布袋除尘器的毕业设计
布袋除尘器作为一种高效除尘设备，目前已广泛应于各工业部门。近年来，随着国民经济的发展以及愈来愈严格的环境保护要求，布袋除尘器在产量上有了相当大的增长，品种也日渐增多。因此，在设计工作中合理地选定布袋除尘器的基本参数，正确地进行除尘系统设计，不仅对于控制污染、保护环境有重要作用，而且对于提高设备处理含尘气体的能力，降低设备投资从而减少工程造价，也具有极重要的经济意义。本文就布袋除尘系统设计实践中常遇到的两个问题，试图从设计的角度并结合笔者的工作实践作一探讨。
1 过滤风速问题
过滤风速的选取，对保证除尘效果，确定除尘器规格及占地面积，乃至系统的总投资，具有关键性的作用。近年来，在工程项目除尘系统设计中，对过滤风速的选取有越来越偏低的现象究其原因可能是：
(1)有些设计者认为过滤风速取低一些，可以提高除尘效率，增强清灰能力，延长清灰周期，从而延长滤袋使用寿命；
(2)过去有些文献或专著特别强调过滤风速不能取得太高，以免阻力增大，运行费用提高；
(3)目前国产的布袋除尘(小型布袋除尘机组除外)产品样本规定的过滤风速，大都在2.5 m/min以下，较为普遍的是在1.0~1.5 m/min范围，对于大布袋则在1.0 m/min以下，即使是采用压缩空气喷吹清灰的脉冲袋式除尘器，其过滤风速最高也只是在3.0 m/min左右，超过4 m/min的较为少见。于是，设计者往往易于在产品样本推荐的过滤风速下，再降低一定的数值来确定过滤面积，从而导致过滤风速取值偏低。
基于上述原因，设计工作中过滤风速取低0.1~0.25 m/min的现象大量存在。
应该说，上述理由并非毫无道理。但是，如果轻易地降低过滤风速，即使降低的绝对值较小，如0.1~0.25 m/min，由此将使过滤面积增加约10%，设备投资也将增加近10%，处理的风量越大，增加的投资必然越多，设备的占地面积亦相应加大。显然，这是不经济的；此外，孤立地看待上述理由，也是不合适的。
那么，如何正确地选定过滤风速呢?实际上这是一项较复杂的工作，它与粉尘性质、含尘气体的初始浓度、滤料种类、清灰方式有密切的关系。然而，从设计角度讲，应该也可以抓住主要问题进行分析。这是因为，目前国内产品中可供选择的滤料种类及其清灰方式相对讲不是很多，滤料及其清灰方式相应地易于确定；至于初始尘浓，除了工艺提供资料外，或经实测取得一手数据，或按设计者的经验确定。这就是说，影响过滤风速的尘浓、滤料及清灰方式三个因素相对的说较易合理地确定。
所以，笔者认为，正确选择过滤风速的关键，首先在于弄清粉尘及含尘气体的性质，其次要正确理解和认识过滤风速与除尘效率、过滤阻力、清灰性能三者之间的关系。
对于粉尘及含尘气体的性质，应最大限度地掌握以下几点。
第一，要弄清粉尘的粒径分布。粉尘的粒径是它的基础特性，它是由各种不同粒径的粒子组成的集合体，单纯用平均粒径来表征这种集合体是不够的。
第二，要弄清粉尘的粘性。粘性是粉尘之间或粉尘与物体表面分子之间相互吸引的一种特性。对布袋除尘器，粘性的影响更为突出，因为除尘效率及过滤阻力在很大程度上取决于从滤料上清除粉尘的能力。
第三，应弄清粉尘的容重或堆积比重，即单位体积的粉尘重量。其中的单位体积包括尘粒本身体积、尘粒表面吸附的空气体积、尘粒本身的微孔、尘粒之间的空隙。弄清粉尘的容重，对通风除尘具有重要意义，因为它与粉尘的清灰性能有密切的联系。
第四，应弄清含尘气体的物理、化学性质，如温度、含湿量、化学成份及性质。这些参数的确定与除尘附加处理措施、过滤风速的选择有着直接间接的关系。如有的含尘气体含有氯化物等化学成份，一般氯化物易于“吸潮”，如不采取附加的措施，可能导致“糊袋”。
应该承认，要全面准确地收集上述四方面的数据，从我国目前的设计实践看，客观上还有一定的困难。但是，作为设计师，至少应对其有定性的了解。
对于过滤风速与除尘效率、过滤阻力、清灰性能三者之间的关系，可以从下述三方面来进行分析。
