袋式除尘技术探析

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【摘 要】随着我国经济社会的不断发展，环境问题日益显现。为净化空气，各种除尘技术得以广泛关注。其中袋式除尘器由于除尘效率高、寿命长、运行成本低等优点，被各行各业广泛使用。本文介绍了袋式除尘技术的工作原理及技术现状，并对其发展趋势进行了展望，对我国未来袋式除尘技术的发展有一定的指导作用。

【关键词】袋式除尘；清灰；滤料

引言

近年来，人们对生活环境问题愈发重视，随着城市化进程的不断加速，人们对环境的破坏也日趋严重。城市空气质量的恶化使人们对PM2.5愈发关注，对于生活中的除尘装置也更为关心。在除尘器中，袋式除尘器的使用最为广泛，根据其清灰方式的不同又可分为机械式、逆气流式、脉冲式等袋式除尘器。袋式除尘器具有很强的适应性，能同时脱除气体中的固、气两类污染物，操作简单，过滤负荷高、使用寿命长、占地面积小，由于有着上述诸多优点，因此备受青睐。本文将重点介绍袋式除尘技术，对其发展现状及前景进行探析。

1 工作原理

袋式除尘器是通过过滤材料来分离气体中的粉尘等污染物，粉尘通过滤网时由于滤网的过滤作用而被筛分、粘附，受到惯性和静电等作用被滤网捕获。随着除尘器的不断使用，滤网表面积累的粉尘增厚导致其孔隙越来越小，从而可以捕获更细微的粉尘，使得除尘器拥有更佳的除尘效果。但当滤网上的粉尘太厚时，其除尘阻力大大增强，此时则需要对滤网进行清灰，从而保持除尘器长期高效稳定工作。常用的袋式除尘器一般由尘气室、净气室、滤袋、清灰装置和卸灰装置组成。当气体进入除尘器后，较粗的粉尘受到碰撞直接掉入灰斗中，细小的粉尘进入滤袋室，受到惯性、扩散、静电等作用后被留在滤袋内，净化后的气体经排气管排出。对滤袋上的积灰主要采用如下方法去除：

（1）机械振动方式。通过采用机械装置振动打击滤袋，从而使积累在滤袋表面的粉尘掉落，可以采用人工或者机械的方式，这种清灰方式操作简单，但效果偏差，而且如若振动过大容易损坏滤袋，因此使用并不广泛。

（2）逆气流方式。逆气流方式指的是采用与过滤气流方向相反的气流使滤袋变形从而让粉尘掉落，可以通过吹起、吸气或者吹吸回转的方式达到清灰效果。

（3）脉冲方式。脉冲清灰主要是利用脉冲阀将压缩气体高速喷入滤袋，在压缩气体喷入的同时，由于粘性作用也会带入数倍于喷射气量的空气，从而使得滤袋产生急剧的膨胀和振动，进而导致粉尘掉落。通过对除尘器内部流场进行数值模拟，可以清楚地看出脉冲对于系统的除尘效果，从而通过调整脉冲的强度和频率，因此这种除尘方式具有较好的除尘效果，得以广泛运用。

2 我国袋式除尘技术现状

2.1 主机

目前，我国已掌握常用的各类袋式除尘技术，并将这些技术转化为不同形式的产品，这些产品在各个工业领域均取得了很好的效果。其中的某些关键部件的性能已经处于国际领先水平，具备良好的清灰效果。

2.2 纤维和滤料

近年来，袋式除尘技术中进步最为显著的是高温纤维，对高性能纤维和滤料的研究使得国产高温纤维得以产业化，基本可以代替进口产品，广泛占据国内市场，甚至可以批量出口。国产聚四氟乙烯（PTFE）纤维以及聚苯硫醚（PPS）纤维的迅速发展，都加快了我国袋式除尘器技术的进步。正是由于我国纤维材料具有良好的除尘效果，导致国外滤料企业开始采购我国产品，也使得进口纤维价格大幅下降。目前我国的滤料加固、后处理技术都有着长足的进步，可以适应各种复杂的烟气条件，延长滤袋的使用寿命。随着对环保提出的越来越高的要求，袋式除尘器所用的滤料也将面临更加苛刻的挑战。目前国内的滤料生产研究企业需进一步研发新产品，采用新理念研发更多的纤维和滤料，提升产品性能及质量，增强国际竞争力。

