摘要：簡要介紹了袋式除塵器和濾筒除塵器的應用背景和發(fā)展歷史，說明了兩種除塵器的結構特點和工作原理。 重點介紹了影響袋式除塵器性能的主要因素，以及兩者現存的問題。比較結果表明：袋式除塵器的主要優(yōu)點是除塵效率高，特別是對微細粉塵的處理能達到較為理想的效果。 而濾筒除塵器主要優(yōu)點表現在壓力損失較小，除塵效率高，動力消耗不大，運轉、維護費用較低，而且由于過濾風速低，濾料的使用壽命長。 但是由于其具有褶狀結構，清灰相對較難。
濾筒除塵器與袋式除塵器性能的比較
隨著我國工業(yè)產業(yè)的快速發(fā)展，生產過程中產生的各類粉塵及懸浮顆粒物成為污染室內外空氣及工廠車間_重要的污染源。 高濃度的懸浮性粉塵是致使空氣能見度下降的_主要因素，而且某些懸浮性粉塵如若在適宜條件下易發(fā)生化學反應，易燃易爆，嚴重威脅到人們的生命及生產安全，也是導致塵肺等職業(yè)病的根源。 除塵器是一種能夠將粉塵從排放的含塵氣體中分離出來的裝置， 具有降低排放氣體中粉塵濃度的作用，是除塵系統(tǒng)中的重要設備。 近半個世紀以來，由于人們在諸如交通、能源等方面的需求日益增加，造成的空氣污染問題急劇加重。 由于近年來籠罩_的以 PM2.5 為主導因素的霧霾天氣，使人們對環(huán)境保護越加重視，對除塵的認知性普遍提高，而相關職能部門也制定了更為嚴格的大氣污染物排放量標準，從而使除塵技術得到了繼續(xù)發(fā)展，特別是_、新型除塵設備的研制也具有廣闊的發(fā)展前景。 在較多類型的除塵器設備中，應用_為廣泛、發(fā)展也更為迅速的是濾筒除塵器和袋式除塵器。 袋式除塵器主要應用于 19 世紀80 年代，是一種干式過濾含塵氣體的裝置，應用在含有干燥、細小、非纖維類粉塵的場合中。 濾袋由各種濾料纖維（化學纖維或玻璃纖維）經過紡織或針刺而成，利用纖維織物具有的過濾功能來過濾含塵氣體。 濾筒除塵器是美國唐納森公司于20 世紀 80 年代生產的一種新型除塵設備， 采用新型過濾材料為濾料， 逐步發(fā)展成為具有效率高、阻力低、性能好、易維護、體積小、濾筒方便更換等優(yōu)點的設備［2］。 目前廣泛應用于鋼鐵、水泥、電力、食品、冶金、化工等工業(yè)領域。
1、袋式除塵器：
1.1、袋式除塵器的工作原理：
袋式除塵器的工作原理為含塵氣體由除塵器入口處進入通風管道，在風機的作用下，含塵氣體通過布袋到達除塵器出口，當含塵氣體在通過濾料纖維時，在慣性力、重力等的作用下與纖維進行碰撞而被攔截；_會導致更多的粉塵顆粒堆積在濾料纖維的表面上，形成濾餅（或稱濾床），而該種濾餅又可以通過篩分等作用，對粒徑更細小的粉塵顆粒進行捕集。 細小的粉塵顆粒物被阻擋在濾袋表面，而潔凈氣體則通過濾袋纖維間的孔隙從箱體出風口排放到大氣中；當被阻留在濾袋表面的粉塵顆粒聚積到_量時，借助于脈沖或機械的方法，將積附的粉塵顆粒_，落下的灰塵經排灰系統(tǒng)排出并運走。
1.2、影響袋式除塵器性能的主要因素：
袋式除塵器的性能主要包括除塵效率、壓力損失和使用壽命。 而決定袋式除塵器除塵效率和使用壽命的主要因素包括氣布比、 濾料種類、清灰方式的選擇等。
1.2.1、氣布比：
氣布比是指袋式除塵器的平均過濾速度，它是處理風量與濾袋總有效過濾面積的比值，是袋式除塵器的一項重要技術經濟指標，影響著袋式除塵器的過濾性能。 在處理風量不變的前提下，若提高氣布比，雖然可以節(jié)省濾料，提高過濾材料的應用能力，但設備阻力增加，能耗增大，運行費用提高，細微粉塵嵌入到濾料內部，導致清灰頻率加快，進而增大清灰時所需能量，減短濾袋的運行壽命， 甚至影響袋式除塵器的正常運行；然而，若氣布比較低也不合適，由于明顯增加的投資并不能得到相應的效益。 對于不同的清灰方式，可以根據清灰特點的不同而選用各自適用的氣布比。 此外，在實際工作中，在_范圍內，即使處理風量和處理氣體的含塵濃度_過了設計值，但是除塵效率還是能夠維持在較高的水平范圍內，只需要增加清灰次數，煙氣的壓力、氣流對氣布比的選擇影響不大。 因此，袋式除塵器在設計過程中， 要根據煙氣特點、 粉塵性質、 工作條件、清灰方式、濾料種類等因素來選擇氣布比。
