【摘要】根據(jù)環(huán)境保護(hù)部制定的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4915-2013），水泥制品生產(chǎn)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下顆粒物排放限值必須達(dá)到20mg/m3（無(wú)大氣污染物特別排放限值下），才能允許排放到大氣中。干混砂漿攪拌站生產(chǎn)的干粉砂漿所產(chǎn)生的大氣污染物主要為石英砂和水泥，根據(jù)此類粉塵性質(zhì)，干混砂漿攪拌站一般采用袋式除塵器此類設(shè)備對(duì)顆粒物粉塵進(jìn)行凈化，使其達(dá)到國(guó)家大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。

【關(guān)鍵詞】濾料阻力；袋式除塵器；過(guò)濾風(fēng)速；干粉砂漿

前言：

袋式除塵器由于其過(guò)濾效率高，運(yùn)行穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在各個(gè)工業(yè)除塵領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。除塵布袋作為袋式除塵器核心部件，其性能和阻力大小是設(shè)計(jì)除塵器的重要參數(shù)。袋式除塵器的設(shè)計(jì)制造需執(zhí)行《袋式除塵器技術(shù)要求》（GB/T6719-2009）這一國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

一、濾料的阻力計(jì)算

1、袋式除塵器的系統(tǒng)阻力ΔP0一般由除塵器的結(jié)構(gòu)阻力ΔPc、清潔濾料阻力期ΔP和濾料上積附的粉塵層的阻力ΔPd三部分組成，其中結(jié)構(gòu)阻力ΔP指由除塵器進(jìn)、出口閥門及其分布管道引起的局部阻力和沿程阻力，可借助相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定的計(jì)算公式計(jì)算確定，通常為200～500Pa，此部分阻力不可避免，但可以通過(guò)采用合理的結(jié)構(gòu)和流體動(dòng)力設(shè)計(jì)而盡可能減少，使其不超過(guò)除塵器總阻力的20%～30%；潔凈濾料阻力和粉塵層阻力，受濾料結(jié)構(gòu)、煙塵性狀、過(guò)濾負(fù)荷、運(yùn)行工況等多種因素影響，具有隨機(jī)變化的不確定性。在各種文獻(xiàn)中關(guān)于除塵濾料的阻力的表示方式有很多 ，但是沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。在除塵系統(tǒng)中，濾布產(chǎn)生的阻力占整個(gè)系統(tǒng)的很大一部分，它包括濾布本身的阻力ΔP（一般為50～200Pa）和濾布上的粉塵層產(chǎn)生的阻力ΔPd（500 ～2500Pa）。過(guò)濾阻力占除塵器總阻力的主要份額，具體計(jì)算方法如下。

潔凈濾料阻力值

潔凈濾料在本質(zhì)上不是一個(gè)真正意義上的“過(guò)濾元件”，而只是作為實(shí)際起過(guò)濾作用的一次粉塵層的依附體，但潔凈濾料本身的結(jié)構(gòu)及阻力特性，對(duì)粉塵層的建立以及總體過(guò)濾性能起著關(guān)鍵作用。在工業(yè)除塵領(lǐng)域?qū)Υ匠龎m器選用過(guò)濾速度偏低，氣體在濾料中的流動(dòng)屬于黏性層流，清潔濾料的阻力ΔP(Pa)與過(guò)濾速度成正比，可用下式表示：

ΔP=ξoμv

式中μ——流體的動(dòng)力粘性系數(shù)(Pa·s)；

v——過(guò)濾速度(m/s)；

ξo——濾料阻力系數(shù)(1/m)，見(jiàn)表2一l。

由于粉塵層阻力Δpd與粉塵層自身的性質(zhì)、過(guò)濾風(fēng)速和氣體的性質(zhì)等多項(xiàng)因素有 關(guān)，我們?cè)谟?jì)算粉塵層阻力Δpd時(shí)可以選用達(dá)西公式進(jìn)行計(jì)算，因此，空氣通過(guò)粉塵層的 阻力降為：

由表可以看出潔凈濾料阻力△p。通常為50—200Pa，與纖維規(guī)格、濾料結(jié)構(gòu)及后處理方式有關(guān)，一般長(zhǎng)纖維濾料高于短纖維濾料，機(jī)織濾料高于非織氈濾料，表面涂覆濾料高于未處理濾料。在工程實(shí)踐中，常用另一指標(biāo)——透氣率表示潔凈濾料的阻力特性，其定義是在規(guī)定壓差(200Pa)條件下，濾料對(duì)空氣的過(guò)濾速度[單位為m3/(㎡.min)]。透氣率越大，表示潔凈濾料的阻力越小。通常濾料上沉積的粉塵負(fù)荷量為0.1～0.3kg/㎡,壓降達(dá)1000～1500Pa時(shí),即需要進(jìn)行清灰。一般濾袋阻力達(dá)到250mmH2O(2500Pa)要求更換濾袋。

