石材生產(chǎn)粉塵污染較重，通風除塵是石材生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，它對確保生產(chǎn)環(huán)境潔凈，保護生產(chǎn)者身心健康具有重要意義。
袋式除塵器是一種利用有機纖維或無機纖維過濾材料將含塵氣體中的粉塵濾出的除塵設(shè)備。它不僅對粉塵有很好的捕集效果，而且輔以必要的措施還可以處理一些有毒有害的氣體，因而在石材工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，已成為防止大氣污染、改善勞動條件、回收有用物料以及保護機電設(shè)備等方面的有效裝置。本文將以石材加工為例，探討袋式除塵器的設(shè)計的問題。
但是通過調(diào)查也發(fā)現(xiàn)，有些袋式除塵器的應(yīng)用效果不夠理想，如粉塵排放濃度超標、設(shè)備阻力過大、維護任務(wù)繁重；有的裝置使用不久就棄而不用，更為嚴重的是有些袋式除塵器還曾發(fā)生過爆炸事故。通過分析，認為只有針對不同的具體情況，正確地設(shè)計袋式除塵器，選擇合理的設(shè)計參數(shù)，方可取得高效、低耗、安全可靠的運行效果。袋式除塵器比較重要的設(shè)計參數(shù)包括：濾袋選擇、過濾速度、過濾面積、清灰方法等，下面就這些設(shè)計參數(shù)的選擇計算方法作一些分析。
一、濾袋的選擇
濾布必須有合適的孔隙，允許空氣順利通過而阻擋細小的粉塵進入濾布內(nèi)部。細小顆粒的粉塵一旦進入濾布內(nèi)部，就無法將其清除，造成濾布透氣性能大大下降，除塵阻力增大，甚至濾袋無法再使用。這也是為什么除塵器濾袋纖維直徑要求較細、濾布較“密實”的原因。雖然細纖維制成的濾布價格較高，剛開始使用時過濾阻力較大，但在整個使用期比較穩(wěn)定，使用壽命長。當然，現(xiàn)在已有了防止粉塵進入濾布內(nèi)部而透氣性能又不降低的新型材料，比如在濾袋與粉塵接觸表面噴涂或覆蓋一層超薄氟化樹脂微孔膜。惰性樹脂是完全疏水的，光滑的表面不但不會粘上粉塵，而且對含水率較高的粉塵也會大大降低由粘附產(chǎn)生糊袋現(xiàn)象。也有用專用處理粉劑噴涂濾袋表面，使之表面形成極薄的濾餅，使孔隙度比較均勻、細小。對濾布表面進行壓光或燒結(jié)等特殊工藝處理，也可以達到同樣的目的。二防(防油、防水、防靜電)濾布在建材企業(yè)除塵行業(yè)得到較廣泛的應(yīng)用?？傊?，在選擇濾袋材料時，最好參考相關(guān)資料或請教專業(yè)生產(chǎn)廠和專家。
現(xiàn)在濾袋生產(chǎn)廠很多，品種差異大.價格差異也大。在選擇濾袋時要綜合考慮價格、使用壽命和處理物料的物性。特別是外購除塵器時不能單純考慮價格，還必須考慮其配置和材料。有的濾袋處理某種粉塵有效，但對其他粉塵可能不是很好。濾布結(jié)構(gòu)可以是氈制的或編織的。大多數(shù)的氈制品由于纖維間的毛細作用會吸潮，但一些特殊的氈制品比如玻璃纖維針織氈可以在一定程度上防潮。氈制品纖維的不規(guī)則排列，孔隙均勻，同時為了保證其強度，濾袋厚度較厚，除塵效率高。在一些重要場合或粉塵細的物料，特別是具有較高表面氣流速度的除塵器濾袋經(jīng)常采用。編織的纖維織品是用紡紗編織而成的。紡紗間有各種花紋的孔隙，表面光潔，容易設(shè)計成可以保持或脫離濾餅的濾布。為了進一步提高表面性能，可以用硅酮樹脂噴涂，獲得耐磨表面、改進濾餅的脫離或降低濾袋的吸潮能力。對粘附性大的各種化學藥品最好采用編織纖維的濾袋。
