袋式除尘器的纤维过滤和纤维层过滤

袋式除尘器是通过滤料的纤维将通过滤料的含尘气体中所含的粉尘分离出来以达到净化目的的装置，在过滤含尘气体的过程中包括滤料的纤维过滤和滤料的纤维层过滤两部分。含尘气体中的粉尘粒子的粒径并不是均匀的，其中既有粒径比较大的粗尘也有粒径较小的微尘，而滤料纤维间的孔隙的孔径可能大于含尘气体中所含有的部分粉尘颗粒的粒径，但是无论大粒径的粉尘还是粒径比较小的粉尘都能被滤料拦截和过滤，这是由于袋式除尘器滤料纤维的过滤机理是重力，筛滤，惯性碰撞，黏附效应和扩散与静电吸引等效应共同作用的结果。而滤料纤维层的过滤过程中，筛滤作用所占的比重较大。

纤维过滤

(1)重力作用

当粉尘颗粒随气流进入除尘器后，粒径较大、密度较大的粉尘颗粒由于自身所受重力比较大，而直接沉降下来。

(2)惯性作用

当含尘气体通过滤料时，气流会绕过纤维而通过，而粒径稍大的粉尘颗粒（以1μm以上）由于受到惯性作用，仍然向前运动，撞击到滤料纤维上而被拦截，惯性作用随着粒径的增大而作用越明显。

(3)热运动作用

粒径较小的粉尘颗粒气流一起向前运动，当它们随气流向前运动的同时，也受到做布朗运动的气体分子的碰撞，碰撞的作用力会使它们偏移原来的运动方向，使它们与滤料纤维相碰撞的可能性增加，从而被捕集，滤料的纤维越致密，热运动作用就越明显。

(4)黏附作用

粉尘颗粒随着气流向前运动，当粉尘颗粒接近滤料时，则粉尘会被滤布吸附而捕集，黏附作用随着滤料孔隙的减小而增大。

(5)静电作用

气流与滤料的摩擦可能会使滤料上带有电荷，而粉尘粒子在随气流的运动中会发生相互碰撞以及与气体分子间发生碰撞，也会带有电荷，这就导致当粉尘粒子与滤料接近时，若它们之间所带的电荷相反，或者其中一部分带电一部分不带电，会因为相互之间的静电吸引而被捕集。但是由于静电作用沉积在滤料上的粉尘清灰时比较难以脱落，导致清灰比较困难。

(6)筛滤作用

当含尘气体通过滤料时，粒径大于滤料纤维孔隙直径的粉尘粒子被拦截在滤料的表面，从而使滤料的表面沉积一定量的粉尘，使粉尘颗粒所能通过的空隙进一步的缩小，进而将粒径更小的粉尘拦截下来，称为滤料纤维层的筛滤作用。

纤维层过滤

(1)表层过滤

表层过滤是通过滤料表层纤维间的孔隙将粒径大于纤维间孔隙孔径的粉尘粒子拦截在滤料表面，过滤机理比较简单，主要是筛滤作用。但是对于粒径小于孔隙孔径的粉尘粒子的捕集效率较低。为了提高表层过滤的过滤效率，要在滤料的结构上加以改进，使纤维层更加致密。梯度结构滤料的研制成功，有效的解决了滤料表层过滤效率较低的问题，同时还能控制阻力的升高，是滤料研宄的一项重大突破。

(2)粉尘层过滤

当滤料开始对含尘气体进行过滤时，滤料是清洁的，滤料表面还没有粉尘堆积，这时滤料对含尘气体的过滤主要是表层过滤，过滤效率相对较低。随着过滤时间的增加，粉尘在滤料纤维的静电、黏附、筛滤、扩散的效应下会有一部分沉积在滤料表面，在滤料纤维间形成架桥现象。在架桥完成时在滤料表面所形成的一定厚度的粉尘层称为粉尘初层。当粉尘层形成之后，对含尘气体的过滤主要通过粉尘层进行，滤料主要起到支撑粉尘层的作用。由于粉尘层的孔隙比滤料的孔隙小很多，所以形成粉尘层后滤料的除尘效率明显上升。

过滤时间继续增加，又会在己形成的粉尘初层上形成一层粉尘层，称为二次粉尘层，随着滤料表面粉尘层的加厚，设备内的阻力会有明显的上升，当上升到一定值时，需要对滤料进行清灰，否则会影响设备的正常运行。由于粉尘层会提高滤料的除尘效率，所以要调整清灰强度，尽量只清除二次粉尘层而保留粉尘初层，避免除尘效率的降低。

粉尘层的形成快慢与过滤速度有关，过滤速度越快，粉尘层形成的就越快。因此为了提高除尘效率，在其他条件允许的情况下，应该尽量的提高过滤速度。

(3)表面过滤

由于清洁滤料的过滤效率较低，需要经过一定过滤时间后在滤料表面形成粉尘层，滤料的过滤效率才有明显提高，所以，研究人员研制出用特殊材料制成的微孔薄膜覆盖在滤料的表面。这层微孔薄膜起到和粉尘层相同的作用，使滤料在清洁状态下就能比较高的除尘效率。

目前，覆膜的技术主要是以聚四氟乙烯制成的薄膜采用的特殊的工艺覆盖在滤料的表面。表面过滤的优点有：

①过滤的整个过程中滤料都能保持较好的除尘效率；

②在过滤过程中大部分的粉尘颗粒被拦截在薄膜的表面，粉尘颗粒很难进入到滤料纤维层内部，造成滤料纤维的孔隙堵塞；

③薄膜表面比较光滑，清灰比较容易和彻底，不需要担心清灰过程会破坏滤料表面的粉尘层而影响除尘效率；

④可以根据所要处理的粉尘粒子的粒径而改变微孔的孔径，从而达到更好的除尘效果和更广泛的用途；

⑤滤料具有部分薄膜材料的特性，提高滤料性能的同时还能够降低一定的生产成本。