸、聚四氟乙烯等物質進行涂布處理。塑燒板和覆膜材料具有優良的耐濕和易清灰性能，應作為高濕氣體首選。

（2）當高溫和高濕同時存在時會影響濾袋的耐溫性，尤其對于錦綸、滌綸、亞酰胺等水解穩定性差的材質更是如此，應盡可能避免。

（3）對含濕氣體在除塵濾袋設計時宜采用圓形濾袋，盡量不采用形狀復雜、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高于氣體露點溫度10～30 ℃。

1.3.3 氣體的化學性質。

在各種爐窯煙氣和化工廢氣中，常含有酸、堿、氧化劑、有機溶劑等多種化學成分，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，必須根據含塵氣體的化學成分，抓住主要因素，進行綜合考慮。

1.4 根據粉塵性質選擇

1.4.1 粉塵的濕潤性和粘著性

粉塵的濕潤性、浸潤性可用濕潤角來表征，通常稱小于60°者為親水性，大于90°者為憎水性。吸濕性粉塵當在其濕度增加后，粒子的凝聚力、粘性力隨之增加，流動性、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。有些粉塵如CaO、CaCl、KCl、MgCl2、NaCO3等吸濕后進一步發生化學反應，進行潮解糊袋，這是袋式除塵器Z忌諱的。

因此，對于濕潤性、潮解性粉塵，在選用濾袋時應注意濾袋的光滑、不起絨和憎水性，其中以覆膜濾袋和塑燒板為Z好。對于粘著性強的粉塵同樣應選用長絲不起絨織物濾袋，或經表面燒毛、壓光、鏡面處理的針刺氈濾袋，對于浸漬、涂布、覆膜技術應充分利用。從濾袋的材質上講，錦綸、玻纖優于其他品種。

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下，在空氣中遇火花會發生燃燒或爆炸。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Z大。這是因為化纖濾袋通常是容易荷電的，如果粉塵同時荷電則極易產生火花。所以對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電濾袋。如PVC、PPS、P84、PTEF等用氧指數大于30的纖維織造的濾袋，而對于用氧指數小于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。

對于容易荷電的濾袋也可在濾袋纖維中混人導電纖維，使濾袋在經向或緯向具有導電性能，使電阻小于109 Ω。常用的導電纖維有不銹鋼纖維和改性(滲炭)化學纖維。

1.4.3 粉塵的流動和摩擦性

粉塵的流動和摩擦性較強時，會直接磨損濾袋，降低使用壽命。表面粗糙、菱形不規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Z大，而當粒徑減小到5 μm～l0 μm時磨損性已十分微弱。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格控制的。在常見粉塵中，鋁粉、硅粉、焦粉、碳粉、燒結礦粉等屬于高磨損性粉塵。對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，根據經驗，濾袋磨損多在下部，故此選用濾袋應注意：

（1）化學纖維優于玻璃纖維，膨化玻璃纖維優于一般玻璃纖維，細、短、卷曲型纖維優于粗、長、光滑性纖維。

（2）氈料中宜用針刺方式加強纖維之間的交絡性，織物中以緞紋織物Z優，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增加阻力值。

（3）對于普通濾袋表面涂覆、壓光等后處理也可提高耐磨性。對于玻璃纖維濾袋進行硅油、石墨、聚四氟乙烯樹脂處理可以改善耐磨耐折性。但是覆膜濾袋用于磨損性強的工況時，膜會過早地磨壞，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構品種的另一個重要因素，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，宜選用不同的結構品種濾袋。

1.5.1 機械振動類袋式除塵器

 機械振動類袋式除塵器是利用機械裝置(包括手動、電磁振動、氣動)使濾袋產生振動而清灰的袋式除塵器。此類除塵器的特點是施加于粉塵層的動能較少而次數較多，因此要求濾袋薄而光滑，質地柔軟，有利于傳遞振動波，在過濾面上形成足夠的振擊力。機械振動類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，單位面積質量300～350 g/m2，過濾速度0.6～1.0 m/min，對小型機組可提高到l.0～1.5 m/min.

