脉冲袋式除尘器除尘滤袋设计研究与解决问题

其一、脉冲袋式除尘器设计研究

脉冲喷吹袋式除尘器清灰效果突出，连续运行时间长，自动控制，操作方便。相较于湿式除尘器而言，不需要人员手动操作，它可以通过自动控制的方式进行工作，所以脉冲袋式除尘器的成本要比湿式除尘器低很多，可以节省大量的人工成本。

在检测维护方面，脉冲袋式除尘器相对于湿式除尘器也有较大的优点，脉冲袋式除尘器在维护时不需要停止运行生产系统，可方便企业生产。

1.脉冲袋式除尘器设计原理

脉冲袋式除尘器主要利用压缩外部空气在时间以一个比较快的速度进人滤筒内，高速气流同时卷吸其周围的空气形成一个强烈的空气扰动冲击滤筒内部，滤筒内部的纤维材料受到冲击而剧烈震动，其表面上的粉尘也随之抖动脱落。脉冲喷吹清灰，并且其喷吹强度和频率都可随时改动，能够承受较高的过滤风速以及对应的阻力。由此可见，在相同的通风情况下，脉冲喷吹的效果优于其他方式。

脉冲袋式除尘器较重要的是清灰部分，清灰部分的优劣决定脉冲喷吹清灰效率的高低。脉冲袋式除尘器的清灰系统主要由电磁脉冲阀膜片、气包、喷吹管、喷嘴、脉冲电磁阀膜片等构成。在的脉冲间隔时间，当滤筒的内阻达到上限时便开始清灰，脉冲电磁阀膜片和电磁脉冲阀膜片开启，气包内的压缩空气经过电磁脉冲阀膜片、喷射管后，进人喷嘴高速喷出，喷射空气在散射分流器的作用下将周围的流体引人滤管，使滤管内发生剧烈冲击从而实现灰分清洁。

2.脉冲袋式除尘器清灰机理

脉冲袋式除尘器的清灰过程通常都短暂，大约在0.1s-0.3s之间，压缩空气的压力一般在0.2MPa-0.7MPa之间，其四周气流流场复杂多变，学者对脉冲袋式除尘器的清灰机理还没有一个大家都能认同的理论。惯性理论支持者认为气流在高压下立即进人脉冲阀膜片内，在除尘布袋自身的弹力作用下，在短时间内连续不断地剧烈振动，获得较大的反向加速度，并使其掉落。

脉冲袋式除尘器的清灰主要是确定喷吹周期和喷吹时间，是否停风喷吹。喷吹周期的长短由众多因素确定，例如喷吹气流的速度、周围粉尘浓度的大小以及除尘器运行时受到的阻力等，其关系如表1所示。脉冲袋式除尘器清灰时先将停风阀关闭，使含尘气流先不能进人箱体，然后再将其所属各电磁脉冲阀膜片依次开启，进行喷吹清灰。上箱体的各净气通道由互补腔联接，它呈箱形结构，中间是空腔，带有与净气通道联接的引射器和与电磁脉冲阀膜片联接的喷吹出日，能从不处于喷吹状态的净气通道引射二次气流，以增强清灰效果。

其二、目前袋式除尘及其清灰技术存在需解决的问题

(1)滤料、清灰及袋式除尘器阻力设计的匹配问题

除尘布袋使用寿命、运行阻力、除尘效率是袋式除尘器较重要的影响因素。脉冲喷吹清灰是目前较常用的清灰方式，较好的清灰效果除尘器能够长期稳定地在低压差条件下运行；若清灰效果不好，将导致系统阻力较大，严重时甚至影响除尘器的稳定运行，另外，清灰不均会导致除尘布袋外表面剩余粉尘不均而造成过滤不均，从而加速除尘布袋的腐蚀和磨损，缩短脉冲控制仪使用寿命。对于滤料，需要深入分析粉尘层、效率、清灰间的关系，“、低阻、易清灰”是目前的滤料技术的发展方向。

(2)脉冲清灰动态过程描述

脉冲清灰影响因素众多，各因素之间相互影响，相互作用，目前仍无完备体系能说明清灰机理及其影响因素，因此对袋式除尘器清灰过程的描述有利于分析清灰机理，对研究清灰的影响因素有重要意义，对优化袋式除尘器设计也有重要作用。

(3)脉冲清灰影响因素分析

目前袋式除尘器的清灰多采用脉冲清灰技术。一般高压脉冲清灰强度较大，但因其对除尘布袋损伤较严重而出低压脉冲清灰技术，但高压脉冲仍然是当前应用较多的方式。对于清灰技术的衡量，不少学者仅以脉冲清灰的喷吹压力作为衡量清灰强弱的参数。

实质上，脉冲清灰的影响是多方面的，如脉冲气流压力、脉冲气流的时间间隔、脉冲频率、喷吹形式、除尘布袋与喷口的匹配、文丘里管的布置、除尘布袋的几何尺寸、滤料特性参数、烟气特性参数等。

总结前人的研究成果和分析脉冲喷吹袋式除尘器清灰的实验过程，二者都表明，关于清灰机理已经基本达成的共识是：对于一个特定规格和材质的除尘布袋，其粉尘剥离的动力主要来自喷吹气体在除尘布袋内形成的反向气流在粉尘层上产生的粘滞力(反吹气流作用)或惯性力(反向加速度作用)，或者说是二者的联合作用的结果实现了粉尘层的剥离。

但是由于缺乏对脉冲喷吹袋式除尘器清灰过程深入的研究，导致现有的研究成果难以形成对清灰过程的系统描述，从而不能形成较为成熟的脉冲喷吹袋式除尘器清灰系统设计方法。

基于对脉冲喷吹袋式除尘器清灰机理的基本认识，可以将脉冲喷吹袋式除尘器清灰过程归纳为压缩空气从喷嘴喷出、喷出的高速气流在喷嘴至袋口之间的射流发育、射流气体进入电磁脉冲阀膜片内部对除尘布袋及其粉尘层作用实现清灰等三项基本内容。课题力图揭示喷嘴的压缩空气压力和喷口直径与喷嘴出口流量和出口气流速度之间的关系；继而研究喷嘴喷出的高速气流在喷嘴至除尘布袋引射管喉部之间所形成的射流的发展规律；较后考查射流在除尘布袋内形成的流场对粉尘层的作用与清灰效果之间的关系；并且，以上述研究成果为基础，提出脉冲喷吹袋式除尘器清灰系统的设计方法。