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[关键词] 薄膜复合滤料 净化效率 阻力 剥离率
1. 前言 袋式除尘器（包括空气过滤器）常用的滤料是毛织品、合成纤维、玻璃纤维等。运用的过滤机理有惯性碰撞、截留、扩散、静电等。其除尘效率高，对于1μm左右粒径的尘粒，可达98~99%以上。 常用的袋式除尘器过滤原理示于图1。含尘气体通过滤料时，由于多种过滤机理的作用，尘粒从气体中分离，并会深入到滤料深层，使滤料纤维间隙逐渐减小，并在滤料表面形成粉尘初层和集尘层。袋式除尘器正是依靠粉尘初层和集尘层，能够达到很高的除尘效率。但是。由于粉尘深入滤料深层，以及滤料表面形成的粉尘层，使袋式除尘器的阻力变得相当高。 袋式除尘器阻力ΔP可以用下式表示： ΔP=ΔP1+ΔP2+ΔP3 Pa (1) 其中，ΔP1、ΔP2、ΔP3分别为除尘器结构阻力、滤料本身阻力和粉尘层阻力。在袋式除尘器结构、滤料及结构、处理风量、过滤风速、气体参数一定时，ΔP1和ΔP2均为定值，即这两部分阻力无法调整。 粉尘层阻力ΔP3可以用下式确定： ΔP3=α.δ. ρ.μ. ν/60 [Pa] (2) 式中α——粉法层的平均比阻，m/kg； δ——粉尘层厚度，m； ρ——粉尘密度，kg/m3； μ——处理气体的动力粘度，Pa，S； ν——过滤风速，m/min； ΔP3也可表示为： ΔP3=αμy1ντ60－2 [Pa] （3） 式中τ——滤袋的连续过滤时间，S； y1——除尘器进口含尘浓度，kg/m3；
除尘器处理的气体和粉尘确定之后，α和μ保持不变。在进口浓度y1确定后，连续运行时间τ和μ制约着ΔP3，要减低运行阻力，不是降低过滤风速v就是降低连续运行时间τ（清灰时间间隔）。必须付出的代价是：过滤面积增加，而使除尘器结构庞大；频繁清灰而使清灰能耗增大，并使滤袋使用寿命缩短。从式（3）还可以得出，其他条件不变时，除尘器进品含尘浓度愈高，ΔP3值愈高；清灰要频繁才能降低运行阻力。
上述分析说明，要保证除尘效率，又要降低运行阻力（即能耗），又要延长使用寿命，需要对传统滤料进行一次“革命”，即要找出一种滤料，使其能既保证高的除尘效率，又能够大大减少滤料表面的粉尘堆积量，即减小其厚度和滤料的深层粉尘，实现表面过滤，以使运行阻力减小，并延长滤袋的使用寿命。
上海市凌桥环保设备厂研制成功了用聚四氟乙烯作为原料，经过特殊工艺制成微孔薄膜并复合在基布鞋表面的复合滤料。为了掌握这种新型滤料的特性，我们进行了实验，设计了袋式除尘器试验台架，并对整机进行了一年多的试验研究，着重对滤袋的除尘效率、阻力进行了实测。期间，还委托东北大学对滤袋的剥离率作了专项测定，取得了大量的试验数据并从中总结出了一些规律。这些数据及其所表明的规律，对于我国袋式除尘器技术水平提高，复合滤料的工业应用是有价值的。
2. 实验原理和装置 为了提高可比性，复合滤料制作的滤袋和普通的滤袋（滤袋的基布鞋是同一厂家的产品）被分别安装在两台相同型号的同一结构的脉冲除尘器上。两台除尘器各有标准圆袋24条，每袋过滤面积为
2.1除尘效率的测定 除尘效率η采用浓度法进行测定，即 η=×100% 式中y1——除尘器进口含尘浓度，g/m3； y2——除尘器出口含尘浓度，g/m3； 由于除尘器和法兰连接处采用严格的密封措施，因此可不对式（4）作漏风率修正。 试验装置采用一台喂灰器同时供两台除尘器使用，两台除尘器的进口含尘浓度y1经采取措施，保持相等。 y1和y2分别由以下二式确定： y1=△τmg/m3 (5) y2= (6) 式中G——加灰量，g； τ——加灰时间，s； L——采样流量，Nm3/s； X1X2——采样仪累积流量计初、终读数，m3； K——流量计读数修正系数： G
