滤芯除尘设备

　　滤芯式除尘设备早在20世纪70年代已经出现，且具有体积小、效率高等优点，但因其设备容量小，过滤风速低，不能处理大风量，应用范围较窄。由于新型滤料的出现和除尘设备设计的改进，滤芯式除尘设备在除尘工程中应用逐渐增多。滤芯式除尘设备的特点如下：
　　①由于滤料折格使用，布置密度大，除尘设备结构紧凑，体积小，滤料性能要求刚性大；
　　②滤芯高度小，安装方便，使用维修工作量小；
　　③与同体积除尘设备相比，过滤面积相对较大，过滤风速较小，阻力不大；
　　④滤料折格要求两端密封严格，不能有漏气，否则会降低效果。
一、滤芯构造
　　滤芯式除尘设备的过滤元件是滤芯，滤芯的构造分为顶盖，金属框架、褶形滤料和底座等4部分。
　　滤芯是设计长度的滤料折叠成褶，首尾黏合成筒；筒的内外用金属框架支撑，上下用顶盖和底座固定，顶盖有固定螺栓及垫圈。圆形滤芯的性能和外形尺寸见图。

　　滤芯的构造如图13—22所示，滤芯的内层和外层均为金属网（或硬质塑料网）。中间为褶形的滤料。由于采用了密集型的折叠，使其过滤面积大为增加。极大的过滤面积是滤芯的突出特点。
　　滤芯所用的滤料既区别于袋式除尘设备用的滤布，又区别于空气过滤器的滤纸。滤布的纤维间的间隙一般为12—60um，滤纸纤维间的间隙则更大。滤芯用滤料的特点是，把一层亚微米级的超薄纤维黏附在一般滤料上，在该黏附层上纤维间排列非常紧密，其间隙0.12—0.6um。极小的筛孔可把大部分亚微米级的尘粒阻挡在滤料表面，使其不能深入底层纤维内部（图13—23)。因此，在除尘初期即可在滤料表面迅速形成透气性好的粉尘层，使其保持低阻、O。由于尘粒不能深入滤料内部，因此具有低阻、便于清灰的特点。
　　BHA折叠式滤芯滤料的表面过滤机理和纤维黏压技术使滤料形成许多密布的微细气流通道，其过滤效率极高，同时又能保持相对低的运行阻力，处理风量显著增大。
　　滤料材质要求刚性强，使其作为褶式滤芯滤料无需依赖支撑材料，一个褶式滤芯替代了滤袋和宪架等部件。同时该过滤材料抗潮性能好，强度高，清灰容易，使用寿命长，可减少除尘设备的维护工作量。
　　比较试验表明，纺黏聚酯过滤介质的排放浓度仅为传统介质的一半。以0.5um的二氧化硅微粒，过滤风速为1.5um/min，粉69mg/m³作为测试参数，纺黏聚酯滤料的排放浓度仅为5—7mg/m³，对压差进行观测，纺黏聚酯过滤介质在保持O的同时，压差却比标准针刺毡的压差低。
　　此外还有用覆膜滤布，硬质针刺毡作为滤芯滤料的。
二、滤芯式除尘设备工作原理
　　1、除尘设备组成
　　除尘设备由进风管、排风管、箱体、灰斗、清灰装置、滤芯及电控装置组成，滤芯倾斜布置见图13—24，滤芯垂直布置见图13—25。

　　滤芯在除尘设备中的布置很重要，滤芯可以垂直布置在箱体花板上，也可以倾斜布置在花板上，用螺栓固定，并挚有橡胶垫；花板下部分为过滤室，上部分为净气室。滤芯除了用螺栓固定外，更方便的方法是自动锁紧装置置（见图13—26）和橡胶压紧装置（见图13—27），这两种方法对安装和维修十分方便。

　　2、滤芯式除尘设备工作原理
　　含尘气体进入除尘设备灰斗后，由于气流断面突然扩大，气流中一部分颗粒粗大的尘粒在重力和惯性力作用下沉降下来，粒度细、密度小的尘粒进人过滤室后，通过布朗扩散和筛滤等综合效应，使粉尘沉积在滤料表面，净化后的气体进入净气室由排气管经风
机排出。
　　滤芯式除尘设备的阻力随滤料表面粉尘层厚度的增加而增大，阻力达到某一规定值时，进行清灰，此时脉冲控制仪控制电磁脉冲阀的启闭。当脉冲阀开启时，气包内的压缩空气通过电磁脉冲阀经喷吹管上的小孔喷射出一股高速、高压的引射气流，从而形成一股相当于引射气流体积1～2倍的诱导缺陷流，一同进入滤芯内，使滤芯内出现瞬间正压并产生鼓胀和微动；沉积在滤料上的粉尘脱落，掉入灰斗内，灰斗内的粉尘通过卸料器，连续排出。
　　这种脉冲喷吹清灰方式，是逐排滤芯顺序清灰，脉冲阀开闭一次产生一个脉冲动作，所需的时间为0.1～0.2s；脉冲阀相邻两次开闭的间隔时间为1～2min，全部滤芯完成一次清灰循环所需的时间为10～30min。由于本设备为低压脉冲清灰，所以根据设备阻力情况，应对喷吹压力、喷吹间隔和喷吹周期进行调节。
　　3、滤芯式除尘设备清灰系统
　　滤芯式除尘设备的清灰示意见图13—28，滤芯式除尘设备特别适合安装在室内生产线中，或者作为移动式除尘设备应用。由于需要特殊加工，折叠式滤芯每平方的滤料面积相对比滤袋大，而且滤芯的清灰系统要求比较高，风速一般在0.8m/min以下，比滤袋低，所以滤芯式除尘设备的造价也就比袋式除尘设备稍高。
　　由于滤芯本身是一个硬固体，不再配置骨架，所以滤芯的清灰与传统的滤袋清灰不同。图13—28所示是用一个脉冲阀喷吹三个排在一起的滤芯。滤芯的总过滤面积应有限制。

　　如果采用图13—28的滤芯清灰方法，即脉冲气流没有经过文丘里就直接喷吹进入滤芯内部，将会导致滤芯靠近脉冲阀的一端（上部）承受负压，而滤芯的另一端（下部）将承受正压（如图13—29）。这就会造成滤芯的上下部清灰不同而可能缩短使用寿命，并使设备不能受到有效清灰。
　　为此可在脉冲间出口或者脉冲喷吹管上安装滤芯用文丘里喷嘴。把喷吹压力的分布情况改良成比较均匀的全滤芯高度正压喷吹。
　　滤芯用文丘里喷嘴的结构和安装高度见图13—30。

　　灰尘堆积在滤芯的折叠缝中将使清灰比较困难。所以折叠面积大的滤芯（每个滤芯的过滤面积达到20—22m²）一般只适合应用于较低入口浓度的情况。