袋式除尘器是依靠编织的或毡织的滤布作为过滤材料来达到分离含尘气体中粉尘的目的。它的工作原理是粉尘通过除尘布袋时产生的筛分、惯性、粘附、扩散和静电等作用而被捕集。
筛分作用
含尘气体通过除尘布袋时，除尘布袋纤维间的空隙或吸附在滤布表面粉尘间的空隙把大于空隙直径的粉尘分离下来，称为筛分作用。对于新滤布，由于纤维之间的空隙很大，这种效果不明显，除尘效率亦低。只有在使用一定时间后，在滤布表面建立了一定厚度的粉尘层，筛分作用才比较显著。清灰后，由于在滤布表面以及内部还残留一定量的粉尘，所以仍能保持较高的除尘效率。对于针刺毡或起绒滤布，由于毡或起绒滤布本身构成厚实的多孔滤层，可以比较充分发挥筛分作用，不全依靠粉尘层来保持较高的除尘效率。
惯性作用
含尘气体通过滤布纤维时，气流绕过纤维，而大于1um的粉尘由于惯性作用仍保持直线运动撞击到纤维上而被捕集。粉尘颗粒直径越大，惯性作用越大。过滤气速越高，惯性作用也越大，但气速太高，通过滤布的气量也增大。气流会从滤布薄弱处穿破，造成除尘效率降低。气速越高，穿破现象越严重。过滤气速越高，出口气体含尘浓度也越大，除尘效率越低。
过滤气速对除尘效率的影响，在不同质量的滤布是不同的。斜纹玻璃布、薄缎纹玻璃布、厚缎纹玻璃布和平绸，由于滤布较薄，容易穿破，所以，随着过滤气速的增加除尘效率下降。单面绒棉布和呢料，由于滤布较厚，除尘效率并不完全取决于粉尘层的建立，同时不易穿破，所以随过滤气速增加，其除尘效率几乎不变。
扩散作用
当粉尘颗粒在0.2um以下时，由于粉尘极为细小而产生如气体分子热运动的布朗运动，增加了粉尘与滤布表面的接触机会，使粉尘被捕集。这种扩散作用与惯性作用相反，随着过滤气速的降低而增大，粉尘粒径的减小而增强。以玻璃纤维除尘布袋为例，纤维越细除尘效率越高。但纤维直径细的压力损失要比粗的纤维大，耐蚀性也越细趣差。
粘附作用
当含尘气体接近滤布时，细小的粉尘仍随气流一起运动，若粉尘的半径大于粉尘中心到滤布边缘的距离时，则粉尘被滤布粘附而被捕集。滤布的空隙越小，则这种粘附作用也越显著。
静电作用
粉尘颗粒间相互撞击会放出电子产生静电，如果滤布为绝缘体，会使滤布充电。当粉尘和滤布所带的电荷相反时，粉尘就被吸附在滤布上，从而提高除尘效率，但粉尘清除较难。反之，如果两者所带的电荷相同，则产生斥力，使除尘效率下降。所以，静电作用能改善或妨碍滤布的除尘效率。为了保证除尘效率，必须根据粉尘的电荷性质来选择滤布。一般静电作用只有在粉尘粒径小于1um以及过滤气速很低时才显示出来。在外加电场的情况下，可加强静电作用，提高除尘效率。
如前所述，过滤操作一定时间后，由于粘附等作用，尘粒在滤布网孔间产生架桥现象，使气流通过滤布的孔径变得很小，从而使滤布网孔及其表面迅速截留粉尘形成粉尘层。在清灰后依然残留一定厚度的粉尘，称为粉尘初层。由于粉尘初层中粉尘粒径通常都比纤维小，因此筛分、惯性、粘附和扩散等作用都有所增加，使除尘效率显著提高。由此可见，袋式除尘器的高效率，粉尘初层起着比滤布本身更为重要的作用。一般合成纤维布的网孔为20～50um，如为起毛的则为5～10um，用这样的滤布，只要设计得当，就是0.1um的烟雾也能获得接近100%的除尘效率。
由除尘原理还可知道，袋式除尘器适用于捕集非粘结、非纤维性的粉尘，处理初浓度为0.0001～1000g/m3，粒径为0.1～200um。浓度太高或粒径大于200um的粉尘须先经旋风除尘器除尘。袋式除尘器的除尘效率高，可达99％以上，而且比较稳定。但不宜适用于粘性的、含水的物料。在气体中含有水蒸气时，应避免出现结露现象。
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