1.2.2、濾料的選擇：
布袋是袋式除塵器各部件中_其重要的一部分。 濾袋性能的良莠以及質量的優(yōu)劣，直接影響袋式除塵器工作性能的質量好壞和工作壽命的長短。 濾料作為制作布袋的主要材料，其性能以及質量是直接影響其應用范圍的重要條件。 在含塵氣體的過濾凈化過程中，濾料的材質主要由待處理氣體的溫度、濕度、所含粉塵的粘附性等因素所決定。 若使袋式除塵器發(fā)揮_的除塵效果，所選的過濾材料應能_程度的去除處理氣體中的顆粒物，并且在_的時間范圍內使用而不縮短布袋的工作時間。 綜上所述，影響濾袋壽命的因素除濾袋的結構、制作工藝、清灰方式運行情況等之外，_主要的因素_是濾料的性質和質量。 濾料主要的特性指標包括透氣性、密度、斷
裂強度和斷裂伸長、耐濕性、熱收縮濾、水解穩(wěn)定性等。 濾料的特性由濾料纖維材料的物理性能和化學性能、濾料的結構組織以及制造工藝等因素所決定。
1.2.3、清灰方式的合理選擇：
清灰的方式主要有三種：機械振打、氣流反吹、脈沖反吹。 目前，袋式除塵器的清灰已經很少采用前兩種方式，而是廣泛采用第三種方式脈沖反吹法。
脈沖噴吹清灰方式憑借耗氣量較小，_等優(yōu)勢，成為當今應用_廣泛的清灰技術。 在除塵器過濾進程中，當除塵器的阻力達到所設定的某一值時，通過控制壓差控制儀打開相應的電磁脈沖閥開關，當脈沖閥開啟時，儲存在氣包內的高壓空氣通過脈沖閥經噴吹管上的各個噴吹口，噴射出高壓主導氣流，從而形成一股相當于主導氣流體積 3～5 倍的誘導氣流，一同進入到濾筒內部，使得濾筒內部出現瞬間正壓并發(fā)生膨脹和微動，沉積在濾筒濾料上的粉塵脫落掉入到灰斗內， 落入灰斗中的粉塵經由排灰系統(tǒng)排出后，利用輸灰系統(tǒng)送出。
1.3、袋式除塵器的技術特點：
袋式除塵器有如下特點：
（1）除塵效率較高。 一般可達 99%以上，粉塵出口排放濃度可達到 30 mg/m3 以下，甚至 5 mg/m3以下；
（2） 捕集各類性質粉塵 。 尤其能有效捕集PM10 及 PM2.5 以下的微細粉塵顆粒物， 回收能夠利用的粉塵顆粒；
（3）不因粉塵顆粒的種類、粉塵濃度的高低、粉塵粒徑的大小以及粉塵比電阻等性質而影響除塵效率；
（4）使用的濾料具有中低溫段（90℃~140℃），中高溫段（140℃~200℃），高溫段（200℃~300℃）和特殊高溫段（大于 300℃）之分，根據要求合理選擇濾料的材質均能滿足除塵要求；
（5）處理風量范圍大。 采用單元模塊組合式結構，能適應不同范圍內處理風量的波動；
（6）充分利用實際場地設計 ，不停機的對各分室停風以進行維護、維修、更換布袋；袋式除塵器要求_將待處理氣體的溫度控制在過濾纖維材料所能夠承受的范圍之內，以防止因溫度過高而導致濾袋燒毀的情況出現。 袋式除塵器的壓力損失（指布袋進、出口之間阻力）相比于電除塵器而言較大， 一般在 1 000~1 500 Pa，_能夠達到 2 000 Pa。 但由于新過濾材料的開發(fā)研制，除塵器內部結構的優(yōu)化，含塵氣體過濾速度的降低，使得袋式除塵器的壓力損失也有所降低［5］。
2、濾筒除塵器：
2.1、濾筒除塵器的工作原理：