第一，除尘效率方面。我们知道，从除尘机理上说，有惯性效应(包括碰撞、拦截)和扩散效应。对粉尘粒径而言，按Friediander的理论，对滤料单一纤维的除尘效率为
式中 KD、KI———由烟气温度、粘度、密度确定的常
数；
dF———单一纤维直径；
dp———粉尘粒径；
VS———过滤风速。
由上式可知，若dp为1μm以下的微尘，借助扩散效应能有效地捕集，适当降低VS可以提高除尘效率η；若dp为5~15μm以内的粉尘，借助惯性效应能有效地捕集，提高VS可以提高η。实践证明，对一般性烟尘，提高过滤风速VS对除尘效率η影响甚微。
第二，过滤阻力方面。过滤阻力随滤料上粉尘量的增大而增大，滤料不同，单位滤料面积上容尘量也不同，但从工程角度讲，其差异必竟较小，一般仅从粉尘粒度来考虑滤料的容尘负荷，对粒径大的即粗粉尘取300~1000 g/m2，对微细粉尘取100~300g/m2。国内在80年代初就有专著介绍过对水泥粉尘的滤尘量、过滤风速、过滤阻力三者关系的实测数据，见表1。
从上表数据可以看出：当滤尘量一定时，过滤风速增加1倍，阻力增加25%~50%；即使过滤风速增加2倍，阻力增加亦不到80%，而且过滤风速越低，阻力增加的百分比越小；反过来说，当滤尘量一定，过滤风速降低1倍时，阻力降低不到30%。可见，过滤风速的增减与过滤阻力的增减并不成正比，如果简单地用降低过滤风速的办法来达到降低过滤阻力从而降低运行费用的目的是欠妥的。
第三，清灰性能方面。粉尘的清灰性能与粉尘的性质，即粘性、粒度、容重有极大的关系。粉尘的粘性大、粒度小、容重小，清灰困难，过滤风速应取低一些，反之可取高一些。国内有人做过实验，对于滑石粉类中细滑爽尘，在所有工况条件下，仅需一次反吹清灰，滤袋阻力即可恢复原值，二次积尘几乎全被吹落，滤袋再生较好，反吹风量比率仅需25%~30%；而对于氧化铁类超细粘性尘，通常需要连续多次反吹清灰，才能有效降低滤袋阻力，还难以复回原值，反吹风量比率高达50%~70%。这就证明，对某一确定的布袋除尘器，粉尘的清灰性能主要取决于粉尘及其含尘气体的性质，并不是所有的粉尘，只要过滤风速取低些，就可增强清灰能力。
此外，在滤料确定的情况下，降低过滤风速可以延长清灰周期，但是滤袋的寿命并不完全取决于清灰周期。因为当确定了某个过滤风速时，滤袋的不同地方过滤风速也不同，国外做过的实验发现，在一条滤袋上的局部过滤速度相差可达4倍，甚至超过4倍!
综上所述，可以得出这样的结论：盲目地降低过滤风速并不完全能保证提高除尘效率，也不一定能相应地降低过滤阻力，还可能造成不必要的经济损失。只有在充分了解粉尘性质及系统特性，正确理解过滤风速与除尘效率、过滤阻力、清灰性能之间的关系，并在这两者的结合上有一个清晰的认识后，才可能合理地确定过滤风速。
2 大气反吹布袋除尘器的反吹风压问题
大气反吹布袋除尘器国内生产厂家、型号比较多，国外引进工程中采用这种设备的也不少。反吹风清灰的空气可以取自大气，也可以取自经过本设备净化后的“烟气”。这种除尘器以其维护管理简便，在处理大流量含尘气体时占地面积小的优点而被广泛采用。但是，近年来我们通过一些实地调查和测定，发现有些设计者对反吹风清灰的风压考虑不周，有的甚至在设计大气反吹布袋除尘系统时，还没意识到必须认真考虑反吹风压这个问题，因而投入运行后不久，由于滤袋积灰得不到有效清理而使滤袋阻力上升，当积灰达到某一厚度时，反吹效果几乎为零，导致除尘器不能正常工作，吸尘点粉尘大量外逸。更有甚者，有的设计者在现场处理这样的问题时，不去认真找出系统设计中的问题，而是简单地采取加大风机电机功率以增加风压的办法，以致白白地增加能耗及噪声污染。
笔者曾对西安某厂抛丸除尘系统进行了现场测定。该厂在系统中选用HBF-XⅣ/Ⅱ型横扁袋反吹式除尘器，过滤面积420 m2，系统的简图如图1。
