1、滤尘机制

含尘气流从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被滤料阻留下来，透过滤料的清洁气流由排出口排出。沉积于滤料上的粉尘层，在机械振动的作用下从滤料表面脱落下来，落入灰斗中。

袋式除尘器的滤尘机制包括筛分、惯性碰撞、拦截、扩散、静电及重力作用等。筛分作用是袋式除尘器的主要滤尘机制之一。当粉尘粒径大于滤料中纤维间孔隙或滤料上沉积的粉尘间的孔隙时，粉尘即被筛滤下来。通常的织物滤布，由于纤维间的孔隙远大于粉尘粒径，所以刚开始过滤时，筛分作用很小，主要是纤维滤尘机制--惯性碰撞、拦截、扩散和静电作用。但是当滤布上逐渐形成了一层粉尘粘附层后，则碰撞、扩散等作用变得很小，而是主要靠筛分作用。

一般粉尘或滤料可能带有电荷，当两者带有异性电荷时，则静电吸引作用显现出来，使滤尘效率提高，但却使清灰变得困难。不断有人试验使滤布或粉尘带电的方法，强化静电作用，以便提高对微粒的滤尘效率。重力作用只是对相当大的粒子才起作用。惯性碰撞、拦截及扩散作用，应随纤维直径和滤料的孔隙减小而增大，所以滤料的纤维愈细、愈密实，滤尘效果愈好。

2、滤尘效率

在各种除尘装置中，袋式除尘器是滤尘效率很高的一种，几乎在各种情况下，滤尘效率都可以达到99%以上。如设计、制造、安装运行得当，特别是维护管理适当，则不难使其除尘效率达到99.9%。在许多情况下，袋式除尘器的排尘浓度可以达到每立方米数十毫克，甚至0.1mg/m3以下。因此，有时可以将袋式除尘器排气送回车间内部循环使用，节省了为补给空气加热或冷却的能耗和费用。当然，在设计、选用不当或操作管理不善的情况下，袋式除尘器的排尘浓度也会达到很高数值。

袋式除尘器采用的滤料可以是织物(素布或起绒的绒布)，也可以是辊压或针刺的毡子。不同结构的滤料，滤尘过程不同，对滤尘效率的影响也不同。素布中的孔隙存在于经、纬线以及纤维之间，后者占全部孔隙的30%~50%。开始滤尘时，大部分气流从线间网孔通过，只有少部分穿过纤维间的孔隙。其后，由于粗尘粒嵌进线间的网孔，强制通过纤维间的气流逐渐增多，使惯性碰撞和拦截作用逐步增强。由于粘附力的作用，在经、纬线的网孔之间产生了粉尘架桥现象，很快在滤料表面形成了一层所谓粉尘初次粘附层(简称粉尘初层)。由于粉尘粒径一般都比纤维直径小，所以在粉尘初层表面的筛分作用也强烈增强。这样一来，由于滤布表面粉尘初层及随后在其上逐渐沉积的粉尘层的滤尘作用，使滤布成为对粗、细粉尘皆是有效的过滤材料，滤尘效率显著提高。

绒布是素布通过起绒机拉刮成具有绒毛的织物。开始滤尘时，尘粒首先被多孔的绒毛层所捕获，经、纬线大都起一种受力的支撑作用。随后，很快在绒毛层上形成一层强度较高且较厚的多孔粉尘层。由于绒布的容尘量比素布大，所以滤尘效率比素布高。毡子是由单纤维杂乱堆积的、较厚实的多孔性滤料，在一定程度上具有内部式过滤器的特点。不但毡本身具有一定的滤尘能力，而且容尘量大，所以即使其表面不形成粉尘层，也能保证有较高的滤尘效率。

可见，袋式除尘器的滤尘效率高，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粉尘层和支撑它的骨架的作用。正是由于袋式除尘器是把沉积在滤料表面上的粉尘层作为过滤层的一种过滤式除尘装置，所以为控制一定的压力损失而进行清灰时，应保留住粉尘初层，而不应清灰过度，乃至引起效率显著下降，滤料损伤加快。

袋式除尘器的过滤速度V系指气体通过滤料的平均速度(m/min)。

过滤速度V(或比负荷qf)是代表袋式除尘器处理气体能力的重要技术经济指标。过滤速度的选择要考虑经济性和对滤尘效率的要求等各方面因素。从经济方面考虑，选用的过滤速度高时，处理相同流量的含尘气体所需的滤料面积小，则除尘器的体积、占地面积、耗钢量亦小，因而投资小，但除尘器的压力损失、耗电量、滤料损伤增加，因而运行费用高。从滤尘效率方面看，过滤速度大小的影响是很显著的。一些实验表明，过滤速度增大1倍，粉尘通过率可能增大2倍甚至4倍以上。所以通常总是希望过滤速度选得低一些。实用中织物滤布的过滤速度为0.5~2m/min，毛毡滤料为1~5m/min。从经济性和高效率两方面看，这一滤速范围是最适宜的。当过滤速度提高时，将加剧尘粒以三条途径对滤料的穿透，即直通、压出和气孔，因而降低除尘效率。

上面所述的滤尘效率随过滤速度增大而显著降低的特性，是不能用纤维过滤理论来解释的。从纤维过滤理论来看，当以惯性碰撞为主要捕集机制时，捕集效率应随过滤速度增大而提高;只有在以扩散为主要捕集机制时，捕集效率才会随速度减小而提高，但扩散作用对粒径为0.2μm左右以上的粒子是不重要的，而实际要捕获的粒径要比这大得

在粉尘特性中，影响袋式除尘器除尘效率的主要是粉尘颗粒。对于0.1μm的尘粒，其分级除尘效率可达95%。对锅炉飞灰的分级除尘效率。对于大于1μm的尘粒，可以稳定地获得99%以上的除尘效率。在大小不等的尘粒中，以粒径0.2~0.4μm尘粒的分级效率最低，无论清洁滤料或积尘后的滤料皆大致相同。这是由于这一粒径范围的尘粒处于几种除尘效率低值的区域所致。