2.2滤袋阻力的测定 滤袋的阻力由布置在滤袋内、外两侧的静压探头并通过U型管的示值直接测得。 P=Pw-PI （8） 式中Pw、PI分别为滤袋外内的压力（Pa）。 显然式（8）适用于外滤式布袋除尘器。
2.3粉尘剥离率性的测定 对于不同滤料在清灰时粉尘剥离效果的评定，从不同的角度考虑可以采用不同的方法。不论采用哪种评定方法，从式（2）、（3）和（4）都可以看出，采用清灰前后滤袋阻力的变化值能够比较不同条件下滤袋的粉尘剥离能力。为了提高，可比性，委托东北大学测定了剥离率。复合滤料的效果有明显提高。
3 试验步骤 为了提高可比性，整个试验测定过程分三个不同的阶段。第一阶段试验粉尘采用滑动性好、粘附性较差的滑石粉，第二和第三阶段分别采用滑动性较差，粘附性较强的碳素粉和电炉粉尘类。 在这三个阶段测试过程中，又分为预试验和正式试验阶段，每次预试验时间为1个月多。预试验的目的是，观察不同滤料的两台除尘器阻力和效率变化，并使除尘器运行工况充分稳定。
试验工况分成二组，一组是使过滤风速保持不变，改变进口含尘浓度，以观察除尘效率、阻力。另一组除尘器进口含尘浓度不变，仅改变过滤风速，以寻找除尘效率、阻力随过滤风速而变化的规律。 试验时平行采样两次，如除尘效率前后相对误差超过2%，则重新测定。
此外，试验过程中由于管路特性变化而影响风量。因此试验时还需调节风阀开启度，随时保证两台除尘器的处理风量相等，使过滤风速保持相同。 在试验过程中遇到许多问题，试验人员经过努力将这些问题都有效地解决了。例如，现有的静压平衡采样仪连续运行不能超过30分钟，这限制了滤膜的增生，为此对两台采样仪进行了较大的改造，使采样时间超过40min也不致烧坏。
4 试验结果 试验一年多，取得了大量数据。本文限于篇幅，并又能说明问题，只列出了滑石粉为试验粉尘的试验结果。并表示于图3和图表。 根据试验数据进行回归分析可得：普通滤料η=（1-3.38y1-0.96v1.96×10-3）×100% （9） 复合滤料η=（1-8.31y1-0.90v0.37×10-4）×100% （10）
5 分析意见 与普通滤料相比，复合滤料的优越性是明显的。
（1） 复（2） 合滤料的除尘效率明显高于普通滤料 不论采用滑石粉或碳素粉作为试验粉尘，不论参数（如过滤风速）怎样变化，复合滤料的除尘效率明业高于普通滤料，一般高约0.5个数量级。普通滤料的排放浓度则比复合滤料高3~4倍以上。其经济效益和环境效益明显。
（3） 复（4） 合滤料的阻力明业低于普通滤料 复合滤料的过滤机理是表面过滤，且粉尘层的剥离效果远好于普通滤料，因此剥离效果好，比非复合膜的滤料高约12%。其好处是，降低了袋式除尘器的阻力，可延长清灰周期，即减少清灰次数（即频率），从而节省清灰用的逆气流能源消耗，更重要的是延长了布袋及清灰装置的使用寿命。并为处理高湿度含尘气体带来了宽广的应用前景。
（5） 入口浓度对除尘效率的影响 从试验数据可以看出，除尘器入口含尘浓度对除尘效率是有影响听，其规律是，除尘效率随入口浓度的增大而提高。复合滤料和普通滤料遵循的规律大致相同，而且复合滤料更为明业。这一特点对处理高浓度含尘气体具有重要的工业实用意义。
（6） 过滤风速对除尘效率的影响 在过滤风速小于