濾筒除塵器與袋式除塵器的區(qū)別在于濾袋過濾材料的結構由袋式變?yōu)闉V筒式。 濾筒除塵器的工作原理是含塵氣體通過除塵罩、風管及進風口被吸入箱體內，當氣流斷面突然擴大及氣流分布板的共同影響下，氣流中的一部分顆粒粒徑較大的粉塵會在重力和慣性力作用下， 不經濾筒，而直接降落到灰斗內［6］；粒度細、密度小的粉塵隨氣流通過濾筒進入濾筒后，在布朗擴散和篩濾等組合效應的影響下，被濾料阻擋在濾筒外，在風機的作用下，潔凈氣體由出風管排出。
積聚在濾筒表面的粉塵越多，濾筒的壓力損失也會隨之增大。 當阻力達到設定值或設定時間時進行清灰。 由 PLC 程序控制電磁脈沖閥的開啟。 首先通過提升閥關閉一箱室，截斷待處理氣體，然后開啟電磁脈沖閥，氣包內的高壓空氣氣流會經由脈沖閥通過噴吹管上的噴吹孔噴發(fā)出速度_大、壓力_高的一股引射氣流，以及引發(fā)的一股相當于主流氣流體積 3 至 5 倍的誘導氣流，共同到達濾筒內部，使得濾筒內部出現一瞬時的正壓力峰值并產生微小顫動，這樣在反向氣流沖擊的效果下，貼附在濾筒表面上的粉塵顆粒脫落并落入到灰斗中。 清灰進程結束后，電磁脈沖閥的開關關閉，打開提升閥，此時該箱室又可恢復成過濾功能。 各箱室逐一進行清灰，從_箱室清灰開始至下一次清灰開始稱作一個清灰周期。
2.2、濾筒除塵器的技術特點：
濾筒除塵器有如下特點：
（1）除塵效率_高。 對于一般細小的粉塵而言，其過濾效率可達到 99.99%，部分處理能力較強的濾筒（如 Donaldson 系列的 Ultra-Web 濾料）對于粒徑大小為 0.5 μm 左右的粉塵顆粒也可達如此高的過濾效率甚至于更高；
（2）壓力損失較低。 對于普通粉塵顆粒，濾筒的除塵器壓力損失小于 1 000 Pa， 如若粉體的粘附力較強，一般_阻力 1 500 Pa 左右；
（3）入口濃度范圍廣。 普通的聚酯纖維濾筒或者濾筒能夠處理入口含塵濃度較高的含塵氣體，含塵氣體的進口濃度可達 250 g/m3［7］；
（4）過濾風速范圍廣。 過濾速度的大小與濾筒材質有關。 紙質材料的濾筒的過濾速度_小為0.3 m/min， 濾筒的過濾速度_可達到 2.4 m/min；
（5）水洗性能。 除紙質濾料外，聚酯濾筒和覆膜濾筒一般都可以通過清水清洗，待晾干后重復利用；
（6）結構緊湊，占據空間面積小，安裝較為方便。
3、袋式除塵器與濾筒除塵器現存的問題：
3.1、袋式除塵器現存的問題：
袋式除塵器作為一種_去除顆粒物的設備，得到越來越多用戶的青睞。 但是，布袋除塵器在現場應用過程中也存在諸多問題。
3.1.1、濾袋破損失效：
袋式除塵器中濾袋的工作壽命是_其重要的性能指標。 一旦濾袋的作用失效，會導致設備的故障，粉塵排放濃度_標，另外，更換濾袋也需要很大的開銷投入。 主要導致布袋破損失效的常見原因有空氣動力損傷、熱損傷、機械磨損損傷以及化學腐蝕損傷等?？諝鈩恿p傷是由含塵氣體的沖擊或噴吹氣體反復噴吹而造成的損傷。 熱損傷是由于所處理的含塵氣體溫度_高或氣體中帶有的明火，如果袋式除塵器所處理的氣體的溫度_過了濾袋的限值溫度范圍，會導致濾袋出現燒焦脆裂或燃燒的可能。 含塵氣體中若含有火星則會造成濾袋燒穿。 機械磨損損傷是指濾袋在工作過程中，因反復的過濾與清灰狀態(tài)的切換，濾袋發(fā)生膨脹和收縮，布袋和框架或與其他結構之間所發(fā)生的相對運動等而造成的局部磨損現象。 另外，由于布袋之間的相對距離較小、除塵骨架的彎曲也會容易導致濾袋間的磨耗。 化學腐蝕損傷是因含塵氣體中含有多種帶有腐蝕性的物質，濾袋會發(fā)生水解、氧化或酸堿腐蝕等化學反應，導致濾料的工作性能降低而出現破損失效的后果。
若含塵氣體中存在液態(tài)組分，會發(fā)生與粉塵顆粒形成糊狀物質的現象， 造成濾袋空隙堵塞，也稱“糊袋”［8］，糊袋能夠導致粉塵顆粒在布袋的表面出現板結、粘結，進而使濾袋失去其彈性，不能夠正常進行過濾工作造成停機的后果，加速濾袋的腐蝕、損壞，是另一種形式的布袋失效。
