第三節過濾式除塵器
過濾式除塵器（空氣過濾器），是使含塵氣流通過濾料將粉塵分離捕集的裝置。一般采用濾紙或玻璃纖維等填充層做濾料的空氣過濾器，主要用於通風及空氣調節方麵的氣體淨化。采用纖維織物作濾料的袋式除塵器主要用於工業尾氣的除塵。采用矽砂等填料的所謂顆粒層除塵器，適用於高溫煙氣除塵，近年來受到了各方注意。
采用袋式除塵器淨化含塵氣體，除塵效率可達99%以上。雖然袋式除塵器是最古老的除塵方法之一，但由於它的除塵效率高、性能穩定可靠，操作簡單，獲得了廣泛的應用。在此同時，在結構型式、濾料、清灰方式和運行方式等方麵都得到了改進和發展。
一、袋式除塵器、、
在刮風時（特別是冬天）人們帶口罩或用手帕捂著鼻子，以免塵土進入呼吸道，這就是用布來過濾空氣，後來的布袋除塵器就是利用了這個原理，所以布袋除塵器用於生產最早。
（一）袋式除塵器的工作原理
簡單的袋式除塵器，含塵氣流從下部圓筒形濾袋，在通過濾料的孔隙時，粉塵被濾料阻留下來，通過濾料的清潔空氣由排出口排出。沉澱於濾料上的粉塵層，在機械振動的作用下從濾料表麵脫落下來，落入集灰鬥中。
袋式除塵器的濾塵機製包括篩分，慣性碰撞，攔截、擴散、靜電及重力等作用等。篩分作用是袋式除塵器的主要濾塵機製之一。當粉塵粒徑大於濾料中纖維間孔隙或濾料上沉積的粉塵間的孔隙時，粉塵就被篩濾下來。通常的織物濾料布，由於纖維間的孔隙遠大於粉塵粒徑，所以剛開始過濾時，篩分作用很小，主要靠慣性碰撞、攔截、擴散和靜電作用將粉塵從空氣中分離開來。但是當濾料上逐漸形成了一層粉塵粘附層後，則碰撞、擴散等作用變得很小，而主要靠篩分作用。
一般粉塵或濾料可能帶有電荷當兩者帶有異性電荷時，則靜電吸引作用顯現出來，使濾塵效率提高，但卻使清灰變得困難。近年來，有人不斷試驗使濾布或粉塵帶電的方法，強化靜電作用，以便提高對微粒的濾塵效果。重力作用隻是對相當大的粒子才起作用。
（二）影響袋式除塵器效率的因素
1.濾料的好壞直接影響除塵效率，一般說來用纖維織成的質密而帶絨毛的濾料，其過濾效果好，但阻力也較大。
2.濾料的過濾風速增加可節省濾料麵積，但速度過大時會將已沉積的粉塵再次吹起，同時也會使阻力增加。為使袋式除塵器保持一定的阻力，必須根據不同的清灰裝置選擇適當的過濾風速。
3.袋式除塵器的工作情況，還與氣體的溫度、濕度、化學性質及粒徑大小等條件有直接關係。當含塵空氣的溫度低於空氣的露點溫度時，水分會凝結在濾料上，造成粉塵結塊不易抖掉，既妨礙除塵又使阻力增加。所以進氣溫度必須高於周圍空氣溫度露點10-15攝氏度。
（三）濾料的選擇
1.選料的原則
濾料是組成袋式除塵器的核心部分，它的性能好壞對除塵器的工作有直接影響，選擇濾料時必須考慮含塵氣體的特征，如粉塵和氣體性質（溫度、濕度、粒徑和含塵濃度等）。性能良好的濾料應容量大，吸濕性小，效率高，阻力低，使用壽命長，同時具備耐濕、耐腐蝕、機械強度高等優點。
實踐證明，具有斜紋和表麵有絨毛的濾料比表麵無絨毛的除塵效率高，它適應於非纖維性粉塵。而平紋無絨毛濾料，則適用於過濾纖維性粉塵。
2.推薦幾種濾料
隨著合成纖維的大量生產，目前推薦使用的新型濾料有以下幾種：
（1）玻璃絲布：它有過濾效率高（一般為90-99%），阻力小、耐高溫（達150攝氏度），不吸濕以及化學穩定性好（除氫氟酸和堿溶液外，不怕任何有機及微生物的侵蝕）等優點；其缺點是隨溫度升高而變脆。經過特殊處理的玻璃絲布能在260攝氏度下正常使用。目前我國已成批生產各種直徑的無縫玻璃絲布袋。
（2）工業滌綸絨布：它具有耐酸、耐熱（在120攝氏度以下）、耐磨、比負荷大及效率高等優點。對粘土石英一類粉塵（當其分散度是10fxm以下占70%；10納米以上占30%），其效率可達到99.5-99.8%。
（3）芳碸綸耐溫濾氣布：這是國家七五期間重點科技攻關項目（產品），由上海紡織科學研究院和無錫縣針織實驗廠研製而成，1991年通過國家級鑒定的新產品。本產品耐熱性強（200°C），耐酸堿性強，電絕緣性好。
（四）袋式除塵器的清灰裝置
清灰是袋式除塵器運行中十分重要的一環，實際在多數除塵器中是按清灰方式命名和分類的。常用的清灰方式有三種。最早的方法是振動濾料以使沉積的粉塵脫落，稱為機械振動式。其它兩種是利用氣流把沉積的粉塵吹掉，即低壓氣流反吹或用壓縮空氣（高壓空氣）衝撞，分別稱為逆氣流清灰和脈衝噴吹清灰。對於難以清除的粉塵，也有同時采用兩種清灰方法的，如逆氣流和振動結合的清灰方式。
1.機械振動清灰
機械振動清灰式濾袋通常為下部開口，上部封閉。含塵氣體通過除塵器底部的花板進入濾袋內部，當氣體通過濾料時，粉塵沉積在濾袋內，淨化後的氣體經風機排出。振動的方式有三種：濾袋沿水平方向往複擺動，濾袋沿垂直向上下振動，或機械的轉動定期扭轉一定的角度，使沉積於濾袋上的粉塵層破碎而落入灰鬥。
機械振動清灰袋式除塵器的過濾風速一般取1-2m/min，壓力損失為800-10OOPa。這種清灰方式工作穩定可靠，缺點是允許采用的過濾風速較低，需要的濾袋多，占地麵積大。
2.逆氣流清灰.