尘粒携带的静电荷也影响除尘效率，粉尘荷电越多，除尘效率就越高。现已利用这一特性，在滤料上游使尘粒荷电，从而对1.6μm尘粒的捕集效率达至99.99%。

袋式除尘器滤料的清灰方式也是影响其滤尘效率的重要因素。如前所述，滤料刚清灰后的滤尘效率是最低的，随着过滤时间(即粉尘层厚度)的增长，效率迅速上升。当粉尘层厚度进一步增加时，效率保持在几乎恒定的高水平上。清灰方式不同，清灰时逸散粉尘量不同，清灰后残留粉尘量也不同，因而除尘器排尘浓度不同。例如，机械振动清灰后的排尘浓度，要比脉冲喷吹清灰后的低一些;以直接脉冲(压缩空气直接向滤袋喷吹)和阻尼脉冲(在清灰系统中有一装置，当电磁阀关闭后可使滤袋内的压力逐渐降低)相比较(两者的压力上升率和最大逆压均相同)，前者的排尘浓度约为后者的几倍。这是因为在直接脉冲的情况下，喷吹后滤袋急剧地收缩，过滤气流和滤袋的加速一起作用，使喷吹后振松了的粉尘穿透增多。阻尼脉冲喷吹后滤料上残留粉尘较多，因而其滤层阻力比直接脉冲高。此外，对于同一清灰方式，如机械振动清灰方式，在振动频率不变时，振幅增大将使排尘浓度显著增大;但改变频率、振幅不变时，排尘浓度却基本不变。实际应用的袋式除尘器的排尘浓度取决于同时清灰的滤袋占滤袋总数的比例，气流在全部滤袋中的分配以及清灰参数等的影响。

3/压力损失

袋式除尘器的压力损失(设备阻力)不但决定着它的能耗，还决定着除尘效率和清灰的时间间隔。袋式除尘器的压力损失与它的结构形式、滤料特性、过滤速度、粉尘浓度、清灰方式、气体温度及气体黏度等因素有关。

△p--袋式除尘器设备阻力，Pa;

△pc--除尘器结构阻力，Pa;

△p0--清洁滤料的阻力，Pa;

△Pd--滤料上附着粉尘的阻力，Pa。

(1)除尘器结构阻力 是指气体通过入口、出口以及除尘器内部的挡板、引射器等产生的阻力。正常情况下，这部分阻力一般为200~500Pa(20~50mmH2O);

(2)清洁滤料的阻力(△p0) 是指滤料未附着粉尘时的阻力。该项阻力较小.

4、影响设备压力损失的因素

(1)袋式除尘器的压力损失在很大程度上取决于选定的过滤风速。除尘器结构阻力、清洁滤料的阻力及滤料上附着粉尘层的阻力都随过滤风速的提高而增加。

(2)粉尘堆积负荷(m)对积尘滤料的阻力有决定性的影响。除直接关系着△Pd的大小外。

(3)滤料的特性。不同结构滤料的阻力通常有如下关系:长纤维滤料高于短纤维滤料;不起绒滤料高于起绒滤料;纺织滤料高于毡类滤料;布料较重的滤料高于较轻的滤料。

(4)过滤时间。工作过程中袋式除尘器的阻力不是定值，而是随时间变化的。

随着过滤的进行，滤料上附着的粉尘层逐渐增厚，透光性降低，阻力便相应增加。这将使风机工作风量减小，粉尘穿透量增大，并可能抽去滤料缝隙间的沉积粉尘，使除尘效率降低。此时便需清灰，以便将阻力控制在一定范围之内。因而，设备阻力的变化实际如图6-26所示。对于分室的袋式除尘器，常用逐室中断过滤进行清灰的方法。此时，总抽风量稍有下降，设备阻力亦略有增加。当清灰结束重新恢复滤尘时，由于清灰滤室的阻力已下降，所以袋式除尘器总风量将增加，设备阻力将下降。

实际上，滤料清灰后其阻力只能降低到清灰前的20%~80%，而不能恢复到新滤料状态，这是因为滤料上含残存初次粉尘层。而且残存初次粉尘层的量会随使用时间推移而增加。一般情况是，袋式除尘器的压力损失在刚使用时增加较快，但经1~2个月便趋稳定，以后虽有增加但比较缓慢，多数趋于定值。

(5)清灰方式。在同样条件下，采用高能量清灰方式(如脉冲喷吹、气环反吹等)的设备阻力较低，而采用低能量清灰方式(如机械振动、逆气流等)的设备阻力较高，这是由于清灰后滤料与剩余粉尘量不同所致。

1.处理风量

袋式除尘器的处理风量必须满足系统设计风量的要求，并考虑管道漏风系数。系统风量波动时，应按最高风量选用袋式除尘器。

高温烟气中应按烟气温度折算到工况风量来选用袋式除尘器。

2.使用温度

袋式除尘器的使用温度受以下两个条件的制约。

(1)滤料材质所允许的长期使用温度和短期最高使用温度，一般应按长期使用温度采取。

(2)为防止结露，烟气温度所允许的最低限度，一般应保持除尘器内的烟气温度高于露点15~20℃。

对于高温尘源，必须将含尘气体冷却至滤料能承受的温度以下。在高温烟气中往往含有大量水分子和SOx，鉴于SOx的酸露点较高，这时确定袋式除尘器的使用温度时，应予特别的注意。