濾袋是整個布袋除塵器的重要組成部分，濾袋的失效可能會造成整臺設備無法正常進行工作。 濾袋的失效原因主要和除塵器的設計、應用場合、制造工序、安裝條件等因素有關。 失效的過程是由局部發(fā)生， 但是一旦出現小的磨損小孔，_會持續(xù)擴散，出現更大程度上的損壞。
3.1.2、除塵器壓力損失大：
壓力損失是除塵器的另一項重要性能指標參數。 造成袋式除塵器的壓力損失居高不下的常見原因包括脈沖閥不工作、糊袋、濾袋清灰效果不佳、清灰壓力過低、箱體結構不合理等因素。 除塵器的壓力損失較大，不僅會影響整個除塵系統(tǒng)的正常運行， 同時會增加除塵系統(tǒng)的工作能耗，給用戶帶來巨大損失。 因此需要仔細分析，認真研究。
3.2、濾筒除塵器現存的問題：
3.2.1、高溫環(huán)境影響：
凈化工業(yè)爐窯排放的含塵氣體是現階段環(huán)境保護和治理的首要工作。 目前由于除塵器大部分時候是在較高溫度環(huán)境下進行使用，而過濾式除塵裝置中的濾料材質的適用溫度范圍較小，普通的過濾材料已經無法滿足現場使用的要求。 因此，甘玉生等人［9］_不同的使用需求設計出_過濾材料，而濾筒所采用的材料主要包括耐火材料、粘結劑、載體材料等。 _終確定出一種較為合理的配比：耐火材料:水玻璃:水=3:1:1，采用該配比所制成的濾筒材料擁有較高的強度，孔隙率和透氣性也相對較高，燒結時不易出現變形。 _非織造布濾筒所采用的_纖維材料和高強度的玻璃纖維材料進行混合，經過硬挺化工藝制作成型，具有纖維度緊密、表面微孔隙小、質地堅硬的特點。 濾料采用_合成纖維材料而成，具有耐磨性能較佳、耐化學性良好的優(yōu)勢，適和應用于對溫度有較高要求的場合。 _濾筒的出現能夠很好的推進除塵器在實際高溫工作場合中的使用。
3.2.2、清灰系統(tǒng)：
3.2.2.1、清灰不_：
除塵器運行情況的好壞，壓力損失上升的快慢以及清灰效果的好壞有著重要關系［10］。 在脫硫式除塵器中， 粉塵顆粒很容易板結在濾筒的表面，導致濾料的表面粘附黏性物質，此時，若想達到較為理想的清灰效果_需要較高的噴吹壓力和比較頻繁的噴吹頻率，這_會造成_程度上的能量損耗，因此選擇合適的過濾材料對噴吹系統(tǒng)有著影響。 許多工程中都存在著濾筒反吹中清灰不_的問題，在某鍋爐除塵處理工程中試運轉時，王金星［11］發(fā)現早期的清灰效果比預期的情況好， 但在工作一段時間后卻不滿足設計要求。通過調整脈沖閥的噴吹間隔，效果卻仍舊不甚理想，在改變噴嘴的基礎上又提高噴吹壓力，使得反吹過程中存在的清灰不_現象得到解決。
3.2.2.2、壓縮空氣量和壓力運用不當：
對于長度較長的濾筒會因為噴吹壓力不足而導致濾筒下部區(qū)域清灰不_，濾筒下部區(qū)域積聚的粉塵層較厚，致使整個濾筒的過濾效率下降；由于濾筒的長度較長，為了使得濾筒底部區(qū)域的清灰效果_而安裝噴嘴，誘導_量的空氣，可是因為噴嘴的安裝，使得筒體的上部區(qū)域基本屬于誘導空氣階段，壓縮氣體還未來得及擴散開來，致使上部區(qū)域的清灰效果較差。 而文獻很好的解決了這一問題，_了上部區(qū)域的清灰效果。
4、結語：
袋式除塵器的過濾效率較高， 適應范圍廣，使用靈活，清灰效果較好，但工作費用較高，維護時投入的工作量大； 而濾筒除塵器的結構簡單，工作性能穩(wěn)定，運行阻力小，工作費用低，且過濾效率尤其對粒徑在 5 μm 以下的細小粉塵顆粒的處理方面更是優(yōu)于袋式除塵器。 在實際工作使用中，仍需根據待處理的含塵氣體風量大小、含塵濃度、溫度高低、排放的濃度標準、維護的難易程度等各種因素綜合考慮。
袋式除塵器和
濾筒除塵器在實際工作應用中存在著各自的使用優(yōu)勢，卻也都存在著各自的問題，需要根據具體環(huán)境而定并在今后不斷的進行改進。
