降低过滤风速就可以提高除尘设备的排放标准吗?

对于袋式除尘器来说，过滤风速的选取，对保证除尘效果、确定除尘器的型号和占地面积，乃至除尘系统的总投资，具有关键性的作用。近年来在一些工程项目招标和设计中，业主和有些设计人员对过滤风速的要求有越来越偏低的现象，究其原因可能有如下几点：

(1)过去有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；

(2)有些设计人员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；

(3)目前一些袋式除尘器和滤料生产厂普遍地推荐在1.0～1.5m/min范围，而一些设计人员和业主往往在此基础上再降低一定的数值来确定过滤风速，从而导致过滤风速取值偏低。

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0.1～0.25m/min，由此使过滤面积增加约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。

影响袋式除尘系统性能和长期可靠运行的因素很多，孤立地看待上述理由，也是不合适的。实际上，正确地选定过滤风速是一项较复杂的工作，它与粉尘性质、烟气的初始含尘浓度、滤料的种类、清灰方式等都有密切的关系。

目前市场上的产品可供选择的滤料种类及其清灰方式并不是很多，滤料及其清灰方式相应的易于确定；至于烟气初始含尘浓度，除了工艺提供资料外，经实测或参照同类型工况和炉型，凭经验确定。所以，正确选择过滤风速的关键，首先在于弄清烟气和粉尘的性质，其次要正确理解和认识过滤风速与除尘效率、过滤阻力、清灰性能三者的关系。对于烟气和粉尘性质，要最大限度地弄清烟尘的粒径分布、粉尘的化学成分和粉尘的物理化学性质，如温度、湿度、容重、粘性、腐蚀性等。

客观地讲，要全面而准确地收集这些资料有一些困难，但作为一个设计人员至少应对其有一定的了解。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，可以从三个方面来理解：

第一，过滤风速与除尘效率。我们知道，从除尘机理上讲，有惯性效应（包括碰撞、拦截）和扩散效应。若烟尘dp为1μm以下的微尘，借助扩散效应能有效地捕集，适当降低过滤风速Vs可以提高除尘效率；若烟尘dp为5～15μm以内的粒径，借助惯性效应能有效地捕集，提高过滤风速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，过滤风速与过滤阻力。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。但从工程的角度来讲，其差异毕竟较小，一般仅从粉尘粒径来考虑滤料的容尘负荷，对粒径大的粗粉尘取300～1000g/m2，对微细粉尘取100～300g/m2。目前还没有燃煤电厂粉尘的滤尘量、过滤风速和过滤阻力三者关系的实测数据。但国内早在20世纪80年代就有专著介绍水泥粉尘的滤尘量、过滤风速、过滤阻力三者关系的实测数据，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，过滤风速与清灰性能的关系。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、粒径小、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粉尘，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，反吹风量仅需25～30％；而对于氧化铁类超细粉尘，通常需要连续多次反吹清灰，才能有效降低滤袋阻力，还难以恢复原值，反吹风量比率高达50～70％。这说明，对某一确定的袋式除尘器，粉尘的清灰性能主要取决于粉尘及含尘气体的性质，并不是所有粉尘，过滤风速取低些，就可增强清灰能力。

第四，在滤袋确定的情况下，降低过滤风速可以延长清灰周期，但是滤袋的使用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，滤袋的不同部位的过滤风速也不同。国外做过实验发现，在一条滤袋上的局部过滤风速相差可达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，并不能完全保证提高除尘效率，也不一定能够降低过滤阻力，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的基础上，优化除尘器本体结构设计，正确进行经济技术分析，才能合理地确定过滤风速。