在净化温度接近露点的高温气体时，应以间接加热或混入高温气体等方法降低气体的相对湿度，以防结露，影响袋式除尘器的使用。

3.气体的组成

气体的含水量，决定了露点的高低。

在考虑被处理气体中含有可燃性、腐蚀性以及有毒性气体时，必须掌握气体的化学成分。而一般情况下，则可按照处理空气来选用袋式除尘器。

对于可燃性气体，如CO等，当其与氧共存时，有可能构成爆炸性混合物。若不在爆炸界限之内，可直接使用袋式除尘器，但应采用气密性高的结构，并采取防爆措施及选用电阻低的滤料。若达到爆炸界限，则应在进入除尘器前设置辅助燃烧器，待气体完全燃烧并经冷却后，才能进入袋式除尘器。

对于腐蚀性气体，如氧化硫、氯及氯化氢、氟及氟化氢、磷酸气体等，需根据腐蚀气体的种类选择滤料、壳体材质及防腐方法等。

4.烟气含尘浓度

烟气的入口含尘浓度对袋式除尘器的压力损失和清灰周期、滤料和箱体的磨损及排灰装置的能力等均有较大影响，浓度过大时应设预除尘。

5.粉尘特性

(1)附着性和凝聚性 这一属性对袋式除尘器的清灰效果和除尘效果有较大影响。

(2)粒径分布 粉尘中的细微部分对于袋式除尘器的除尘效果和压力损失影响较突出;而在入口含尘浓度高和粉尘硬度大时，粗颗粒粉尘对滤料和壳体等的磨损影响较显著。

(3)粒子形状 通常在过滤特殊形状的粉尘时，才考虑此因素。例如纤维性粉尘，因容易凝聚成絮状物而难以被清离滤袋，因而袋式除尘器应采用外滤式，适当降低过滤风速，并采用特殊清灰措施。

(4)粒子的密度 粉尘假密度越小，清灰便越困难，因而必须适当降低过滤风速。此外，假密度直接影响卸灰装置的能力。

(5)吸湿性和潮解性 具有较强吸湿性和潮解性的粉尘，极易在滤袋表面吸湿而固化或潮解成稠状物，致使袋式除尘器压力损失增大而不能工作。在过滤这些粉尘时，必须采取包括加热保温在内的措施。

(6)磨啄性 磨啄性强的粉尘系指硬度高且粒度粗的粉尘，它们容易磨损滤袋和壳体等，应设法防止或减轻其危害。

(7)带电性 容易带电的粉尘常使清灰困难，因而选择过滤风速必须适当。若粉尘可能因静电发生的火花而引起爆炸，则应采取防静电措施。

(8)爆炸性、可燃性 爆炸性粉尘应采取防爆防火措施。

6.设备阻力

每一类袋式除尘器都有其一定的阻力范围。但选用时可能需根据风机能力等因素做适当的变动。此时应对过滤风速、清灰周期做相应的调整。

7.工作压力

一般情况下，要求袋式除尘器的耐压度为3000~5000Pa(约300~500mmH2O)，当采用罗茨鼓风机为动力时，要求耐压度为15000~50000Pa(约1500~5000mmH2O)，在少数场合(例如高炉煤气净化)，要求的耐压度超过105Pa。

8.工作环境

室外安装袋式除尘器时，应考虑相应的电气系统及采取防雨措施。

袋式除尘器设在有腐蚀性的气体或粉尘的环境中，或者在海岸近旁或船上，则应仔细选择除尘器的结构材质和防腐涂层。

袋式除尘器用于寒冷地带，若以压缩空气清灰或采用气缸驱动的切换阀时，必须防止压缩空气中的水分冻结，以免运转失灵。

三、袋式除尘器的滤料

滤料是袋式除尘器的主要组成部分之一，袋式除尘器的性能在很大程度上取决于滤料的性能。滤料的性能，主要指过滤效率、透气性和强度等，这些都与滤料材质和结构有关。根据袋式除尘器的除尘原理和粉尘特性，对滤料提出如下要求。

(1)容尘量大，清灰后能保留一定的永久性容尘，以保持较高的过滤效率;

(2)在均匀容尘状态下透气性好，压力损失小;

(3)抗皱折、耐磨、耐温和耐腐蚀性好，机械强度高;

(4)吸湿性小，易清灰;

(5)使用寿命长，成本低。

这些要求，有些取决于纤维的理化性质，有些取决于滤料的结构。一般滤料很难同时满足所有要求，要根据具体使用条件来选择合适的滤料。

袋式除尘器采用的滤料种类较多，按滤料的材质分，有天然纤维、无机纤维和合成纤维等。随着合成纤维工业的发展，不断出现一些价廉、耐用的新型滤料。就纤维而言，有长纤维和短纤维两种。长纤维织物的表面绒毛少，粉尘层压力损失高，但容易清灰;一般短纤维织物表面有绒毛，滤尘性能好，压力损失低，但清灰时稍为困难。按滤料的结构分，有滤布(素布和绒布)和毛毡两类。按滤布的织法分，有平纹布、斜纹布和缎纹布三种。其中斜纹布的综合性能较好，过滤效率和清灰效果都能满足要求，柔软性好，透气性比平纹布好，但强度比平纹布稍差。

1.天然纤维滤料

(1)棉布 是价格最低的一种，通常只能用于80℃以下，温度高时强度急剧降低，耐酸差，对小于10μm粉尘的过滤效率低，一般较少采用。

(2)毛织滤布(呢料) 通常用羊毛织成绒布，比棉布厚，纤维比棉纤维细。它的透气性好，阻力小，容尘量大，过滤效率高，易于清灰，耐酸、碱性好，但只能用于90℃以下，价格比棉布或合成纤维滤布高得多。

