[摘　要] 　针对目前一些纸厂袋式除尘器设计参数选择不当，除尘效率不佳的现状，介绍了袋式除尘器的原理、特点及在造纸行业的应用。分析了袋式除尘器的主要设计参数对其除尘效率和安全可靠运行的影响，提出其不意主要设计参数的选择和计算方法。
　　[关键词] 　袋式除尘器　设计参数　选择
　　 袋式除尘器是一种利用有机纤维或无机纤维过滤材料将含尘气体中的粉尘滤出的除尘设备，不仅对粉尘有很好的捕集效果，而且辅以必要的措施还可以处理—些有毒、有害的气体，已成为防止大气污染、改善劳动条件、回收有用物料以及保护机电设备的有效装置。据调查，目前许多造纸企业袋式除尘器的运行效果不够理想，导致粉尘排放浓度超标，维护任务繁重。甚至发生爆炸事故，给生产环境洁净和生产者身心健康带来危害。究其原因，多是由于一些设计参数选择不当造成的。针对这—现象，我们分析了袋式除尘器主要设计参数对除尘效率影响和选择原则，为造纸企业袋式除尘器使用和维护提供依据和参考。
　　1、滤袋材料结构
　　袋式除尘器的捕集效率高，主要是靠滤料上形成的粉尘层的作用。滤布则主要起着形成及支撑粉尘层的作用。—般来说，袋式除尘器滤料应满足以下条件：(1)过滤性能好。阻力低；(2)质地均匀，尺寸稳定，机械强度高，使用寿命长；(3)化学稳定性好，耐酸耐碱．耐较高温度，抗氧化；(4)原料来源广泛，价格较便宜。很显然，能满足以上所有条件剧艮困难的，这是由于这些条件互相影响和制约的缘故。在选择滤料时应考虑的主要因素：(1)根据含尘气体的特性选用。滤料通常是由棉、毛等天然纤维或合成纤维为原料制成的。原材料具有各自不同的理化特性，不可能在温度、湿度及耐化学性等方面都具有完全优良的性能和抵抗性。故此，作为选用滤料的原则，必须充分掌握含尘气体的特性（包括含尘气体的温度、湿度、腐蚀性、可燃性及爆炸性等），认真对照各种纤维所具有的性能加以合理选择。(2)根据粉尘的性状选用。滤科粉尘的性状包括粉尘的化学性和物理性。主要是从粉尘的物理性能角度考虑对滤料的材质、结构以及后处理等方面的选用。这些性状主要包括粉尘的形状和粒径分布、粉尘的附着性和凝聚性、粉尘的吸湿性和潮解性、粉尘的摩擦性等。(3)根据除尘器的清灰方式选用。不同清灰就的袋式除尘器因清灰能量、滤袋形变特性的不同，宜选用不同结构品种的滤料。(4)根据其他特殊要求选用。滤料主要包括高浓度收尘工艺、高标准排放和具有净化要求的
场合、具有稳定低阻运行要求的场合、含油雾等黏性微尘气体的处理以及特殊结构除尘器的要求等。
　　2、过滤速度
　　袋式除尘器的过滤速度V是指被过滤气体流量(m³·min^-1)和过滤织物面积(m²)的比值。过滤速度是决定除尘器性能的一个重要参数。其大小直接影响到袋式除尘器的一次性投资、运行费用、除尘被率等。过滤速度小可提高除尘效率，延长滤袋使用寿命，但会造成除尘器过于庞大，一次性投资加大。提高过滤速度可以减少过滤面积，达到以较小的设备来处理较大流量的气体的目的。但是，过游速度太高会造成压力损失过大，降低除尘效率，并且容易堵塞除尘滤袋，使其快速损坏。目前，过滤速度的确定尚无理论计算公式，主要择经验确定。它主要与粉尘性质、气体含尘浓度、滤袋材质和清灰方式等因素有关。造纸备料生产中，一般含尘浓度高、粉细，而且气体中含沙射影有一定的水分，过滤速度可用如下经验公式进行计算：
　　V=2.35a·b·c·d……(1)
　　式中：a——尘源系数，产尘越多，a越大；b——粉尘分散度系数，粉尘粒度越小，b越小；c——气体含尘浓度系数，气体含尘浓度越高，c越大；d——温度系数。温度越高，d越小。