该系统中，设计者从尽可能减少除尘系统管路阻力的原则出发，除尘器入口前管路计算阻力为800 Pa，初始尘浓度计算值为30 g/m3，实测为27.8g/m3，采用沉降室加布袋两级除尘，选用风机G4-73-11No10D，风量61 600~33 100 m3/h，风压为2296~3 237 Pa，从粉尘及含尘气体性质看，系统配置尚属合理，测定结果见表2。
从图1及表2的测定值可以看出，对本系统而言，清灰后滤袋阻力下降较小，除尘器反吹清灰时，反吹风压仅为736~834 Pa时，它实际上等于除尘器入口处的全压。
按一般的理解，除尘器前管路的阻力应该越小越好，但对于选用大气反吹除尘器的系统，这种理解就不全面了。
如图2，反吹风布袋除尘器清灰时，首先关闭滤袋室的出口阀门M，并打开反吹风管阀门N，由于其它各室内部都处于负压，大气通过反吹风管路进入滤袋室进行反吹清灰，清灰后的气体与含尘气体一起进入邻室净化后排出。因此，含尘气体和反吹风汇合处(图2中的A点)的压力与除尘器前管路系统的起始点C(即吸尘罩口)的压差在数值上应该等于A点的压力与反吹风管路进口处(图2中B点)的压差，而A点与B点的压差基本上就是反吹风压。所以，如果除尘器入口前管路总阻力小于反吹风管路(包括反吹风管道、阀门、一层滤袋)的总阻力，这时要么反吹风量降低而使反吹风压减小，要么反吹风根本不能穿透需清灰的滤袋。显然，反吹风量减小意味着反吹风透过滤袋的强度减小。
现场实测时发现，该系统由于反吹风压太小，清灰次数又不可能过于频繁，因此运行不久，滤袋积灰越来越厚，反吹效果越来越差，以致系统阻力上升，吸尘点风量减小，粉尘大量外逸，不仅岗位尘浓大大超过卫生标准，刮压时还造成严重的环境污染。
同样的负压反吹风布袋除尘器，当反吹风压满足要求时，则系统清灰顺利，运行正常，除尘效果就相当好。笔者在贵阳某厂沥青干燥系统、贮仓出料系统的实测数据充分说明了这点。这两个除尘系统，根据粉尘性质及系统特性，设备选型大体恰当。详见表3。
由表3数据可见，对沥青干燥系统，反吹风压在数值上约为3000 Pa；对贮仓出料系统约为2 140 Pa。显然，这个数值是够高的，故两个系统的清灰效果十分突出。
通过以上的实测数据及其分析，可见选用反吹风布袋除尘器的除尘系统，设计时必须保证除尘器前管路阻力达到一定值，这个值必须大于反吹风管路(包括阀门)的阻力与一层滤袋的阻力之和。当然，为了加大反吹风压而人为地加大除尘系统中除尘器前的管路阻力，或有意地加大系统风机的风压，从而增加不必要的能耗，这是极不可取的，这也就失去了选用反吹风布袋除尘器的本来意义。
"这么专业的问题只能请教专家级的人物了，以下回答是摘自清华大学工业工程系培训中心网站的内容：美国工业工程师学会（AIIE）对工业工程的定义是：「工业工程是对人员、物料及设备等，从事整个系统之设计改进及运用的一门科学。它利用数学、自然科学与社会科学的专门知识及技巧，并利用工程分析与设计的原理和方法，来规划、预测，并评估由此及其有关系统中所获得的效果。工业工程的理论发展氛围六个阶段，分别是 18世纪中叶到19世纪末萌芽状态、20世纪初经典IE的建立、第二次世界大战及战后经典IE的发展、50~70年代现代IE的建立、80年代国际上IE的发展与广泛应用、90年代工业工程突飞猛进的发展
"
一、设计圆形或方形截面积气包时必须考虑安全和质量要求。
二、气包必须有足够容量，满足喷吹气量。建议一般在脉冲喷吹后气包内压降不超过原来贮存压力的30%为宜。气包的进气管中径昼选大，满足补气速度。对大容量气包可设计多个进气输入管路。对于大气量气包，可用直径76mm管道把多个气包连接成为一个贮气回路。
三、每个气包底部必须带有自动（即两位两通电磁阀）或手动油水排污阀，周期性地把容器内的杂质向外排出去。如果气包按压力窗口标准设计，并有足够大窖基本体就是一个压缩气稳压气罐。当气包前另外带有稳定罐时，需要把稳压罐位置靠近气包安装，防止压缩气在输送过程中经过细长管道而损失压力。