(3)柞蚕丝布(平绸) 表面平滑，易清灰，透气性好，但容尘量小，滤速大时效率低。

2.无机纤维滤料

主要指玻璃纤维滤布，具有过滤性能好，阻力小，化学稳定性好，耐高温，不吸湿和价格便宜等优点。中碱玻璃纤维圆筒形滤布，广泛地用于水泥、冶炼、炭黑和农药等工业的气体净化中。玻璃纤维滤布的过滤效率低于天然、合成纤维滤料。玻璃纤维不耐磨，不抗折，易断裂。为改善其性能，可用芳香基有机硅、聚四氟乙烯、石墨等方法处理。处理后能提高耐磨、疏水、抗酸和柔软性，表面光滑易于清灰，延长使用寿命。

3.合成纤维滤料

合成纤维滤料发展很快，并有可能取代天然纤维滤料。当前使用较多的有聚酰胺(尼龙、锦纶)、聚酯(涤纶)、聚丙烯腈(腈纶、奥纶)、聚氯乙烯(维尼纶)、聚四氟乙烯等。我国生产的"208"工业涤纶绒布，具有过滤能力大、效率高、阻力小、强度高等优点，可耐温130℃，大量用于各种袋式除尘器中。合成纤维还可以与棉、毛纤维混合织布，例如我国生产的"尼毛特2号"及"尼棉特4号"，经线用维尼纶线，耐磨性好，纬线用毛线或棉线，直接织成无缝的圆筒形斜纹布，过滤性能和透气性好。

4.毛毡滤料

有滚压的毛毡，混以合成纤维后制成的过滤细毛毡及针刺毡等。毛毡滤料的滤尘效率高，可以采用高速过滤。在空隙率相同的条件下，其平均滤速比其他织物大2~3倍。但耐磨、弯折性差。毛毡的表面结构松散，粉尘可深入到内部，故难于清灰，仅适用于采用强力清灰方式的除尘器中。为此，可对毛毡进行各种表面加工处理，如熔合、树脂化或受控热处理(加热压缩)，以改善毛毡的捕集性能和清灰性能。毛毡的价格比织物高，因而适宜于大型装置使用，而织物则适宜于小型装置使用。

除尘器的进气口布置有上进气和下进气两种方式(见图6-29)。用得较多的是下进气方式，它具有气流稳定、滤袋安装调节容易等优点，但气流方向与粉尘下落方向相反，清灰后会使细粉尘重新积附于滤袋上，清灰效果变差，压力损失增大。上进气形式可以避免上述缺点，但由于增设了上花板和上部进气分配室，使除尘器高度增大，滤袋安装调节较复杂，上花板易积灰。

按除尘器内气体压力分，有正压式和负压式两类。正压式(又称压入式)除尘器内部气体压力高于大气压力，一般设在通风机出风段;反之为吸入式。正压式袋式除尘器的特点是外壳结构简单、轻便，严密性要求不高，甚至在处理常温无毒气体时可以完全敞开，只需保护滤袋不受风吹雨淋即可，且布置紧凑，维修方便，但风机易受磨损。负压式袋式除尘器的突出优点是可使风机免受粉尘的磨损，但对外壳的结构强度和严密性要求高。

袋式除尘器的形式多种多样。从滤袋断面形状上分，有圆筒形和扁平形滤袋两种。圆袋应用较广，直径一般为120~300mm，最大不超过600mm，滤袋长度一般为2~6m，有的长达12m以上。径长比一般为16-40，其取值与清灰方式有关。对于大中型袋式除尘器，一般都分成若干室，每室袋数少则8~15只，多达200只，每台除尘器的室数，少则3~4室，多达16室以上。

按含尘气流通过滤袋的方向分，有内滤式和外滤式两类。内滤式系指含尘气流先进入滤袋内部，粉尘被阻留在袋内侧，净气透过滤料逸到袋外侧排出;反之，为外滤式。外滤式的滤袋内部通常设有支撑骨架(袋笼)，滤袋易磨损，维修困难。

袋式除尘器的效率、压力损失、滤速及滤袋寿命等皆与清灰方式有关，故实际中多数按清灰方式对袋式除尘器进行分类和命名。

(1)简易清灰式;

(2)机械振动清灰式;

(3)逆气流清灰式;

(4)逆气流机械振动并用式;

(5)气环反吹风式;

(6)脉冲喷吹式。

机械振动式、逆气流清灰式和逆气流机械振动式，皆属于间歇清灰方式，即除尘器被分隔成若干个室，清灰时逐室切断气路，顺次对各室进行清灰。这种间歇清灰方式没有伴随清灰而产生的粉尘外逸现象，可获得较高的除尘效率。

气环反吹式和脉冲喷吹式，是连续清灰方式，清灰时不切断气路，连续不断地对滤袋的一部分进行清灰。这种连续清灰方式，由于其压力损失稳定，适于处理含尘浓度高的气体。

根据上述按清灰方式进行分类和命名的方法，介绍几种常用的袋式除尘器的结构形式和性能。气环反吹袋式除尘器虽具有过滤风速高、清灰能力强的特点，适于净化含尘浓度高和较潮湿的气体，但由于对滤袋磨损快，气环箱及其传动构件易发生故障，较少采用，所以此处不予介绍。

(一)简易清灰袋式除尘器

简易清灰袋式除尘器包括各种的简易清灰方法，有靠滤料表面沉积粉尘层自重自行脱落的，有人工拍打的，有设手工摇动机构的，也有利用空气振动的。图6-31所示为简易袋式除尘器的两种形式，其中(a)为上进气的，(b)为下进气的，皆为正压、内滤式结构，净气由百叶窗或风帽排出，清灰靠粉尘层自重脱落及人工定期拍

简易清灰袋式除尘器的过滤风速，比其他形式都低，一般采用0.15~0.6m/min，当用棉布，绒布滤料时取0.15~0.3m/min，采用毛呢滤布时取0.3~0.6m/min。压力损失控制在600~1000Pa以下，设计、使用得好时，除尘效率可达99%。滤袋直径一般取100~400mm，长度取2~6m，滤袋间距取40~80mm，各滤袋组之间留有宽度不小于800mm的检修通道。