　　3、过滤面积
　　3.1　滤袋规格
　　滤袋规格(长度L和直径D)与气体进入滤袋的入口速度有关。当含尘气体进入每条滤袋时，若人口速度V₁过快，一方面会加速清灰降尘的二次飞扬，另一方面会因粉尘的摩擦使滤袋的磨损急剧增加，因此一般V₁不能太大 。
　　3.2　过滤面积的确定
　　根据需过滤的气体流量和过滤速度即可确定除尘器的过滤面积。计算公式如下：
　　A=(Q+Q_L)/V……(3)
　　式中:A——过滤面积，m²；Q——需过滤的气体流量，m³·min^-1；Q_L——通风除尘系统漏风量，m³，—般按需过滤气体流量的15%—30%选取；V——过滤速度，m·min^-1。
　　3.3　滤袋数量
　　滤袋数量N是总过滤面积A除以单个簿袋的表面积A_i(m²)。对圆袋：A_i=пD·L，N=A·A_i。
　　4、清灰参数
　　袋式除尘器依靠滤袋对含尘气体进行过滤。含尘气体穿过滤袋时，随着它们深入滤料内部，使纤维间空隙逐渐减小，最终形成附着在滤袋表面的粉尘层，即所谓的初层。袋式除尘器的过滤作用主要是依靠这个初层以及逐渐堆积起来的粉尘层进行的，即使过滤很徽细(1um左右)的粉尘也能获得较高的除尘效率(>99%)。随着粉尘在初层基础上不断积聚，使其透气性变坏，除尘器的阻力增加。尽管此时滤袋的除尘效率也增大，但阻力过大会使滤袋损坏或因滤袋两侧的压差过大，使空气通过滤袋孔眼的速度(过滤速度)过高，将已粘附的粉尘带走，这样反而会使除尘效率下降。因此，布袋除尘器运行一定时间后要及时清灰，清灰时又不能破坏初
层，以免除尘效率下降。袋式除尘器的清灰方法有肓三种：机械摇动清灰，逆气流反吹和振动联合清灰，脉冲喷吹清灰。
　　4.1　机械摇动清灰
　　机械摇动清灰是先关闭除尘风机，然后通过一台摇动电机的往复摇动给滤袋一个轴线方向的往复力，滤袋又将这一往复力转换成径向的抖动运动，使附在滤袋上的粉尘下落。之所以必须停机清灰，是因为在过滤状态下滤袋受气流的压力而成柱状，摇动轴的往复运动就不能转换成滤袋的径向抖动。这种清灰方法的除尘器结构简单、性能稳定，适合小风量、低浓度和分散的扬尘点的除尘，但不适合除尘器连续长时间工作的场合。机械摇动清灰只需考虑清灰时间间隔这一参数，它与风量、粉尘浓度和分散度、气流阻力等密切相关。为了充分利用粉尘层的过滤作用，当选择的过滤速度较低时，清灰时间间隔可以较长(当阻力达到400——600Pa时清灰为宜)，这样，即使使用普通的棉布为滤料，也会有较高的除尘效率；反之，清灰时间间隔应短。
　　4.2　逆气流反吹清灰
　　逆气流反欢清灰是从相反方向反吹空气通过滤袋和粉尘层，利用气流使粉尘从滤袋上脱落，其清灰过程是分组进行的，某一组滤袋清灰时。反吹空气阀门自动打开，同时净化空气出口阀门处于关闭状态。采用气流清灰时，滤袋内必须有支撑结构，如撑环或网架，以避免把滤袋压扁、粘连，破坏初层。反吹空气可以有专门的风机供给，也可以利用除尘器本身的负压从外部吸入，采用后者时，除尘器本身的负压值不能太小(500Pa)。这种清灰方法处理的风量大，因采用分室结构，可在不停机的条件下维修检查。清灰机构简单。维护方便。对于利用大气反吹的除尘器，当阻力达到600—1000Pa时清灰为宜，对于利用风机反吹的除尘器，当阻
力达到800——1200Pa时清灰为宜。主要考虑设计的参数为清灰时间和时间间隔，与反吹气压、除尘风量、过滤速度有关。当反
吹气压、除尘风量、过滤速度较大时，清灰时间应长，清灰时间间隔应短；否则，清灰时间应短，清灰时间间隔应长。—般清灰时