二、過濾速度
袋式除塵器的過濾速度V是被過濾的氣體流量(m3/min)和過濾織物面積(㎡)的比值。過濾速度是決定除塵器性能的一個重要參數(shù)，其大小直接影響到袋式除塵器的一次性投資、運行費用、除塵效率等。過濾速度太高會造成壓力損失過大，降低除塵效率，使濾袋堵塞以至快速損壞。但是，提高過濾速度可以減少過濾面積，以較小的設(shè)備來處理同樣流量的氣體。
過濾速度小會提高除塵效率，延長濾袋使用壽命，但會造成除塵器過于龐大，一次性投資加大。目前尚無可利用的理論計算公式計算過濾速度，主要靠經(jīng)驗確定。但就定性而言，它與粉塵性質(zhì)、氣體含塵濃度、濾袋材質(zhì)和清灰方式等因素有關(guān)。一般情況下，若含塵濃度高、粉塵顆粒小，過濾速度應(yīng)取小值，反之則取高值。
三、過濾面積
1、濾袋規(guī)格
2、過濾面積的確定
3、濾袋數(shù)量
四、清灰
袋式除塵器依靠濾袋對含塵氣體進行過濾。含塵氣體穿過濾袋時，隨著它們深入濾料內(nèi)部，使纖維間空隙逐漸減小，最終形成附著在濾袋表面的粉塵層，即所謂的初層。袋式除塵器的過濾作用主要是依靠這個初層以及逐漸堆積起來的粉塵層進行的，即使過濾很微細的粉塵也能獲得較高的除塵效率。隨著粉塵在初層基礎(chǔ)上不斷積聚，使其透氣性變壞，除塵器的阻力增加，雖然此時濾袋的除塵效率也增大，但阻力過大會使濾袋極易損壞或因濾袋兩側(cè)的壓差過大，使空氣通過濾袋孔眼的速度(過濾速度)過高，將已粘附的粉塵帶走，反而使除塵效率下降。因此，袋式除塵器運行一定時間后要及時清灰，清灰時又不能破壞初層，以免除塵效率下降。袋式除塵器的清灰方法有三種：機械搖動清灰，逆氣流反吹和振動聯(lián)合清灰，脈沖噴吹清灰。
1、機械搖動清灰
機械搖動清灰是先關(guān)閉除塵風機，然后通過一臺搖動電機的往復搖動給濾袋一個軸線方向的往復力，濾袋又將這一往復力轉(zhuǎn)換成徑向的抖動運動，使附著在濾袋上的粉塵下落。顯然在過濾狀態(tài)時，由于濾袋受氣流的壓力而成柱狀，搖動軸的往復運動就不能轉(zhuǎn)換成濾袋的徑向抖動，這就是必須停機清灰的原因。為了充分利用粉塵層的過濾作用，選擇的過濾速度較低，清灰時間間隔較長(當阻力達到400-600Pa時清灰為宜)，即使用普通的棉布做濾料，也會有較高的除塵效率。這種清灰方法的除塵器結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定，適合小風量、低濃度和分散的揚塵點的除塵，但不適合除塵器連續(xù)長時間工作的場合。
2、逆氣流反吹清灰
從相反方向反吹空氣通過濾袋和粉塵層，利用氣流使粉塵從濾袋上脫落。采用氣流清灰時，濾袋內(nèi)必須有支撐結(jié)構(gòu)，如撐環(huán)或網(wǎng)架，以避免把濾袋壓扁、粘連，破壞初層。反吹空氣可以有專門的風機供給，也可以利用除塵器本身的負壓從外部吸入，采用后者時，除塵器本身的負壓值不得小于500Pa。清灰過程是分組進行的，某一組濾袋清灰時，反吹空氣閥門自動打開，同時凈化空氣出口閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。對于利用大氣反吹的除塵器，當阻力達到600-1000Pa時清灰為宜；對于利用風機反吹的除塵器，當阻力達到800-1200Pa時清灰為宜，清灰時間約為30-60s，清灰的時間間隔約為3-8min。這種清灰力一法的除塵器處理風量大，因采用分室結(jié)構(gòu)，故可在非停機的條件下維修檢查。清灰機構(gòu)簡單，維護方便。如濾袋采用內(nèi)濾式，粉塵均集聚在濾袋的內(nèi)表面上，檢查人員或換袋人員的勞動條件大為改善。