简易清灰袋式除尘器的特点是结构简单、安装操作方便、投资省、对滤料要求不高、维修量小、滤袋寿命长。主要缺点是由于过滤风速小，使得除尘器体积庞大，占地面积大，正压下运行时，人工清灰的工作环境差。

(二)机械振动清灰袋式除尘器

这种除尘器是利用机械传动使滤袋振动，致使沉积在滤袋上的粉尘层落入灰斗中。图6-32示出三种不同的振动方式，其中图6-32(a)是滤袋沿垂直方向振动的方式，既可采用定期提升滤袋的吊挂框架的办法，也可利用偏心轮振打框架的方式;图6-32(b)是滤袋沿水平方向振动的方式，可分为上部摆动和腰部摆动两种，图6-32(c)是扭转一定角度，使袋上的粉尘层破碎而落入灰斗中。

利用偏心轮垂直振动清灰的袋式除尘器(见图6-18)具有构造简单、清灰效果好、清灰耗电小等特点，它适用于含尘浓度不大、间歇性尘源的除尘。当采用多室结构，设阀门控制气路开闭时，也可用于连续性尘源的除尘。

机械振动清灰袋式除尘器的过滤风速一般取0.6~1.6m/min，压力损失约为800~1200Pa。

(三)逆气流清灰袋式除尘器

逆气流清灰系指清灰时的气流方向与正常过滤时相反，其形式有反吹风和反吸风两种。实质上气环反吹风式和脉冲喷吹式也属于逆气流清灰类型。

现以反吸风清灰方式为例来说明逆气流清灰的原理。如图6-33所示，逆气流清灰袋式除尘器通常被分隔成若干个室，每个室都有单独的灰斗及含尘气体进口管、清洁气体出口管和反吸风管，并分别与进气总管、净气总管和反吸风总管相连。净气管中设有切换阀(一次阀)、反吸风管中设有逆气流阀(二次阀)。图6-33(a)为正常过滤状态，一次阀开启，二次阀关闭。根据预定的周期(定时控制)或除尘器压力损失达到预定值(定压控制)需要清灰时，控制仪发出指令，清灰机构开始动作，一次阀闭，二次阀开[见图6-33(b)]。由于除尘器内是负压状态，所以空气从反吸风管吸入，从滤袋外侧透过滤袋进入内侧，使滤袋变形(呈星形)，沉积在滤袋内表面的粉尘层破坏、脱落。清灰结束后，两阀皆关闭[见图6-33(c)]，处于无风状态，使滤袋内悬浮的粉尘自然沉降。一定时间后重新恢复过滤状态[见图6-33(a)]，再转为下一个过滤室清灰。一般将这种具有图6-33(a)、图6-33(b)、图6-33(c)三个动作的清灰方式称为"三状态"方式，将只有图6-33(a)、图6-33(b)两个动作[无图6-33(c)的动作]的称为"二状态"方式。"三状态"方式可以避免逆气流清灰后粉尘即刻又被吸附到滤袋上，使清灰效果变差。

(四)逆气流和机械振动并用清灰袋式除尘器

为了加强清灰的效果，可以将两种清灰方式同时采用。例如机械振打加反吹风，它的结构如图6-34所示。滤袋皆是挂在支撑吊架5上，振打机构可以使支撑吊架提升起来上下振动。在正常过滤时，含尘气体由进气管1进入除尘器，经分配管2分配到各组滤袋9内，净气通过一次阀门7由总管8排出。清灰是逐室进行的，当某室的一组滤袋需要清灰时，启动该室上部提升振打机构，同时关闭一次阀7，打开反吹风阀6，在机械振打和反吹风的同时作用下，实现了清灰。

(五)脉冲喷吹袋式除尘器

脉冲喷吹袋式除尘器(见图6-35)的滤尘过程大致为:含尘气体由下锥体引入脉冲喷吹袋式除尘器，粉尘阻留在滤袋外表面上，透过滤袋的净气经文丘里管进入上箱体，从出气管排出。清灰过程是:由控制仪定期顺序触发各排气阀，使脉冲阀背压室与大气相通(泄气)，脉冲阀开启，则气包中的压缩空气通过脉冲阀经喷吹管上的小孔喷出(一次风)，通过文丘里管诱导数倍(约一次风的5~7倍)周围空气(二次风)吹进滤袋，造成滤袋急剧膨胀振动，加之气流的反方向作用，使积附在滤袋外表面上的粉尘层脱落。这种清灰方法具有脉冲的特征，因此叫做脉冲式除尘器。压缩空气的喷吹压力为500~700kPa，脉冲时间(或喷吹时间)为0.1~0.2s，脉冲周期(喷吹周期)一般为60~180s。

脉冲喷吹系统由控制仪、控制阀、脉冲阀、喷吹管及压缩空气包等组成。

脉冲阀是控制系统的执行机构，其结构如图6-36所示。脉冲阀的A室接气包，B室接喷吹管，C室(背压室)接控制阀。由波纹膜片3将A、B、C室隔开，A、C室由节流孔5沟通，弹簧4压着波纹膜片挡住喷吹口6。脉冲阀的工作原理是:当控制仪无信号发来时，控制阀和脉冲阀皆处于封闭状态，A、C两室气压相等。由于波纹膜片3在C室的受压面积大于在A室的受压面积，加上复位弹簧4的压力，使波纹膜片封住喷吹口6。当控制仪发来信号时，控制阀和C室与大气相通而迅速泄压，A室压力大于C室压力，波纹膜片3移向C室，打开喷吹口，压缩空气从气包经A室和B室通过喷吹管喷向滤袋。信号消失后，控制阀关闭，C室停止排气，重新充气并回升至气源的压力，膜片重新封闭喷吹口，脉冲阀关闭，喷吹即行停止。每个脉冲阀接一根喷吹管，其上有六个对准文丘里管轴线的喷吹孔，同时喷吹六只滤袋。