间约为30——60s，清灰的时间间隔约为3～8min。
　　4.3　脉冲喷吹清灰
　　含尘气体通过滤袋时，粉尘阻留在滤袋外表面，净化后的气体经文丘里管从上部排出。每排滤袋上方设一根喷吹管，喷吹管上设有与每个滤袋杷相对应的喷嘴，喷吹管前端装设脉冲阀，通过程序控制机构控制脉冲阀的启闭。脉冲阀开启时。压缩空气从喷嘴高速射出，带着比自身体积大5——7倍的诱导空气一起经文丘里管进人滤袋。除尘布袋急剧膨胀引起冲击振动，使附在滤袋外的粉尘脱落。当阻力达到1～15kPa时清灰为宜。脉冲喷吹清灰的优点是清灰过程不中断滤料工作，能实现粘附性强的粉尘脱落，清灰时间间隔短。可选用较高的过滤速度。缺点是脉冲喷吹需要有压缩空气源。脉冲喷吹清灰的设计参数有：喷吹压力、喷吹间隔、喷吹时
间、压缩空气耗量。
　　4.3.1　　喷吹压力
　　喷吹压力是指脉冲喷吹的压缩空气压力，喷吹压力过低或过高都会影响过滤效果。喷吹压力越大，诱导的二次气流越多，形成的反吹气速越大，清灰效果越好，袋滤气压压降下降越明显。因此，在袋式除尘器压降限定后，喷吹压力越高，处理能力越大。在喷吹间隔及喷吹时间不变的情况下。喷吹压力增加，允许入口含尘浓度可以相应提高。但喷吹压力过高，也会出现过度清灰现象，反而影响净化效率，即袋式除尘器出现瞬间“冒灰”现象，同时耗气量增加，浪费能源。喷吹压力的大小与电磁脉冲阀的性能有一定的影响，试验表明，压缩空气的压力相当大的一部分消耗在克服喷吹系统本身的阻力上，其数值可达0.2MPa以上，其中脉冲阀的阻力占很大部分。若脉冲阀阻力较小。则所需喷吹压力小。近年来出现几种低阻脉冲阀，如直通脉冲阀和双膜片低压脉冲阀等，由于其内阻降低很多，也使喷吹压力相应降低，即低压喷吹系统。喷吹压力最低可达0.2——0.3MPa。此外，加大气包及喷吹管直径，以喷嘴代替喷孔等均可降低喷吹压力。喷吹压力除了考虑脉冲阀阻力外，还应考虑滤袋长度，短滤袋采用低的喷吹压力，长滤袋喷吹压力要相应增大。
　　4.3.2　喷吹间隔
　　喷吹间隔的长短直接影响到除尘器的压降。对采用定时控制的脉冲袋式除尘器，喷吹间隔由脉冲控制仪设定，定时喷吹(开环控制)。通过调整脉冲间隔，可使除尘器压降基本保持稳定状态下运行。在不影响正常运行的条件下，应尽量延长脉冲间隔，这样可以减少压缩空气耗量，还可以减少脉冲阀膜片及滤袋的损坏，延长使用寿命。
　　4.3.3　喷吹时间
　　喷吹时间(又称脉冲宽度)即脉冲阀开启喷吹的时间。一般喷吹时间越长。喷入滤袋内的压缩空气量也越多，清灰效果好。但喷吹时间可增加到一定值后，对清灰效果的影响并不明显。因为随喷吹时间的增加，除尘器压降下降很快，而喷吹时间达到一定值时，压降下降很少，但压缩空气量却成倍增加。因此想通过调节喷吹时间来降低除尘器的压降是有限的，一般喷吹时间在0.1——0.2s，通常取0.15s。
　　4.3.4　　压缩空气耗量
　　压缩空气耗量主要取决于喷吹压力、喷吹周期、喷吹时间、脉冲阀型式和口径以及滤袋数等因素。供气太多造成浪费，少则达不到吹灰的目的。
　　5、结束语
　　袋式除尘器的降尘效率与滤袋性质、过滤速度、气体的含尘浓度和连续运行时间等因素有关，而这些因素又是相互联系和相互作用的，因此，在选择袋式除尘器的设计参数时应全面分析和综合考虑。当然。与袋式除尘器配套的风机风压和风量等参数也会直接影响除尘效果，在设计、使用过程中亦应一起考虑。随着袋式除尘器的理论和技术研究的不断深入，如设计参数、过滤机理、滤料性能、设备结构和清灰方法等工作的进一步研究，袋式除尘器在造纸工业的生产和环境保护中将发挥更大的作用。