1.5.2 分室反吹類袋式除塵器

分室反吹類袋式除塵器采用分室結構，利用閥門逐室切換，形成逆向氣流反吹，使濾袋縮癟或鼓脹清灰的袋式除塵器。它有一狀態和三狀態之分，清灰次數3～5次/h，清灰動力來自于除塵器本體的資用壓力，在特殊場合中才另配反吹風動力，屬于低動能清灰類型。濾袋應選用質地輕軟、容易變形而尺寸穩定的薄型濾袋，如

分室反吹類袋式除塵器具有內濾與外濾之分，濾袋的選用沒有差異。對大中型除塵器常用圓形袋、無框架、袋徑120 mm～300 mm，濾袋長徑比為15～40∶1，優先選用緞紋(或斜紋)機織濾袋，在特殊場合也可選用基布加強的薄型針刺氈濾袋，厚1.0 mm～1.5 mm，單位面積質量300～400 g/m2；對小型除塵器常用扁袋、菱形袋或蜂窩形袋，必須帶支撐框架，優先選用耐磨性、透氣性好的薄形針刺氈濾袋，單位面積質量350～400 g/m2。也可選用緯二重或雙重織物濾袋。

1.5.3 振動反吹并用類袋式除塵器

振動反吹并用類袋式除塵器指兼有振動和逆氣流雙重清灰作用的袋式除塵器。振動使塵餅松動，逆氣流使粉塵脫離。兩種方式相互配合，提高了清灰效果，尤其適用于細顆粒粘性塵。此類除塵器的濾袋選用原則大體上與分室反吹類除塵器相同，以選用緞紋(或斜紋)機織濾袋為主。隨著針刺氈工藝水平和產品質量的提高，發展趨勢是選用基布加強、尺寸穩定的薄型針刺氈。

1.5.4 噴嘴反吹類袋式除塵器

噴嘴反吹類袋式除塵器是利用風機作反吹清灰動力，在除塵器過濾狀態時，通過移動噴嘴依次對濾袋噴吹，形成強烈反向氣流。對濾袋清灰的袋式除塵器，屬中等動能清灰類型。在袋式除塵器用噴嘴清灰的有回轉反吹、往復反吹和氣環滑動反吹等幾種形式。

回轉反吹和往復反吹袋式除塵器采用帶框架的外濾扁袋形式，結構緊湊。此類除塵器要求選用比較柔軟、結構穩定、耐磨性好的濾袋，優先用于中等厚度針刺氈濾袋，單位面積質量為350～500 g/m2。

氣環滑動反吹袋式除塵器屬于噴嘴反吹類袋式除塵器的一種特殊形式，采用內濾圓袋，噴嘴為環縫形，套在圓袋外面上下移動噴吹。要求選用厚實、耐磨、剛性好、不起毛的濾袋，宜選用壓縮氈和針刺氈，因濾袋磨損嚴重，該類除塵器極少采用。

1.5.5 脈沖噴吹類袋式除塵器

脈沖噴吹類袋式除塵器是指以壓縮空氣為動力，利用脈沖噴吹機構在瞬間釋放壓縮氣流，誘導數倍的二次空氣高速射入濾袋，使其急劇膨脹，依靠沖擊振動和反向氣流清灰的袋式除塵器，屬高動能清灰類型。它通常采用帶框架的外濾圓袋或扁袋。要求選用厚實、耐磨、抗張力強的濾袋，優先選用化纖針刺氈或壓縮氈濾袋，單位面積質量為500～650 g/m2。

2、濾袋的應用

2.1 過濾速度

 過濾速度是濾袋應用過程中所要考慮的一個主要因素。

 在實際應用過程中，過濾速度是由濾料種類、粉塵粒徑的大小、物理化學性質和其清灰方式等確定的。過濾速度大，會使濾料兩側的壓差增大，把已附在濾料上的細小粉塵擠壓過去，使過濾效率降低達不到規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。過濾速度小，則會增大除塵器的體積，從而增加投資。

2.2 濾袋的工程應用實例

五種濾袋的工程應用實例，可一看出一般濾袋使用壽命均在2年以上，只有過濾焦粉的MP922和高溫濾袋使用壽命較短，這是由于粉塵和氣體性質造成的。圓形濾筒除塵濾袋使用壽命都很長，是因為濾袋質地好。

3 結束語

作為袋式除塵器的關鍵組件，濾袋在整個除塵系統中有著舉足重輕的作用，濾料的選擇和應用更是設計研發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，還要熟知除塵對象即煙塵的特性。通過二者的相互關系和各自特點進行匹配和選擇，這是大的原則和方向。當然僅對上述兩點的把握是遠遠不夠的，針對不同濾袋進行煙氣量、過濾面積、過濾風速等參數的經驗選擇也是值得我們去挖掘和試驗總結的?？傊Ｗo環境責任重大，希望我們科研人員研究開發出新的更多能夠適應復雜環境的、應對多種工況煙塵的濾材，同時通過對大量的實試驗，進行優選，滿足除塵工藝需求，造福人類。