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隨著汙染物排放（fàng）總量控製的（de）實（shí）施,國家對汙染物排放限值提（tí）出了更高要求,如自2005年起新建的水泥（ní）廠,其生產設備排放的煙粉塵濃度不能超過50mg/Nm³和30mg/Nm³ ,自2004年起新建的火電（diàn）廠,煙塵排放濃度不能超過50mg/Nm³。為了滿（mǎn）足這（zhè）日（rì）趨（qū）嚴格的排放標準,高效率的（de）淨化設備得到廣泛應用。袋式（shì）除塵器是眾多除塵器中效率高的設備,它能使煙粉塵出口濃度降至（zhì）10mg/Nm3以（yǐ）下,所（suǒ）以（yǐ）在冶（yě）金、建材、化（huà）工行業得到廣泛應用（yòng）。目前一些火電廠鍋爐（lú）除塵也逐漸轉向采用袋式除塵器,一些上（shàng）了靜電除塵器的廠家也將改造為袋式除塵器;同時垃圾焚燒、垃圾焚燒發電廠、燃煤工業鍋爐及水泥、瀝青混（hún）凝土拌和站均（jun1）在廣泛使用袋式（shì）除塵器,所以袋（dài）式除塵器的應用前景和發展形勢是非常好的。
設計袋式除塵器好關鍵在兩個方麵:一（yī）是類型和材料選擇,包括布料和清（qīng）灰方式;二是參數（shù）設計,包括過濾風速、阻力降和效率核算。但現實中,工程人員在設計袋式除塵器時,往往不會認真計算,僅僅憑一些經驗參（cān）數（shù）做一些粗略估算,就開始製（zhì）作設備,大多數情況下,這些設備也能將煙（yān）粉塵處理達標,究其原因,是袋式除塵器除塵效率很高,給設計人員的誤差範圍（wéi）很大,從而掩蓋了設計人員所犯的錯誤,這種設備（bèi）就長（zhǎng）期穩定運轉來說是達不到要（yào）求的。所以（yǐ）,從技術方（fāng）麵來說,袋式除塵器設計,也應該和其他除塵器設計（jì）一樣,必須進（jìn）行較為詳細的（de）設計計（jì）算和驗算,才能做到既能（néng）保證汙染物達（dá）標排放,又能做到節能和設備的長期穩定過程。
目前工程上應用的布袋除塵器主要有兩（liǎng）類,一是脈衝袋式除塵器,二是反吹袋式除（chú）塵器,脈衝袋式除塵器因（yīn）清灰效果好、過濾風速大、設備體積小（xiǎo）,在各行業獲得日益廣泛的應用。脈衝袋式除（chú）塵器普遍使用針刺氈濾袋,過濾風速（sù）取值範圍較大,可（kě）在0.6~1.5m/min之間選取,正因為範圍較大,所以工程設（shè）計時,究竟取多大值必須加以（yǐ）研究（jiū）。而反吹袋式除塵（chén）器一般使用織造布（bù）,過濾風（fēng）速常在0.4~0.5m/min之間選取,因取（qǔ）值範圍（wéi）小,工程設計（jì）時一（yī）般取中（zhōng）間值0.45m/min即（jí）可。本文主要（yào）對脈衝袋式（shì）除塵器的過濾風速的設計作一些實驗探討。因為過濾風速的大小是決定布袋除塵（chén）器除塵效率高低和（hé）能否長期有效運轉的關鍵參數。
1 過濾風速（sù）與煙粉塵粒徑之間的關係分析
經分析,袋式（shì）除塵（chén）器過（guò）濾風速(也稱氣布比)一般與（yǔ）被（bèi）處理（lǐ）的廢氣的溫度、含塵濃度和塵的粒徑密切相（xiàng）關,即（jí）
V=f (T, C, dp)
在這三個參數中,主要還是（shì）粒子的粒徑,為了弄清過濾風（fēng）速與粒徑（jìng）之間的關係,我們作了（le）如下（xià）實驗（yàn）。
作者在2003~2005年間設計製造了70餘台袋式除塵器（qì）,分別用（yòng）在（zài）冶金(鐵合金、煉鋼)、水泥、燃煤鍋爐、機械加工(電焊、除鏽)、化工(生產電石)等行業,經反複調試和改造,絕大部分設備除塵效率都達到99.9%以上,煙粉塵排放濃度小（xiǎo）於30mg/Nm3,有的甚至小於10mg/Nm3。
這裏選取（qǔ）了用在鐵合（hé）金礦熱爐煙氣（qì）除塵的19台除塵器,鐵合金礦熱爐（lú）煙塵由於煙塵粒徑細、煙（yān）氣溫度高,治理難度極大,不論機械式除塵器、濕式除塵（chén）器,還是靜（jìng）電除塵器,均不能達標,隻有（yǒu）采用布袋除塵器,且布袋除塵器中又隻（zhī）能選取脈衝清灰和逆氣流反吹清（qīng）灰才行,因此19台除塵（chén）器均采用長袋低壓脈（mò）衝袋式除塵器,所有礦熱爐煙（yān）氣在進入（rù）除塵器前,經冷卻將（jiāng）溫（wēn）度（dù）降低至200℃左右,廢氣中煙塵（chén）濃度在進入除塵器（qì）前均在1.2~2.0g/Nm3之間,這樣就基本排除了煙塵濃度和煙氣濃度（dù）對過濾風速的影響。具體參數見表1。
