濾芯除塵設備

　　濾芯式除塵設備早在20世紀70年代已經出現，且具有體積小、效率高等優點，但因其設備容量小，過濾風速低，不能處理大風量，應用范圍較窄。由于新型濾料的出現和除塵設備設計的改進，濾芯式除塵設備在除塵工程中應用逐漸增多。濾芯式除塵設備的特點如下：
　　①由于濾料折格使用，布置密度大，除塵設備結構緊湊，體積小，濾料性能要求剛性大；
　　②濾芯高度小，安裝方便，使用維修工作量小；
　　③與同體積除塵設備相比，過濾面積相對較大，過濾風速較小，阻力不大；
　　④濾料折格要求兩端密封嚴格，不能有漏氣，否則會降低效果。
一、濾芯構造
　　濾芯式除塵設備的過濾元件是濾芯，濾芯的構造分為頂蓋，金屬框架、褶形濾料和底座等4部分。
　　濾芯是設計長度的濾料折疊成褶，首尾黏合成筒；筒的內外用金屬框架支撐，上下用頂蓋和底座固定，頂蓋有固定螺栓及墊圈。圓形濾芯的性能和外形尺寸見圖。

　　濾芯的構造如圖13—22所示，濾芯的內層和外層均為金屬網（或硬質塑料網）。中間為褶形的濾料。由于采用了密集型的折疊，使其過濾面積大為增加。極大的過濾面積是濾芯的突出特點。
　　濾芯所用的濾料既區別于袋式除塵設備用的濾布，又區別于空氣過濾器的濾紙。濾布的纖維間的間隙一般為12—60um，濾紙纖維間的間隙則更大。濾芯用濾料的特點是，把一層亞微米級的超薄纖維黏附在一般濾料上，在該黏附層上纖維間排列非常緊密，其間隙0.12—0.6um。極小的篩孔可把大部分亞微米級的塵粒阻擋在濾料表面，使其不能深入底層纖維內部（圖13—23)。因此，在除塵初期即可在濾料表面迅速形成透氣性好的粉塵層，使其保持低阻、O。由于塵粒不能深入濾料內部，因此具有低阻、便于清灰的特點。
　　BHA折疊式濾芯濾料的表面過濾機理和纖維黏壓技術使濾料形成許多密布的微細氣流通道，其過濾效率極高，同時又能保持相對低的運行阻力，處理風量顯著增大。
　　濾料材質要求剛性強，使其作為褶式濾芯濾料無需依賴支撐材料，一個褶式濾芯替代了濾袋和憲架等部件。同時該過濾材料抗潮性能好，強度高，清灰容易，使用壽命長，可減少除塵設備的維護工作量。
　　比較試驗表明，紡黏聚酯過濾介質的排放濃度僅為傳統介質的一半。以0.5um的二氧化硅微粒，過濾風速為1.5um/min，粉69mg/m³作為測試參數，紡黏聚酯濾料的排放濃度僅為5—7mg/m³，對壓差進行觀測，紡黏聚酯過濾介質在保持O的同時，壓差卻比標準針刺氈的壓差低。
　　此外還有用覆膜濾布，硬質針刺氈作為濾芯濾料的。
二、濾芯式除塵設備工作原理
　　1、除塵設備組成
　　除塵設備由進風管、排風管、箱體、灰斗、清灰裝置、濾芯及電控裝置組成，濾芯傾斜布置見圖13—24，濾芯垂直布置見圖13—25。

　　濾芯在除塵設備中的布置很重要，濾芯可以垂直布置在箱體花板上，也可以傾斜布置在花板上，用螺栓固定，并摯有橡膠墊；花板下部分為過濾室，上部分為凈氣室。濾芯除了用螺栓固定外，更方便的方法是自動鎖緊裝置置（見圖13—26）和橡膠壓緊裝置（見圖13—27），這兩種方法對安裝和維修十分方便。

　　2、濾芯式除塵設備工作原理
　　含塵氣體進入除塵設備灰斗后，由于氣流斷面突然擴大，氣流中一部分顆粒粗大的塵粒在重力和慣性力作用下沉降下來，粒度細、密度小的塵粒進人過濾室后，通過布朗擴散和篩濾等綜合效應，使粉塵沉積在濾料表面，凈化后的氣體進入凈氣室由排氣管經風
機排出。
　　濾芯式除塵設備的阻力隨濾料表面粉塵層厚度的增加而增大，阻力達到某一規定值時，進行清灰，此時脈沖控制儀控制電磁脈沖閥的啟閉。當脈沖閥開啟時，氣包內的壓縮空氣通過電磁脈沖閥經噴吹管上的小孔噴射出一股高速、高壓的引射氣流，從而形成一股相當于引射氣流體積1～2倍的誘導缺陷流，一同進入濾芯內，使濾芯內出現瞬間正壓并產生鼓脹和微動；沉積在濾料上的粉塵脫落，掉入灰斗內，灰斗內的粉塵通過卸料器，連續排出。
　　這種脈沖噴吹清灰方式，是逐排濾芯順序清灰，脈沖閥開閉一次產生一個脈沖動作，所需的時間為0.1～0.2s；脈沖閥相鄰兩次開閉的間隔時間為1～2min，全部濾芯完成一次清灰循環所需的時間為10～30min。由于本設備為低壓脈沖清灰，所以根據設備阻力情況，應對噴吹壓力、噴吹間隔和噴吹周期進行調節。
　　3、濾芯式除塵設備清灰系統
　　濾芯式除塵設備的清灰示意見圖13—28，濾芯式除塵設備特別適合安裝在室內生產線中，或者作為移動式除塵設備應用。由于需要特殊加工，折疊式濾芯每平方的濾料面積相對比濾袋大，而且濾芯的清灰系統要求比較高，風速一般在0.8m/min以下，比濾袋低，所以濾芯式除塵設備的造價也就比袋式除塵設備稍高。
　　由于濾芯本身是一個硬固體，不再配置骨架，所以濾芯的清灰與傳統的濾袋清灰不同。圖13—28所示是用一個脈沖閥噴吹三個排在一起的濾芯。濾芯的總過濾面積應有限制。

　　如果采用圖13—28的濾芯清灰方法，即脈沖氣流沒有經過文丘里就直接噴吹進入濾芯內部，將會導致濾芯靠近脈沖閥的一端（上部）承受負壓，而濾芯的另一端（下部）將承受正壓（如圖13—29）。這就會造成濾芯的上下部清灰不同而可能縮短使用壽命，并使設備不能受到有效清灰。
　　為此可在脈沖間出口或者脈沖噴吹管上安裝濾芯用文丘里噴嘴。把噴吹壓力的分布情況改良成比較均勻的全濾芯高度正壓噴吹。
　　濾芯用文丘里噴嘴的結構和安裝高度見圖13—30。

　　灰塵堆積在濾芯的折疊縫中將使清灰比較困難。所以折疊面積大的濾芯（每個濾芯的過濾面積達到20—22m²）一般只適合應用于較低入口濃度的情況。