脉冲控制仪是向控制阀发出脉冲信号的装置。通过脉冲控制仪可以调节喷吹周期和喷吹时间，因此控制仪是脉冲喷吹袋式除尘器的关键设备，它直接影响着除尘器的清灰效果和正常工作。脉冲控制仪主要有无触点电动脉冲控制仪(即电控)、气动脉冲控制仪(即气控)和机械脉冲控制仪(即机控)三种。从使用情况看，以无触点电动脉冲控制仪居多。

以上三种控制仪都是采用定时控制清灰方式，即固定喷吹周期，定时喷吹清灰。这种方式虽比人工控制清灰方式优越，但由于在实际运行中除尘器进口含尘浓度、过滤风速、喷吹压力等因素都会随时间而产生波动，因此当采用定时控制时，除尘器的实际阻力往往不同于设计的阻力(即预定的阻力)。实际阻力高于设计阻力时，除尘系统的风量会因此而降低，不但影响除尘效果，而且还会影响吸尘罩的吸尘效果;实际阻力低于设计阻力时，会造成除尘器阻力尚未达到设计阻力就过早地进行喷吹清灰。喷吹清灰次数过多不但使压缩空气消耗量增加，而且会使除尘效率下降，影响滤袋和波纹膜片的寿命。

为了克服这种现象，采用定阻力控制的清灰方式，如AL-3型电控仪，即把除尘器的设计阻力作为控制仪的工作点，使喷吹周期随除尘器阻力的变化而改变。定阻力控制清灰方式能避免定时控制清灰方式存在的缺点，因而这种方式更为合理。

脉冲喷吹袋式除尘器喷吹清灰用的压缩空气消耗量主要取决于喷吹压力、喷吹周期、喷吹时间以及脉冲阀数量等因素，因此，压缩空气消耗量可按下式计算:

(6-31)

式中 n--脉冲阀数量，个;

T--喷吹周期，min;

a--附加系数(包括管道漏气损失)，一般取1.2;

q--每个脉冲阀喷吹一次的耗气量，m3。当喷吹压力为(5-7)×105Pa、喷吹时间为0.1~0.2s时，每个脉冲阀喷吹一次的耗气量为0.01~0.034m3，计算耗气量时可取0.022m3。

在通常的脉冲袋式除尘器中，为了达到必需的清灰效果，喷吹压力要求达到(5~7)×105Pa，这样不仅需要消耗过多的能量，同时一般工厂企业的压缩空气管网往往达不到这么高的压力，配置专门的空压机，又会增加设备投资和维护工作量。因此对降低喷吹压力进行了研究，提出以下两种方法。

(1)用直通脉冲阀代替直角脉冲阀(见图6-37) 它与直角形(压气进口和出口成90°角)单膜片或双膜片脉冲阀相比，阻力大大减小，喷吹压力可降低约50kPa，在高压力时过滤速度可提高约10%。

(2)采用低压喷吹系统 主要采取以下措施来降低喷吹压力:采用直通脉冲阀;适当加大喷吹管直径;用特制的喷嘴代替喷吹孔。试验结果表明，在同一喷吹时间下，喷吹压力为3×105Pa时的压缩空气喷吹量，与采用直角脉冲阀的脉冲喷吹袋式除尘器在6×105Pa时的喷吹量相同，即喷吹压力可降低1/2。由于喷吹压力降低，膜片的寿命可延长，维修的工作量可减少。

20世纪70年代末我国从德国引进一种环隙喷吹脉冲袋式除尘器，它采用环隙式引射管进行脉冲喷吹清灰，如图6-38所示，由带有连接套管及环形通道的上体和起喷射管作用的下体组成。上下体之间有一狭窄的环形缝隙。各引射管之间借助于快速拆卸的插接管与压缩空气分配管相连接，滤袋及其套框共同嵌吊在环隙式引射管上。这种环隙喷吹结构，安装和维护简单、方便、可靠，与普通的喷孔--文丘里管式脉冲袋式除尘器相比，喷吹清灰效果好，可提高过滤风速66%以上。但压缩空气多耗25%左右。此外，脉冲阀采用双膜片结构，提高了可靠性和抗干扰能力。

另外，脉冲袋式除尘器还有顺喷、对喷等结构形式，在此不一一列举。

回转反吹扁袋除尘器

扁袋除尘器除了图6-38所示的楔形扁袋形式外，还有回转反吹扁袋除尘器，如图6-39所示。这种除尘器外壳为圆筒形，扁袋呈辐射形布置在圆筒内，根据所需的过滤面积，滤袋可以布置成1圈、2圈甚至4圈。滤袋断面呈梯形，长边为320mm，两短边分别为40mm和80mm，袋长为3~6m。

含尘气体沿简体切向引入，靠离心力作用使粗尘分离，然后进入滤袋过滤(为外滤式的)，净气由上箱体引出。滤袋清灰采用回转臂反吹风方式，反吹风量约占过滤风量的15%左右，反吹风机风压约为5kPa左右，回转臂靠装在除尘器顶盖上的电动机和减速器带动。这种除尘器具有以下特点。