2、過(guò)濾風(fēng)速與過(guò)濾阻力的關(guān)系

過(guò)濾阻力的大致計(jì)算公式如下：

△Pd=(A十B)VFm

式中：△Pd——過(guò)濾阻力，Pa；

A——附著粉塵過(guò)濾系數(shù)；

B——濾袋阻尼系數(shù)；

VF——過(guò)濾風(fēng)速，m/min；

m——濾袋性能系數(shù)。

上述系數(shù)可從相關(guān)的資料中查得，這里不做詳細(xì)敘述。

3、過(guò)濾阻力還可按計(jì)算濾塵量的辦法來(lái)查表計(jì)算。

過(guò)濾阻力隨濾料上粉塵量的增大而增大，濾料不同，單位濾料面積上容塵量也不同，根據(jù)濾塵量、過(guò)濾風(fēng)速、過(guò)濾阻力三者關(guān)系查閱相關(guān)資料得出，當(dāng)濾塵量一定時(shí)，過(guò)濾風(fēng)速增加1倍，阻力增加25～50；即使過(guò)濾風(fēng)速增加2倍，阻力增加亦不到80%，而且過(guò)濾風(fēng)速越低，阻力增加的百分比越?。环催^(guò)來(lái)說(shuō)，當(dāng)濾塵量一定，過(guò)濾風(fēng)速降低1倍時(shí)，阻力降低不到30%.可見(jiàn)，過(guò)濾風(fēng)速的增減與過(guò)濾阻力的增減不成正比。綜上所述：盲目地降低過(guò)濾風(fēng)速，并不能完全保證提高除塵效率，也不一定能夠降低過(guò)濾阻力，還可能造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失；辦要在充分了解粉塵性質(zhì)及系統(tǒng)特性的基礎(chǔ)上，優(yōu)化除塵器本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，正確進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析，才能合理地確定過(guò)濾風(fēng)速。

4、實(shí)驗(yàn)的測(cè)試方法

在測(cè)定濾布阻力特性實(shí)驗(yàn)中可以測(cè)試濾料在清潔狀態(tài)下過(guò)濾阻力隨過(guò)濾風(fēng)速的變化關(guān)系同時(shí)也可以測(cè)試濾料在發(fā)塵狀態(tài)下過(guò)濾阻力隨過(guò)濾風(fēng)速的變化關(guān)系。

a、 濾料阻力的測(cè)定。濾料的阻力壓力損失就是濾布前后測(cè)點(diǎn)的全壓差，即：

ΔP=Pq1-Pq2-ΔPm-ΔPz

式中：ΔP為濾布的阻力，即空氣通過(guò)濾料時(shí)的壓力損失，Pa；Pq1、Pq2為被 測(cè)濾料前后測(cè)試截面的全壓，Pa；Pj1、Pj2為被測(cè)濾料前后測(cè)試截面的靜壓， Pa；ΔPm為被測(cè)濾料的前后壓力測(cè)試截面之間的管道沿程阻力，Pa；ΔPz為被測(cè)濾料前 后壓力測(cè)試截面之間管道的總的局部阻力，Pa。

由于被測(cè)試濾料前后管道截面積相等，同時(shí)假設(shè)可不考慮漏風(fēng)和氣流密度在被測(cè)濾 料前后的微小變化，則前后過(guò)濾風(fēng)速變化很小，可以近似認(rèn)為前后動(dòng)壓相等，因此可以用靜 壓差來(lái)代替全壓差。需要注意的是濾布前后的靜壓測(cè)試點(diǎn)應(yīng)該布置在管段的氣流穩(wěn)定段；同時(shí)，因?yàn)楸粶y(cè)試濾 料的前后壓力測(cè)定面之間的管道沿程阻力和局部阻力之和很小，相對(duì)于濾布的阻力可以忽略 不計(jì)，所以被測(cè)試濾料的阻力可簡(jiǎn)化用下式表示：

ΔP=Pj1-Pj2

二、濾料性能和過(guò)濾風(fēng)速的關(guān)系

過(guò)濾風(fēng)速是指氣體通過(guò)濾材的平均速度。過(guò)濾速度代表袋式除塵器處理氣體能力的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),同時(shí),過(guò)濾速度對(duì)捕集效率亦有顯著影響。實(shí)驗(yàn)證明,過(guò)濾速度增大一倍,粉塵通過(guò)率可能增加2倍甚至4倍以上。由查表得知出口含塵濃度與過(guò)濾速度的關(guān)系，由此可見(jiàn),剛清灰后,由于濾料上的粉塵大部分被清除,致使捕集效率短期顯著下降,隨著積塵量的增加,效率不斷增加,壓降也增加,至清灰前效率最高。過(guò)濾速度高還會(huì)導(dǎo)致濾料上迅速形成粉塵層,引起清灰頻繁,因此,通?？偸窍Ｍ^(guò)濾速度選擇得低一些。對(duì)于濾筒式除塵器，過(guò)濾風(fēng)速一般為0.6～1.2m/min。最理想的過(guò)濾風(fēng)速為0.8m/min。當(dāng)粉塵濃度較高時(shí)，可以考慮選擇較低的過(guò)濾風(fēng)速，降低了過(guò)濾風(fēng)速有利于提高除塵器的過(guò)濾效率，延長(zhǎng)濾筒使用壽命，降低工作阻力，改善通風(fēng)性能。但除塵器造價(jià)有所提高，但在有些特殊情況下，濾筒除塵器的過(guò)濾風(fēng)速也可選到2m/min以上。

三、分析與結(jié)論

綜上所述一般袋式除塵器的阻力由除塵器結(jié)構(gòu)阻力、濾料阻力、濾袋粉塵殘留阻力（初層）和堆積粉塵層阻力四部分組成，傳統(tǒng)的袋式除塵器的結(jié)構(gòu)阻力和濾料殘留阻力較大，其節(jié)能的根本措施主要有：

1、降低氣流在除塵器內(nèi)的流動(dòng)速度并采取導(dǎo)流措施使氣流合理運(yùn)動(dòng)，這樣可以降低袋式除塵器的結(jié)構(gòu)阻力；

2、采用覆膜濾料和超細(xì)纖維高密面層濾料，可顯著降低濾袋粉塵殘留阻力和粉塵層厚度；

3、合理的清灰周期和清灰強(qiáng)度可減少粉塵層厚度降低粉塵層阻力。