当含尘气体通过滤料时,灰尘被堵塞在其表面,清洁空气通过滤料的间隙排出。空气过滤技术是布袋除尘器的基本原理。目前,空气过滤主要采用纤维过滤、膜过滤(薄膜或薄膜)和粉尘层过滤。这三种方法可以分离气溶胶中的固体颗粒,但其分离机理不同。
布袋除尘器的结构主要由上、中、下除尘系统和除尘机构组成。布袋除尘器的性能是除了正确选择布袋材料外,除尘系统对布袋除尘器起着重要的决定性作用。
布袋除尘器的技术特点是除尘效率高达99%。除尘器出口气体粉尘浓度在10mg/m2以内。亚微米粒径粉尘分辨率高,处理范围广。用于工业窑炉的烟气除尘减少了空气污染的排放,对粉尘特性不敏感,不受粉尘和电阻的影响。采用玻璃纤维、P84等耐高温滤料和聚四氟乙烯时,可在200℃以上进行。
布袋除尘器是纤维过滤、膜过滤和粉尘层过滤的结合。其除尘机理是筛选、惯性碰撞、钩附、扩散、重力沉降和静电效应的结果。
(1)过滤效果:当粉尘颗粒直径大于过滤纤维之间的间隙或过滤材料之间的间隙时,粉尘被阻塞,称为过滤效果。对于常用的织物过滤材料,这种效果很小,因为纤维之间的间隙往往大于粉尘颗粒的直径。只有当织物上沉积了大量的灰尘时,才能充分显示过滤效果。
(2)碰撞效应:当粉尘气流接近过滤纤维时,气流绕过纤维,但由于惯性,1μm以上的大颗粒偏离气流线,仍保持原方向,撞击纤维,粉尘被捕获,称为碰撞效应。
(3)钩附着效应:当粉尘气流接近过滤纤维时,细粉尘仍保留在流线中,流线相对紧密。如果粉尘颗粒的半径大于粉尘中心到达纤维边缘的距离,则捕获粉尘,称为钩附着效应。
(4)扩散效应:当粉尘颗粒非常小(小于0.2μm)时,在气体分子碰撞下偏离流线进行不规则运动(也称为热运动或布朗运动),这增加了粉尘与纤维接触的机会,捕获粉尘。粉尘颗粒越小,运动越激烈,接触纤维的机会就越多。
碰撞、钩附和扩散效应随着纤维直径的减小而增加,随着滤料孔隙率的增加而降低。因此,滤料纤维越细,纤维越密,滤料除尘效率越高。
(5)重力沉降:颗粒大、相对密度大的粉尘在重力作用下沉降,与沉降室内粉尘的运动机制相同。
(6)静电效应:如果粉尘与过滤材料的负荷相反,则粉尘很容易吸附在过滤材料上,从而提高除尘效率,但吸附的灰尘很难剥离。相反,如果两者的电荷相同,则灰尘被过滤材料排除,效率会降低,但灰尘很容易从过滤袋表面剥离。