根據圖1的曲線形式,可初（chū）步估計過濾（lǜ）風速（sù）與煙塵粒徑有明確的函數關係（xì）,將表1的數據進行曲線擬合分析,可得到如下結果（guǒ）:
由此可見,長袋低（dī）壓脈衝袋式除塵器的（de）過濾風速與煙粉塵的粒徑的對數成正比關係（xì）。同時,我（wǒ）們在實驗室（shì）模擬時發現當（dāng）粒子粒徑小於（yú）1um時,脈衝除塵器（qì）過濾風速不能大於0.6m/min,這（zhè）表明淨化粒徑小於（yú）1um的粉（fěn）塵,用脈衝清灰除塵器和反吹清灰除塵器過濾（lǜ）風速基本一樣(反吹清灰除塵器過（guò）濾風速一般為0.45m/min),但反吹清灰除塵器的造價比相同過濾麵積的脈衝除塵器要小得多,因此在淨化粒徑小於1um的粒子時,宜采用反（fǎn）吹清灰除塵器,這樣既能保證除塵（chén）的效果,又能節約投資。
2 過濾風速與溫度、濃度和粒徑的綜合關係
從理論上分析,過（guò）濾風速與溫（wēn）度之間的（de）關係應該（gāi）不密切,隻不過淨化微細粉塵(粒徑<1um)時,溫（wēn）度（dù）越高（gāo）,粒（lì）子布朗擴散越（yuè）強,過濾風速（sù）宜取較小值,可使效率高一些。關於廢氣中煙粉濃度對過濾風速的影響,相對說來就要大一些:一般說來,廢氣中煙粉（fěn）塵濃度越高,過濾風速就應小一些,這樣才能減少清灰次數,維持煙粉（fěn）塵穩定排（pái）放。如果濃度較高,過濾風速也較大,不僅（jǐn）會發生粒子穿（chuān）透,而（ér）且布袋上的粉（fěn）塵層很快增厚,阻力迅速增大,相應地清灰頻率（lǜ）也就增加,脈衝布袋除塵器,因清灰力度較大,雖然不會破壞初層粉塵,但清灰後,總有（yǒu）一段時間,除塵效率會下降(有時甚（shèn）至會低於98% ),如果清灰次數越多,那麽這種現（xiàn）象也就越多,進而影響除塵器的總效率,這對於排放要求（qiú）很（hěn）嚴格的行業(如排（pái）放濃（nóng）度要求小於30mg/Nm3),是不容易達到要求的。因此,需將過濾風速取小一些,從而減少清灰次數,保持除塵器在高效率下正常運轉。
過濾風速到底和廢氣溫度、煙粉塵濃度有何具體關係,我（wǒ）們可從（cóng）實驗上加以研究,表2是作者為各行業設計的除塵器的工作（zuò）參數表(僅選取了除塵效率（lǜ）在9919%以（yǐ）上的設備或出口排放濃度小於30mg/Nm3的設備)。
從表2的數據可粗略看出,煙（yān）塵粒徑越小,過濾風速就越小;從圖2和圖3的關係曲（qǔ）線可看出廢氣中含塵濃度越高,過濾風速就越小;廢氣溫度（dù）越高,過濾風速越小。因此,可近似認為過濾風（fēng）速與廢氣溫度、煙粉（fěn）塵濃度成反比。由於廢氣溫度、煙塵（chén）濃（nóng）度（dù）、煙粉塵粒徑3個變量是互不相關的獨立變量,任何獨立的隨機變量（liàng）其聯（lián）合出現的概率密度等（děng）於其各自的概率密度（dù）之積,所（suǒ）以（yǐ）我們可以認為過濾風速與廢（fèi）氣溫度（dù）、煙（yān）塵濃度和粒徑的綜合關（guān）係是它們各自獨立關係的積,也即:
將表2的數據代入上式,經曲（qǔ）線擬合,我（wǒ）們得到如下關係（xì）式:
由此可（kě）見,脈衝清灰袋式除塵（chén）器過濾風速與廢氣溫度和廢（fèi）氣（qì）中的煙粉塵濃度成反（fǎn）比,與煙粉塵粒徑的對數成正比。
該式雖是通過曲線擬合得到的,但我們在2005年後設計脈衝（chōng）除塵器時,其過濾風速的（de）選取均是采用（yòng）該模式計算,每台除塵器的除塵效果都達到了要求(除塵效率達到99.9%或排放口（kǒu）濃度小於30g/Nm³)。
3 結 論（lùn）
過濾風速的選取是（shì）袋式除塵器設（shè）計的關鍵參數,直接（jiē）關係到除塵效率的高（gāo）低（dī）。本文在對工程應用中的各除（chú）塵器的相關參數測定後,通（tōng）過曲線擬合,得出過濾風速（sù）與廢氣溫度、廢氣中的煙粉塵濃度（dù）、煙（yān）粉塵粒徑之間的數（shù）學模型。同（tóng）時經檢驗采用該模型來指導設計,在一定範圍內是可行的。
