袋式除尘器的清灰机理
袋式除尘器在运行过程中,尘粒之间、尘粒与滤料纤维之间因受范德华力和静电力的 作用而黏附一起,在滤袋表面形成粉尘层,具有一定的黏附力。滤袋清灰是在振动、逆气流或脉冲喷吹等外力作用下,使黏附于滤袋表面的粉尘层受冲击形变、剪切应力等的作用而破碎,在法向应力作用下崩落。
清灰机理
脉冲喷吹清灰是利用压缩气体为清灰介质,通过喷吹机构将压缩气体瞬间释放产生高速气流,同时诱导数倍于己的二次气流一同喷入滤袋,从而使滤袋得以清灰。
目前,绝大多数脉冲袋式除尘器采用以纤维滤料制作的柔性滤袋,对于此种除尘器的清灰机理长期存在着不同的认识。
有些学者认为喷吹时逆向穿过滤袋的气流对清灰起作用。国外一些学者对逆向气流的 清灰作用进行试验研究,结果表明,逆向气流要将尘粒从滤袋表面吹落,其速度至少需要10〜20m/s;粒子越小,其黏附力对拉力的比值越大,越难吹落,因而需要更高的风速。
实际情况下,脉冲袋式除尘器清灰时逆向气流远远达不到上述速度:有研究者估算,脉冲喷吹时的逆向气流平均速度为150mm/s,无论如何也不会超过610mm/s;另有研究者在实验室测得喷吹时逆向穿过滤袋的气流速度仅30~50mm/s。由此可以认为,在脉冲喷吹时,逆向气流对粉尘剥离所起作用非常小,粉尘脱离滤袋主要是滤袋壁面受到冲击振动的结果。
气环反吹袋式除尘器将速度为31~41m/s的气流直接吹向滤袋的净气侧(外侧)而清除粉尘。有学者认为,这种清灰方式主要依靠两个因素:(1)速度足够高的逆向气流; (2)气流喷射处的滤料产生屈曲。二者的联合作用使粉尘得以清除。而包括脉冲喷吹在内的所有清灰装置,逆向气流速度只有气环反吹的百分之一,因而靠逆向气流清除的粉尘很少。
试取一个粉尘滤袋单元体,利用达朗伯原理对该单元体作动力学分析 o脉冲喷吹开始时,滤袋单元体在压气的作用下向外作加速运动,粉尘也随之向外作加速运动,粉尘施加给滤袋单元体一个惯性力。在粉尘层从滤袋上脱落之前,两者的运动完全同步,其加速度相等,即在此过程中,滤袋单元体由于拉伸而受到的张力很小。随着滤袋向外膨胀,它受到的张力急速增加,当张力与静压差平衡时,粉尘-滤袋体系的加速度为零,而向外运动的速度最大;此后滤袋单元体在张力作用下产生反向加速度,从而减速向外膨胀;随着滤袋单元体的继续拉伸,它受到的张力越来越大,阻碍滤袋的膨胀,粉尘层的惯性力将滤袋向外拉,当滤袋膨胀到极限位置时,它受到的张力最大,产生一个最大反向加速度。
脉冲喷吹清灰的过程可以描述为:在脉冲喷吹时,喷入滤袋的高压气团使滤袋内的压力急速上升,滤袋迅速向外膨胀,滤袋的张力也随之增大。当滤袋膨胀到极限位置时,袋壁的张力达到最大而获得最大反向加速度,袋壁受到强烈的冲击振动。附着在滤袋表面的粉尘层不受张力作用,由于惯性力的作用而脱离滤袋。