3、脈沖噴吹清灰
含塵氣體通過濾袋時，粉塵阻留在濾袋外表面，凈化后的氣體經(jīng)文丘里管從上部排出。 每排濾袋上方設(shè)一根噴吹管，噴吹管上設(shè)有與每個濾袋相對應(yīng)的噴嘴，噴吹管前端裝設(shè)脈沖閥，通過程序控制機構(gòu)控制脈沖閥的啟閉。脈沖閥開啟時，壓縮空氣從噴嘴高速射出，帶著比自身體積大5-7倍的誘導空氣一起經(jīng)文丘里管進入濾袋。濾袋急劇膨脹引起沖擊振動，使附在濾袋外的粉塵脫落。當阻力達到1-1.5kPa時清灰為宜。壓縮空氣的噴吹壓力為500-600kPa，脈沖周期(噴吹的時間間隔)為60s左右，脈沖寬度(噴吹一次的時間)為0.1-0.2s。脈沖噴吹清灰的優(yōu)點是清灰過程不中斷濾料工作，能實現(xiàn)粘附性強的粉塵脫落，清灰時間間隔短，可選用較高的過濾速度。缺點是脈沖噴吹需要有壓縮空氣源。
（1）噴吹壓力
噴吹壓力是指脈沖噴吹的壓縮空氣壓力，噴吹壓力越大，誘導的二次氣流越多，形成的反吹氣速越大，清灰效果越好，袋濾器壓降下降越明顯。
（2）噴吹間隔
噴吹間隔的長短直接影響到除塵器的壓降。對采用定時控制的脈沖袋式除塵器，噴吹間隔由脈沖控制儀設(shè)定，定時噴吹(開環(huán)控制)。通過調(diào)整脈沖間隔，可使除塵器壓降基本保持穩(wěn)定狀態(tài)下運行。在不影響正常運行的條件下，應(yīng)盡量延長脈沖間隔，這樣可以減少壓縮空氣耗量，還可以減少脈沖閥膜片及濾袋的損壞，延長使用壽命。延長噴吹間隔，噴吹系統(tǒng)耗電量雖然少了，但由于除塵器壓降增加過多，會增加引風機的耗電量。
（3）噴吹時間
噴吹時間(又稱脈沖寬度)即脈沖閥開啟噴吹的時間。一般噴吹時間越長，噴人濾袋內(nèi)的壓縮空氣量也越多，清灰效果好。但噴吹時間增加到一定值后，對清灰效果的影響并不明顯。
（4）壓縮空氣耗量
壓縮空氣耗量主要取決于噴吹壓力、噴吹周期、噴吹時間、脈沖閥型式和口徑以及濾袋數(shù)等因素。
五、結(jié)語
石材工業(yè)中的粉塵對生產(chǎn)空間的內(nèi)外環(huán)境的危害是眾所周知的，也是當前迫切需要解決的問題。除了配置合適的除塵設(shè)備外，尚需用戶了解除塵器的除塵機理、操作條件和影響因素。正確使用和維護除塵設(shè)備，既可使其發(fā)揮最大的除塵效果，還可以延長使用壽命。當然，與除塵器配套的風機風壓和風量等參數(shù)也會直接影響除塵效果，在設(shè)計、使用過程中亦應(yīng)一起考慮。除塵效率與過濾速度、氣體的含塵濃度和連續(xù)運行的時間有關(guān)。過濾速度、氣體的含塵濃度和連續(xù)運行的時間又是相互制約的。處理含塵濃度高的氣體時，清灰時間間隔應(yīng)盡量縮短；進口含塵濃度低、清灰時間間隔短、清灰效果好的除塵器，可以選用較高的過濾速度；相反，則應(yīng)選擇較低的過濾速度。隨著袋式除塵器在石材工業(yè)中的長期應(yīng)用和理論研究的不斷深人，如設(shè)計參數(shù)、過濾機理、濾料性能、設(shè)備結(jié)構(gòu)和清灰方法等工作的進一步研究，
袋式除塵器在石材工業(yè)的生產(chǎn)和環(huán)境保護中將發(fā)揮更大的作用。
