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隨著汙染物排放總量（liàng）控製的實施,國家對汙（wū）染物排放限值提出（chū）了（le）更高（gāo）要求,如自2005年起新建的水泥廠,其（qí）生產設備排放的煙粉塵濃度不（bú）能超過50mg/Nm³和30mg/Nm³ ,自2004年起新（xīn）建的火電廠,煙塵排放濃度不能超過50mg/Nm³。為了滿足這日趨嚴格的排放標準,高效率的淨（jìng）化設備得到廣泛應用（yòng）。袋式除塵器是（shì）眾多除塵器中效率（lǜ）高的設備,它能使煙粉塵出口濃度降至10mg/Nm3以下,所以在（zài）冶金、建（jiàn）材、化（huà）工行業得到廣泛應用。目前一些火電廠鍋爐除塵也逐漸轉（zhuǎn）向采用袋式（shì）除塵器,一些上了靜電除塵器的廠家（jiā）也將改造為袋式除塵器;同時（shí）垃圾焚燒、垃圾焚燒發電廠、燃煤工業鍋爐及水泥、瀝青（qīng）混凝土拌和站均（jun1）在廣泛使用袋式除塵器,所以袋式除塵器的（de）應用前景和發展形勢是非（fēi）常好的。
設計（jì）袋式除塵器好關（guān）鍵在兩個方麵:一是（shì）類型和材（cái）料選擇,包括布料和清灰方式;二是參數設（shè）計,包括過濾風（fēng）速、阻力降和效率核算。但現實中,工程人員在（zài）設計袋式除塵器時（shí）,往往不會（huì）認真計算,僅僅憑一些經驗參數做一些粗略估算,就開始製作設備（bèi）,大多（duō）數情況下,這些設備也能將煙粉塵處理（lǐ）達標,究其原因,是袋式除塵（chén）器除（chú）塵效率很高,給設計人員的誤差範圍很大（dà）,從而掩蓋（gài）了設計人員所犯的錯誤,這種設備就長期穩定（dìng）運轉來說是（shì）達不到要求的。所以,從技術方麵來說,袋式除塵器設計,也應該（gāi）和其（qí）他除塵器設計一樣,必須進行較為詳細的設計計算和驗算,才能做到既能保證汙染物達標排放,又能做到節能和（hé）設備的長期穩定過程。
目前工程（chéng）上應用的布袋除塵器主要有兩類,一是（shì）脈衝袋式除塵器,二是反吹（chuī）袋式除塵器,脈衝袋式除塵器（qì）因清灰效果好、過濾風速大、設備體積小（xiǎo）,在各行業獲得日益廣泛的應用。脈（mò）衝袋式除塵（chén）器普遍使用針（zhēn）刺氈濾（lǜ）袋,過濾風速取值（zhí）範（fàn）圍較大,可在0.6~1.5m/min之間選取,正因為範圍較大,所以工程設計時,究竟（jìng）取多大值必（bì）須加以研究。而反吹袋式除塵器一般使用織造布,過（guò）濾（lǜ）風速常在0.4~0.5m/min之間選取,因取值範圍小,工程設計時一（yī）般取中間值0.45m/min即可。本文（wén）主要對脈衝袋式除塵器的過濾風速的設計（jì）作一些實驗探討。因為過濾風速（sù）的大小是決定布袋除塵器除塵效率高低和能否長期有效運轉的關鍵（jiàn）參數。
1 過濾風速與煙粉塵粒徑之間的關係分析
經分析,袋式（shì）除塵器過濾風速(也稱氣布（bù）比（bǐ）)一般與被處理的廢氣的溫度、含塵（chén）濃度和塵的粒徑密切相關,即
V=f (T, C, dp)
在（zài）這三（sān）個參數中,主要還是粒子的粒徑,為了弄清過濾風速與（yǔ）粒徑之間的關係,我們作了如下實驗（yàn）。
作者在（zài）2003~2005年間設計製造了（le）70餘台袋式除（chú）塵（chén）器（qì）,分（fèn）別用（yòng）在冶金(鐵合金、煉鋼)、水泥、燃煤鍋（guō）爐、機械加工(電焊、除鏽)、化工（gōng）(生產電石)等行業,經反複調試和改造,絕大部分設備除塵效率都達到（dào）99.9%以上（shàng）,煙粉塵排放濃度小於30mg/Nm3,有的甚至小於10mg/Nm3。
這裏選取（qǔ）了用在（zài）鐵合金礦熱爐煙氣除塵的（de）19台除塵器,鐵合（hé）金（jīn）礦熱爐煙塵（chén）由於煙塵粒徑細、煙氣溫度（dù）高,治（zhì）理難度極大,不論機械式除塵器、濕式除塵器,還（hái）是靜電（diàn）除塵器,均不（bú）能達標,隻有采用布袋除塵器,且布袋除塵器中又隻能選（xuǎn）取脈衝清灰和逆氣流反吹清灰才行,因此19台除（chú）塵器均采用長袋低壓脈衝袋式除塵器,所有礦熱爐煙氣在進入除塵（chén）器前,經冷卻將溫度降低至200℃左右,廢氣中煙塵濃度在（zài）進入除塵器前均（jun1）在1.2~2.0g/Nm3之間,這樣就基本排除了煙塵濃度和煙氣濃度對過濾風速（sù）的影響。具（jù）體參數見表1。