四脉冲阀最好安装在气包的上部或侧面，避免气包内的油污、水分经过脉冲阀喷吹进入除尘滤袋。淹没式脉冲阀不宜安装在气包下部。
各种除尘器的工作原理如下：
喷咀反吹类：以高压风机或压气机提供反吹气流，通过移动的喷咀进行反吹，使滤袋变形抖动并穿透滤料而清灰的布袋除尘器（均为非分室结构）。
振动、反吹并用类：机械振动（含电磁振动或气动振动）和反吹两种清灰方式并用的布袋除尘器（均为分室结构）。
脉冲喷吹类：以压缩空气为清灰动力，利用脉冲喷吹机构的瞬间内放出压缩空气，诱导数倍的二次空气高速射入滤袋，使滤袋急剧鼓胀，依靠冲击振动和反向气流而清灰的布袋除尘器。
机械振动类：用机械装置（含手动、电磁或气动装置）使滤袋产生振动而清灰的布袋除尘器，有适合间隙工作的非分室结构和适合连续工作的分室结构两种构造形式的布袋除尘器。
分室反吹类：采取分室结构，利用阀门逐室切换气流，在反向气流作用下，迫使滤袋形缩瘪或鼓胀而清灰的布袋除尘器。
除尘器
室内除尘方法有很多，其中加湿、通风、使用空气净化器、植物防尘法、电器减少待机等这些都是很常用的办法，有需要的朋友可以参考使用。
1、加湿
最简单的方法就是购买加湿器，但不建议24小时全开。室内湿度一般在40%~60%是最适合人居住的，如果低于20%就会导致可吸入浮尘增多，引发疾病；如果高于60%会使人的呼吸系统和黏膜感觉不适，尤其老人和小孩。所以要把握好加湿的时间。
2、通风
通风和加湿是夏季家庭除尘的最好方式。但同样也不建议24小时通风，如果家庭附近有工厂，或生活在工业区附近。日出前后以及傍晚是室外空气质量较差的时间段，不适合开窗通风；最合适的时间段是在上午10点以及下午3点。
3、使用空气净化器
空气净化器的作用原理跟绿植是十分相似的：吸引、沉淀。主要分为被动净化和主动净化两种，被动净化是通过风机将空气吸入净化器中，空气经过机器中的过滤网，将有害物质沉淀下来；而主动净化在被动净化的基础上，主动向空气中释放杀菌因子，主动清洁空气。
4、植物防尘法
在家中摆放兰花、桂花、腊梅、花叶芋、红背桂这些植物，是除尘的天然方式，这些植物的纤毛能吸收空气中的飘浮微粒及烟尘。而发财树、仙人掌不仅可以防尘，还能够去毒、净化空气。可以尝试放置在家中适当的地方。
5、电器减少待机
本来电器工作的时候会产生静电，电器使用过程产生的静电吸附带异相电荷的灰尘静电作用会把周围一些灰尘给吸进去。如果在不看电视或使用其他电器时保持待机状态，电器就仍然处于工作状态，不断吸进灰尘。
1.用排气罩包括密闭罩将尘源散发的含尘气体收集；
2.借助风机通过通风管道输送含尘气体；
3.在除尘设备中将粉尘分离；
4.将已净化的气体通过烟囱排至大气；
5.将在除尘设备中分离下来的粉尘输送出去。
因此，在通风除尘系统中的主要设备有：排气罩、风机、管道、除尘器、烟囱、输灰装置等。然而在各个具体情况下，并不是每个系统都具有以上这些设备，例如直接由炉内抽烟气，可以没有排气罩；当尘源在附近设置就地除尘机组时，净化后气体直接排入室内，可以不要管道和烟囱；当利用热压排出热烟气时，可以不设风机等等。但是在一般情况下都应有除尘设备，只是根据不同的工艺设备及要求不同，选择的除尘设备不同而已。通风除尘系统的排气罩、除尘器、风机等主要设备之间是用通风管道联系起来的。通风管网的设计就在于确定各设备的位置以及通风管道的大小和布置。
除尘设备的布置与工艺设备及车间布置有关。通常希望将除尘器与工艺设备尽量靠近，这不仅是设备布局紧凑，而且可以缩短管道长度和节约能源，但是在有的情况下，特别是当处理风量很大时，除尘器及风机要设在远离尘源点的地方，设置设在室外。在这种情况下，精心地进行管道的布置和计算就显得非常必要，否则将会给以后的运行和维护带来许多不利，一个完整的通风除尘系统若管道设计不合理，不仅可能浪费材料和能源，而且可能会使粉尘沉积于管道中，造成管道堵塞，清理被堵塞的管道是件很麻烦的事。
