袋式除塵器早在19世紀80年代就開始應(yīng)用于生產(chǎn)實踐,1881年,德國貝特(Betn)工廠的機械振打袋式除塵器取得德國,從此開始袋式除塵器的商業(yè)化生產(chǎn)。1920年出現(xiàn)反吹風(fēng)袋式除塵器,進而出現(xiàn)反吹風(fēng)和機械振動二者相結(jié)合的清灰技術(shù)。1954年,H.J.Hersey發(fā)明了逆噴型吹氣環(huán)袋式除塵器, 實現(xiàn)連續(xù)在線清灰,由于其運行阻力穩(wěn)定,過濾風(fēng)速也提高了幾倍。1957年,T.V.Reinaner發(fā)明了脈沖噴吹袋式除塵器,除塵器內(nèi)部無運動部件,濾袋壓力損失 趨于穩(wěn)定,處量進一步增大,被認為是袋式除塵技術(shù)的一次革命。1962年,日本 先成功了回轉(zhuǎn)反吹袋式除塵器,同時 也推出RJ、RF、PN等型號的系列產(chǎn)品,適用于中、小風(fēng)量的廢氣處理。1970年以后,袋式除塵器向大型化發(fā)展,美、日、澳及歐洲等 ,結(jié)合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn),相繼了大型袋式除塵器,應(yīng)用于燃煤電站、干法水泥回轉(zhuǎn)窯窯尾和電爐除塵,很多除塵器單臺過濾面積超過一萬平方米。但是電除塵器的使用比例還是較大,袋式除塵器約占30%。澳大利亞從20世紀80年代就開始實施“電改袋”工程;在歐洲,袋式除塵器的使用比例接近50%;同時,日本和韓國等一些發(fā)達 也紛紛將靜電除塵器改造成布袋除塵器,迄今為止發(fā)達 已基本走完了用袋式除塵器取代或改造靜電除塵器或其他種類除塵器的過程。
一般而言,袋式除塵器的過濾過程可分為兩個階段。 先是含塵氣體通過清潔濾料,此時起過濾作用的是濾料纖維;當(dāng)濾料上捕集的粉塵不斷增多時,一部分粉塵嵌入濾料內(nèi)部,一部分附著在表面形成粉塵層,此時含塵氣體的過濾主要依靠粉塵層進行。粉塵層可顯著提布袋的捕集效率,起著比濾料 為重要的作用,而濾料則主要起著形成及支撐粉塵層的作用。
過濾過程中,含塵氣流通過濾料時,在慣性、攔截、擴散和篩分、靜電等過濾機理共同作用下,使氣固兩相得以分離并將粉塵阻留在濾料上。根據(jù)不同粒徑的粉塵在流體中運動的不同力學(xué)特性,過濾除塵機理涉及到以下幾個方面:
(1)篩濾作用
粉塵粒徑大于濾料纖維間的空隙或濾料上塵粒間的空隙時粉塵即被阻留下來,稱為篩濾作用。對于清潔濾料,由于纖維間的空隙遠大于粉塵粒徑,所以篩濾作用很小。只有當(dāng)濾料表面沉積大量粉塵形成粉塵層后,篩濾就成為主要除塵機理。
(2)慣性碰撞作用
當(dāng)含塵氣體接近濾料的纖維時將繞過纖維,而顆粒或流速較大的粒子由于較強的慣性作用偏離氣流流線而繼續(xù)沿原來的方向運動,撞擊到濾料纖維而被捕集,這稱為慣性碰撞。因此,塵粒質(zhì)量越大,過濾風(fēng)速越高,慣性作用就越強。
(3)攔截作用
含塵氣流接近濾料纖維時,當(dāng)塵粒半徑大于塵粒中心到纖維邊緣的距離時,塵粒即因與纖維接觸而被攔截,此稱為攔截作用。
(4)擴散作用
在氣體分子的撞擊作用下,小于1μm的塵粒,特別是小于0.2μm的亞微米級粒子可能會做布朗運動而脫離流線。如果在運動過程中和纖維接觸,即可以從氣流中分離出來,這種作用即稱為擴散作用。它隨流速的降低、纖維和粉塵直徑的減小而增強。
(5)靜電作用
當(dāng)氣流穿過時,濾料由于摩擦產(chǎn)生靜電,粉塵在運動過程中也會由于摩擦和其他原因帶電,這樣會在濾料和塵粒之間形成一個電位差。當(dāng)粉塵隨著氣流接近濾料時,由于庫侖力作用促使粉塵和濾料纖維碰撞并增強濾料對粉塵的吸附力而被捕集,稱為靜電作用。
(6)重力沉降作用
當(dāng)緩慢運動的含塵氣流進入除塵器后,粒徑和密度大的塵??赡芤蛑亓ψ饔枚匀怀两迪聛?,稱為重力沉降作用。
一般說來,各種除塵機理并不是同時,而是一種或幾種聯(lián)合起作用。而且,隨著濾料的空隙、氣流流速、粉塵粒徑以及其他因素的變化,各種機理對不同濾料的過濾性能的影響也隨之變化。