根（gēn）據圖1的曲（qǔ）線形式,可初步估計（jì）過濾風速與煙塵粒徑（jìng）有明確的函數關係,將表1的（de）數據進行曲線擬合分析,可得到如下結果:
由此可見,長袋低壓脈衝袋式除塵器的過濾風速與煙粉塵的粒徑的對數成正比關係（xì）。同時,我們在實驗室模擬時發（fā）現當粒子（zǐ）粒徑小於1um時,脈衝除塵器過濾風速不能大於（yú）0.6m/min,這表明淨化粒徑小於1um的粉塵,用脈衝清灰除塵器和反吹清（qīng）灰（huī）除塵器過濾風速基本一樣(反吹清灰除塵器過濾風速一般為0.45m/min),但反（fǎn）吹清灰除塵（chén）器的造價比相同過濾麵積的脈衝除塵器要小（xiǎo）得多,因此在淨（jìng）化（huà）粒徑小於（yú）1um的粒子時,宜（yí）采用反（fǎn）吹清灰除塵（chén）器,這樣既能保證除塵的（de）效果（guǒ）,又能節約投資（zī）。
2 過濾風速與（yǔ）溫度、濃度和粒徑的綜合關係
從理論上分析,過濾風速與溫度之間的（de）關係應該不密（mì）切,隻不過淨（jìng）化微細粉塵(粒徑<1um)時,溫度越高（gāo）,粒（lì）子（zǐ）布（bù）朗擴散（sàn）越強,過濾風速宜取較小值,可使效率高（gāo）一些（xiē）。關於廢氣中煙（yān）粉濃度（dù）對過濾風（fēng）速的影（yǐng）響,相對說來就要大一些:一般說來,廢氣（qì）中煙（yān）粉（fěn）塵濃度越高,過濾風速（sù）就應小一些,這樣（yàng）才能減少清灰次數（shù）,維持煙粉塵（chén）穩定排放。如果濃度較高,過濾風速也較大,不僅會發生粒子穿（chuān）透,而且布袋上的粉塵層很快增厚,阻力迅速增大,相應地清灰（huī）頻率也就增加,脈衝布袋除塵器,因清灰力度較（jiào）大,雖然不會破壞初層粉塵,但清灰後,總有一段時間,除塵效率會下降(有時甚至會低於98% ),如果清灰次數越多,那麽這種（zhǒng）現（xiàn）象也就越多,進而影響除塵器的總效率,這對於排（pái）放要求（qiú）很嚴格的行業(如排放濃度要求小於30mg/Nm3),是（shì）不容易達到（dào）要求的（de）。因此,需（xū）將過濾風速取小一些,從而減少清灰次數,保持除塵器在高效率下正常運轉。
過濾風速（sù）到底和廢氣溫度、煙（yān）粉塵濃度有何（hé）具體關係,我們可從實驗上加以研究,表2是作者為各行業設計的除塵器的工作參數表(僅選取了除塵效率在9919%以上的設備（bèi）或出口排放濃度小（xiǎo）於30mg/Nm3的設備)。
從表2的數據可粗（cū）略看出,煙塵粒徑越小,過濾風速就越小;從圖2和（hé）圖3的關係曲線可（kě）看出廢氣中含塵濃度（dù）越高,過濾風速（sù）就越小;廢氣溫度越（yuè）高,過濾風速越小。因此,可近似認為過（guò）濾風速與廢氣（qì）溫度、煙粉塵濃度成反比。由於廢氣溫（wēn）度、煙塵濃度、煙粉塵粒徑3個變量（liàng）是互不相關的獨立變量,任（rèn）何（hé）獨立的隨機變量其聯合出現的（de）概率密度等於其各自的概率（lǜ）密度之積,所以我們可以（yǐ）認為過濾風速與廢氣溫（wēn）度、煙塵濃度和粒徑（jìng）的綜合關係是它們各自獨立關（guān）係（xì）的積,也即:
將（jiāng）表2的數據代入上式（shì）,經曲線擬合,我們得到如下關係式:
由此可見（jiàn）,脈衝清灰（huī）袋式除塵器過濾風速與（yǔ）廢氣（qì）溫度和廢氣中的（de）煙粉塵濃度成反比,與煙（yān）粉（fěn）塵粒徑的對數成正比。
該式雖是通過曲線擬合得到的,但我們在2005年後設計脈衝除塵器時,其過濾風速的選取均是采用該模式計算,每台（tái）除塵器（qì）的除塵效果都達到了要求(除塵效率（lǜ）達到99.9%或排放口濃度小（xiǎo）於30g/Nm³)。
3 結 論
過濾風（fēng）速的選取是袋式除塵器設計（jì）的關鍵參數,直接關係到除塵效率的高低。本文在（zài）對工程應用中的各除塵器的相（xiàng）關參數測（cè）定後,通過曲線（xiàn）擬合,得出過濾風速與廢氣溫度、廢氣中的煙粉塵濃度、煙粉塵粒徑之間的數學模型。同時經檢驗采用該模型來指導設計（jì）,在一定範圍（wéi）內是（shì）可（kě）行的。