(1)除尘器进口按旋风除尘器设计，能起局部旋风作用，以减轻滤袋粉尘负荷。

(2)除尘器自带反吹风机，不受使用场合压缩空气源限制，易损部件少，反吹风作用距离大，可采用长滤袋，充分利用空间，占地面积小。

(3)采用梯形滤袋在圆筒内布置，结构紧凑。据计算，在同一简体空间内，采用梯形扁袋比圆袋多32%的过滤面积。

(4)除尘器上盖上设有回转揭盖及换袋人孔，换袋时不必揭上盖。

(5)圆筒形外壳受力均匀，用在易爆的烟气(如电弧炉烟气)净化中，可以防止变形。

存在的主要问题是，内、外圈滤袋的反吹时间不同，滤袋易损伤，各滤袋的阻力和负荷皆有差别。

(七)预涂层袋式除尘器

在袋式除尘器的滤袋上添加预涂层(助滤剂)来捕集污染物的除尘器称为预涂层袋式除尘器。

袋式除尘器是一种高效除尘器，但传统的袋式除尘器难于处理粘着性、固着性强的粉尘，不能同时脱除含尘气体中的焦油成分、油成分、硫酸雾等污染物，否则滤袋上就会出现硬壳般的结块，导致滤袋堵塞，使袋式除尘器失效。用它来处理低浓度含尘气体时，除尘效率也不高。1962年美国一家公司在玻璃纤维上添加预涂层(助滤剂为煅烧白云石)来捕集锅炉烟气中冷凝的SO3液滴(H2SO4)获得成功，1973年吉路德又提出在铝工业中用加预涂层的滤料来捕集油雾的报告。这充分说明，在袋式除尘器的滤袋上添加恰当的助滤剂作预涂层能够同时除脱气体中的固、液、气三相污染物，为袋式除尘器的应用开创了新的途径。

预涂层袋式除尘器的除尘系统如图6-40所示，它由预除尘器、助滤剂自动给料装置、预涂层袋式除尘器(滤袋为圆筒开放型，安装在上部和下部花板上)、排风机和消声装置等组成。预除尘器内装有金属纤维状填充层，用以除去粗粉尘，并起阻火器作用。在起始含尘浓度较低和没有火星进入预涂层袋式除尘器的情况下，可以不设置预除尘器。

过滤时，带有气、液相污染物的含尘气体先进入预除尘器，除去粗粉尘，未被捕集的粉尘(包括气、液相污染物)随气流从预涂层袋式除尘器顶部进入滤袋室，形成筒形滤袋时，粉尘被阻留在滤袋内表面的预涂层上，净化后的气体经风机排入大气中。随着粉尘在滤袋上的积聚，粉尘附着层逐渐增厚，除尘器阻力也相应增加。当阻力达到规定数值时，反吹风机构和振动器(图中未示出)同时动作，对滤袋进行反吹清灰，将粉尘附着层和阻滤剂过滤层一起清落下来。清灰后，助滤剂自动给料装置重新进行添加作业，添加时间可由定时器控制。由于除尘器是多室结构，所以各室可按确定的程序进行添加作业和实现过滤与清灰过程。

用于预涂层袋式除尘器的助滤剂尚未定型，仍处于研制阶段。一般说来，比表面积大，涂于滤袋后不致使过滤阻力增加过多，并能吸附、吸收或中和气、液相污染物的微细粉料适合作助滤剂。选择恰当的助滤剂是提高预涂层袋式除尘器捕集效果的关键。例如用比表面积大于45m2/g的氧化铝粉末，在袋式除尘器前的反应器中吸收从铝电解炉产生的带有氟化合物的气体时，净化效率可达99%以上。

预涂层袋式除尘器有以下几个特点。

(1)由于助滤剂的作用，预涂层袋式除尘器能净化传统的袋式除尘器所不能净化的含有焦油成分、油成分、硫酸雾、氟化物和露点以下的含尘气体，对粘着性、固着性强的粉尘也比较容易处理。

(2)由于助滤剂起着保护滤料表面的作用，故滤袋的使用寿命可以延长。

(3)可以作为空气过滤器，用于净化精密机器装配车间、电气室、制药厂、净化室，大型空压机进口的低浓度含尘空气。

虽然预涂层袋式除尘器和助滤剂在捕集某些气、液相污染物上已确认有效，但都是对特定的污染物和特定的工艺过程中取得的实践经验，对其他污染物和工艺过程是否适用还有待进一步研究和探讨。

袋式除尘器作为一种高效除尘器，广泛用于各种工业废气除尘中，如轻工、机械制造、建材、化工、有色冶炼及钢铁企业等。它比电除尘器的结构简单，投资省，运行稳定，还可以回收因比电阻高而难于回收的粉尘;它与文丘里管洗涤器相比，动力消耗小，回收的干粉尘便于综合利用，不存在泥浆处理的问题。因此，对于细而干燥的粉尘，采用袋式除尘器净化是适宜的。

袋式除尘器不适用于净化含有油雾、凝结水及黏结性粉尘的气体，一般也不耐高温。尽管采用某些耐高温的合成纤维和玻璃纤维等滤料，应用范围有所改善，但在一般情况下，气体温度宜低于100℃。因此，在处理高温烟气时存在着烟气的冷却降温问题。常采用的冷却方式有三种:①喷雾塔(直接蒸发冷却);②表面换热器(用水或空气间接冷却);③混入室外冷空气。三种冷却方式各有优缺点，冷却后气体流量按③→①→②顺序减小，方式②能使除尘器体积达到最小，但设备费却顺着②→①→③次序降低。采用喷雾蒸发冷却方式，会导致气体露点升高，粉尘容易黏结在滤料上，且存在腐蚀和水污染问题。所以除非需要急冷外，不能大量采用这种方式。一般多采用换热器冷却，特别是采用余热锅炉时，可以做到能量的回收。

作为气体温度的最后调节，可以考虑采用混入少量室外冷空气。采用何种烟气冷却方式，要依具体条件而定。此外，袋式除尘器占地面积大，滤袋更换和检修较麻烦，工作环境也较差。