所謂逆氣流清灰指清灰時的氣流方向與正常過濾相反，其形式有反吹和反吸兩種。過濾操作過程與機械清灰相同，但要注意的是：清灰時要關閉正常的含塵氣流，開啟逆氣流進行反吹風。逆氣流清灰袋式除塵器的過濾風速一般是0.3-1.12m/min，壓力損失為1000-1500Pa。
這種清灰方式的除塵器結構簡單，清灰效果好，對濾袋磨損少，特別適用於粉塵粘性小，玻璃纖維濾袋的情況。
3.脈衝噴吹清灰
脈衝清灰也包括逆流反吹過程。這種清灰方法是利用4-7個大氣壓的壓縮空氣（由壓縮機產生）反吹，產生強度較大的清灰效果。壓縮空氣的脈衝產生衝擊波，使濾袋振動，使積附在濾袋上的粉塵層脫落。選擇適當壓力的壓縮空氣和適當的脈衝持續時間，是這種清灰方式的關鍵。完成一次清灰，清灰一次叫一個脈衝。全部濾袋完成一個清灰循環的時間稱為一個脈衝周期，是脈衝噴吹清灰除塵器的示意圖。這種脈衝噴吹清灰經常采用上部開口，下部封閉的濾袋。含塵氣體通常通過濾袋時，粉塵被阻留於濾袋的外表麵上，淨化後的氣體由袋內經文丘裏管進入上部淨化箱，然後由出氣口排走。為了防止濾袋壓扁、濾袋內安置支持結構是必要的。氈製濾袋常采用脈衝噴吹清灰，過濾速度由氣流的含塵濃度決定，一般為2-4m/s。
在以上介紹的三種清灰方式中以脈衝噴吹清灰為最新的一種，但也已應用了30多年。由於它實現了全自動清灰，淨化的效率達99%，過濾負荷較高，濾袋磨損減輕，運行安全可靠，應用越來越廣泛。
（五）袋式除塵器的選擇
袋式除塵器主要用於中等與精細淨化空氣中細小而幹燥的工業性粉塵。在選擇時應著重考慮以下幾點：
1.根據粉塵的性質，對纖維性粉塵應選擇表麵光滑的濾料如：絲綢、尼龍等。對一般工業性粉塵應采用工業滌綸絨布等。
2.根據含塵氣體的溫度選擇濾料。當溫度在100-200攝氏度時，可選用玻璃纖維布，低於100-c時可采用工業性滌綸絨布。
3.根據初始含塵濃度，低於5g/m3時可直接使用，大於5g/m3，可做為二級除塵。
4.根據安裝的位置選擇除塵器的結構。如安裝除塵器的地方有足夠的高度，以便抽出濾袋進行更換，則可選用頂開蓋袋式除塵器，這種除塵器檢修工作條件較好。反之，則選用側開門袋式除塵器。總之應遵循“因地製宜”的原則。
5.根據粉塵的性質選擇排塵閥。目前袋式除塵器的定型產品，一般都采用的是螺旋密封排塵裝置，有些粉塵粘性大，流動性差，如煉鋼電弧爐出來的煙塵，經螺旋擠壓後不易排出，造成堵塞。或修改螺旋葉長度，或改用其它排灰方式使灰封與粉塵的性質相適應，以達到排灰流暢氣密度好的目的。
6.根據處理風量確定除塵器的規格。
確定過濾風速氣體通過濾料的速度稱為過濾風速，它與濾料、清灰方式、要求阻力，設備狀況、除塵效率、管理水平等因素有關。不同的清灰方式的過濾風速。