2.3 自动控制技术

我国袋式除尘的自动控制技术经过几十年的发展，已经取得了较好的成绩。在将可编程控制器用于袋式除尘器之后，经过多年来不断的改进，已经成为袋式除尘器在各种复杂环境下安全可靠运行的重要保障。自动控制技术对于袋式除尘器的清灰控制主要包括定时、定压差、流量控制和手动控制等几种方式，主要是在除尘过程中对系统的温度、压力、流量、粉尘排放等参数进行监控，通过参数的变化进行自动调节，实现对整个系统的监控及故障报警。在自动控制技术中，先进的传感器、电路及软件程序都得以不断更新和完善，适用范围也逐渐从小型机发展到中型机或者大型机的使用需求，可以与工控机或者DCS系统结合应用。

2.4 袋式除尘器的应用

袋式除尘器在我国的钢铁、冶金、建材、动力、化工、食品加工以及炉窑烟气净化中都起着重要作用，由于有着主机、滤料、自动控制技术等先进技术的支持，可以保证袋式除尘器在各种复杂工况下都能正常工作，从而也使得其应用领域不断扩大。袋式除尘器对于烟气的耐高温、高湿以及高浓度粉尘的能力都不断增强，在加强清灰效果的同时，提高了系统的运行效率，降低了消耗，故障率也得以降低。其具体的技术创新主要表现在：

（1）袋式除尘器的结构趋于大型化，从而可以适应大型机械设备的烟气净化；

（2）袋式除尘器可以长期在低阻、高效的环境下工作，适应于我国目前对节能减排的要求；

（3）采用对流场的数值模拟可以用于袋式除尘器的设计，方便了解除尘器内的气流分布，从而可以采用更优的设计来提高滤袋的使用寿命；

（4）先进纤维和滤料技术的开发可以满足复杂环境工况对滤料的需求；

（5）对超细纤维（亚微米级）的研发可以提升对PM2.5的控制，加强对空气的净化能力；

（6）脉冲阀的性能及质量的提升，可以适应袋式除尘器高强度清灰及稳定运行的需要；

（7）自动控制技术的不断升级使其可以满足各种型号除尘器的要求。

3 袋式除尘技术未来发展

3.1 净化微细粒子的技术装备

由于目前，空气中的微细粒子（PM10， PM2.5）是危害人体健康和污染大气环境的主要因素，因此对于微细粒子的捕捉将作为未来袋式除尘技术的发展重点。对于这些微细粒子的捕集需要进一步提高袋式除尘技术的效率、降低阻力和能耗，提高滤料水平。

3.2 进一步降低能耗

袋式除尘器与电除尘器相比由于有更大的阻力，因而能耗偏高。根据目前国家节能减排的要求，进口的袋式除尘器应加大节能的科研力度，进一步降低阻力，节约能耗。

3.3 耐高温滤料的研发

虽然我国目前在滤料纤维的研发上取得了一定得成绩，但与国外产品仍有差距，尤其是耐高温的纤维滤料，基本还是被国外企业所垄断，未来还需加大这方面的研发投入。

3.4 脉冲阀的性能质量

脉冲式清灰是目前我国袋式除尘器所采用的主要方式，然而长期以来我国的脉冲阀几乎由国外企业垄断，主要原因是国产脉冲膜片寿命较短，质量无法到达要求，导致脉冲阀性能不够稳定。因此对脉冲膜片的研究也是袋式除尘技术发展的重要内容。

4 结论

随着我国对环境质量的要求不断提高，袋式除尘技术有着广阔的运用范围。我国袋式除尘器经过几十年的发展已接近世界先进水平，可以满足各行各业的需求。然而在袋式除尘技术的未来应用中，还应进一步加大科研力度，提高除尘效率、降低能耗，摆脱对外国产品的依赖，实现拥有自主知识产权的先进袋式除尘技术。

参考文献：

[1]刘彬.我国袋式除尘技术研究及应用现状[J].安全与环境工程，2011（18）.

[2]陈隆枢.袋式除尘技术的应用及发展[J].中国环保产业，2009（11）.

[3]中国环境保护产业协会袋式除尘委员会. 我国袋式除尘行业2012年发展综述[J].中国环保产业，2013（5）.