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多層式高效氣體過濾除塵器是采用一定過濾層數(shù)且選擇不同纖維直徑、不同空隙率 及不同厚度的多種纖維氈形成的一種組合式過濾方式，它利用了多孔纖維的直接截留、 慣性碰撞、篩分、布朗擴(kuò)散、靜電及吸附等多重效應(yīng)。多層式過濾除塵器機(jī)理上屬于 “深層過濾”的范疇，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、納污量大、檢修周期長(zhǎng)、耐高溫及耐腐蝕，同時(shí)具備 非常高的凈化效率。特別適用于操作壓力較高的條件下，對(duì)雜質(zhì)含量較少的氣體進(jìn)行髙效過濾。
HGSA多層式高效氣體過濾除塵器采用了 “深層過濾”技術(shù)，即除塵器內(nèi)設(shè)置了若干 個(gè)過濾箱體，利用具有很強(qiáng)吸附能力的特制中空纖維（SRI系列）針刺氈作為濾料，由上至 下按密度（或空隙率）逐步從疏松到致密，這種結(jié)構(gòu)，使較大的塵粒等雜質(zhì)在上層較粗的濾 料得到截留，而較小的塵粒在下層較密的濾料得到捕集，即粉塵等雜質(zhì)在多層濾料中呈現(xiàn) “立體分布”，因此多層式氣體過濾器的納污量（或容塵量）遠(yuǎn)大于濾芯式過濾器（納污量約 髙千倍，納污量測(cè)定按ISO 4572標(biāo)準(zhǔn)），對(duì)捕集相同數(shù)量的雜質(zhì)，多層式氣體過濾器的阻力 要小得多，原因是中空纖維濾料具有很大的空隙率，因此多層式氣體過濾器可以確保有更長(zhǎng) 的運(yùn)行周期。
組成濾料的特制纖維為中空多孔結(jié)構(gòu)，纖維直徑的范圍從數(shù)微米至左右，因此纖 維還特別具備“吸附’’作用（毛細(xì)管效應(yīng)），非常適合于過濾氣體中含有一定水分、油分的 超細(xì)粉塵，多層式氣體過濾器的總捕集效率可大于99.99%。目前已開發(fā)出40余種不同空 隙率、不同過濾精度及多種材質(zhì)的SRI系列纖維氈濾料，可以根據(jù)工藝要求任意調(diào)整過濾 精度，同時(shí)也能選用多種耐溫合成纖維氈濾料以適應(yīng)高溫 工況。
特制中空纖維濾料屬柔性濾料，本身具有很大的壓縮性 (彈性），濾料不會(huì)因氣量的波動(dòng)及操作壓力的增大而遭到破 壞，因此具備極好的耐受性。即便處理氣量在設(shè)計(jì)值上下大 范圍波動(dòng)，多層式氣體過濾器過濾效率也不受影響，因此多 層式氣體過濾器的性能非常穩(wěn)定。
多層式氣體過濾器結(jié)構(gòu)見圖6-74，主要由壓力容器殼體、 檢修口、分布板、支撐架及纖維氈濾料組成，通常除塵器設(shè) 置上、下兩個(gè)過濾箱體，纖維氈濾料依次平放在下層分布板 上，濾料的直徑略大于容器內(nèi)徑，纖維氈濾料按過濾精度從 上至下逐步提高，每個(gè)過濾箱體纖維氈濾料的數(shù)量約在50 層左右，由上層分布板將濾料壓縮30%左右后并固定在支撐 架上，這種安裝方式可以有效避免因“壁流’’短路現(xiàn)象而引 起的過濾效率的降低。
多層式氣體過濾器的阻力是一可變值，其上限是根據(jù)工藝中所允許的大值而決定的，初始時(shí)過濾器阻力（即空白阻力）是較小的（A/>
多層式氣體過濾器同時(shí)兼有高效率、低阻力、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、高納污量（更換濾料的檢修 周期很長(zhǎng)）、高耐受性（濾料不會(huì)因受壓而損壞）等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)保護(hù)后系統(tǒng)精密設(shè)備效果顯著。
塵樣為滑石粉（p-Z.TZg/cm3)，平均粒徑3P = 11.8Mm，多層式氣體過濾器的結(jié)構(gòu)尺 寸為釘00X400 (高），三種SRI纖維氈濾料直徑和50，共計(jì)30層放置于一個(gè)過濾箱體中， 濾料壓縮度為30%。在常溫常壓條件下，處理氣量為30m3 (標(biāo))/h(介質(zhì)為含塵空氣）所測(cè) 定的主要性能參數(shù)如下。
(1)納污量與阻力的關(guān)系
多層式氣體過濾器納污量與阻力的關(guān)系如圖6-75所示，隨著納污量增加阻力也逐漸增 加，基本上成正比關(guān)系。當(dāng)納污量從50g增加到500g時(shí)，阻力增加35%左右。常見的濾芯 式過濾器從機(jī)理上屬“表面過濾”，其主要缺點(diǎn)就是納污童太小，導(dǎo)致阻力上升迅速，需 頻繁檢修或更換濾芯；而多層式氣體過濾器的納污量相對(duì)而言大得多，阻力上升非常緩慢，
因而可長(zhǎng)期平穩(wěn)運(yùn)行。
多層式氣體過濾器納污量與除塵效率關(guān)系圖6-76所示，圖中表明隨納污量從50g增加 到500g，除塵效率基本不變，其效率接近100%左右，說明多層式氣體過濾器凈化效果很 好，性能十分穩(wěn)定。
上海化工研究院開發(fā)的《FS1過濾系統(tǒng)模擬計(jì)算程序》是根據(jù)多層式氣體過濾器采用濾料的類型（SRI系列）、不同的筒體直徑、不同的操作條件（進(jìn)口含塵濃度、操作溫度、操 作壓力等）、不同的物性介質(zhì)（氣固兩相的密度、黏度、粉塵的粒度分布等）等工藝條件模擬 計(jì)算過濾器的各項(xiàng)性能，HGSA多層式高效氣體過濾除塵器主要性能的數(shù)學(xué)模型如下。
(1)除塵效率計(jì)算公式
HGSA多層式髙效氣體過濾除塵器常用結(jié)構(gòu)尺寸見圖6-77及表6-81,表中的數(shù)據(jù)是以 工作壓力/»=2.5MPa (設(shè)計(jì)壓力/» = 4.0MPa〉為依據(jù)設(shè)計(jì)，當(dāng)工作壓力為其他值時(shí)，除塵器的結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)會(huì)有所不同。