1、有的烟气含水分较多，或者所携粉尘有较强的吸湿性，往往导致袋式除尘器的滤袋黏结，堵塞滤料；

为保证袋式除尘器正常工作，必须采取必要的烘干或者保温措施以保证气体中的水分不会凝结。

2、某些类型的袋式除尘器工人工作条件差，检查和更换滤袋时需要进入箱体，比较麻烦；

3、袋式除尘器的滤袋承受温度的能力有一定极限。棉织和毛织滤料耐温在80-95度，合成纤维滤料耐温200-260度，玻璃纤维滤料耐温280度，在净化温度更高的烟气时，必须采取措施降低烟气的温度；

4、袋式除尘器的滤料本身多为棉纺或者玻璃纤维，所以在过滤短纤维粉尘时效果会相对减弱。

1.1 大幅度削减烟尘和粉尘排放

在产生粉尘或烟尘的各个行业中，凡采用袋式除尘技术的除尘系统，其固体颗粒物排放浓度均远远低于采用其他除尘技术。目前国内袋式除尘器的排放浓度普遍稳定在30~50mg/Nm3以下，净化燃煤锅炉烟气的袋式除尘系统大部分排放浓度为20~30mg/Nm3，净化高炉煤气和水煤气的袋式除尘系统则为5~10mg/Nm3，用于垃圾焚烧发电厂的袋式除尘器更实现了排放浓度2.3~4.1mg/Nm3的业绩。

袋式除尘器可以大幅度降低烟尘和粉尘的排放量。以火电厂行业为例，目前每年排放烟尘380万吨，若全国50%的燃煤锅炉采用袋式除尘器，则火电行业每年可减少排放烟尘120万吨以上。袋式除尘器这种高效的除尘特性可支持更加严格的环保标准。我国近年来相继修订了一些行业的排放标准，颗粒物排放限值为50mg/Nm3，与以往相比虽已严格得多，但与国际先进水平相比，仍显落后。我国垃圾焚烧烟气中含有多种有害物质，特别是二恶英类剧毒物质，但颗粒物排放限值却为80mg/Nm3，既不适应环境保护的要求，也与我国袋式除尘技术能够达到的水平相距甚远，因此该项标准亟待重新修订。随着国民经济的发展，各项排放标准的更加严格化是大势所趋。实际上，我国袋式除尘技术已经完全能够支持更为严格的标准。排放限值的进一步降低，将对固体颗粒物减排起到巨大的作用。以水泥行业为例，目前每生产1吨产品约排放烟尘和粉尘0.8~1kg，年排放量约为1200万吨，若将固体颗粒物排放限值降至20~30mg/Nm3，则烟尘和粉尘排放量每年可削减650~800万吨。需要指出的是，袋式除尘器实现更严格的颗粒物排放标准并不需要提高造价和运行费用，只要严格按照有关标准和规范设计、制造、安装和运行，都能获得好的效果。

1.2 实现对微细粒子的控制

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之一，将微细粒子的控制纳入国家标准只是时间问题。目前电除尘器捕集微细粒子的效率很低，对小于10μm的尘粒，其捕集率只有60%左右。而袋式除尘器对粒径小于1μm的粒子，其捕集效率却可达到98%~99%。因而可以说，目前只有袋式除尘技术能够有效控制微细粒子。

1.3 高效去除有害气体

袋式除尘器能够高效去除有害气体。如电解铝含氟烟气的净化是依靠袋式除尘系统实现的。沥青烟气的最有效净化方法是以粉尘吸咐并以袋式除尘器分离。试验结果表明，在半干法脱硫中，采用袋式除尘器可比电除尘器提高脱硫效率约10个百分点。滤袋表面的粉尘层含有未反应的脱硫剂，相当于一个"固定床"的作用，可显著延长脱硫反应的时间。在垃圾焚烧烟气净化中，袋式除尘器的"固定床"特性对垃圾焚烧烟气净化具有重要的价值。垃圾焚烧烟气中的二恶英的净化方法之一是以活性炭吸附再以袋式除尘器去除。目前国外一种去除二恶英的新技术，就是在袋式除尘器的滤料上加催化剂，促使二恶英分解。

1.4 在多种复杂条件下实现减排

袋式除尘器对各种烟尘和粉尘都有很好的捕集效果，不受粉尘成分及比电阻等特性的影响。袋式除尘器对入口含尘浓度不敏感，在含尘浓度很高或很低的条件下，都能实现很低的粉尘排放。以往袋式除尘器的应用受到诸多不利因素的制约，近年来袋式除尘技术的发展使此情况有了很大改观。

(1)烟气高温。在≤280℃下已普通应用;在300℃~500℃范围内也可应用，国外已有用于更高温度的实例。

(2)烟气高湿。例如烘干机、喷雾干燥机等的尾气净化。

(3)高含尘浓度。可直接处理含尘浓度为1400g/Nm3的气体，并达标排放;还可直接处理含尘浓度为3万g/Nm3的气体(例如仓式泵输粉)，并达标排放。

(4)高腐蚀性。例如垃圾焚烧发电厂的烟气净化，烟气中含HCl、HF等腐蚀性气体。

(5)烟气含易燃、易爆粉尘或气体。例如高炉煤气、炭黑生产烟气、煤粉磨机尾气、煤调湿尾气等。

(6)除尘系统具有高负压或高正压。一些大型煤磨收尘系统的负压为1.4万~1.6万Pa;大型高炉煤气袋滤净化系统的正压可达到0.3MPa;而某些水煤气袋滤净化系统的正压更高达0.6~4.0MPa。

1.5 新能源开发和节能工程的重要设备

在一些新能源开发和节能工程中，袋式除尘器提供了有力的支撑，如新能源开发项目"煤制油"工艺中的煤粉收集，袋式除尘器就是必备的设备。高炉煤气余压发电具有重大的节能效益。采用袋式除尘器净化高炉煤气，比湿式净化可增加发电量30%~40%，并且每吨铁节约用水200kg，煤气的热值大幅度提高。而与电除尘净化相比，净煤气的含尘量更低、净化效果更稳定。