近几十年来，利用称为滤筒的褶式滤料滤芯元件的粉尘收集已成为工业通风需求的普遍解决方案。滤筒式除尘设备根据滤筒方向和箱体气流设计可分为两类：

1) 沉流式除尘器设计，配有水平放置的滤筒和位于所有滤料上方的脏空气进气口（水平式除尘），以及

2) 横流式或上流式除尘器设计，配有垂直挂式滤筒和位于滤料下方或侧面的脏空气进气口。（垂直集尘）

工业通风行业中有一些人声称，配有垂直挂式滤筒的除尘器性能更为出众，但此类说法仅基于个别案例，并无配套数据支撑。然而，可信的事实支持沉流式除尘器设计优势，包括 美国政府工业卫生学家 (ACGIH®) 工业通风会议：推荐设计实践手册，第 31 版：

工业通风手册第 8.3.2 节中陈述，美国环境保护局发起的研究表明，脏空气气流的向下流动可带来出众的性能表现。这种向下流动可与重力一起作用，将粉尘颗粒输送至灰斗，从而减少再沉积。

在回顾有关该主题的其他因素之前，简要回顾一下筒式除尘的起源是有益的。

在二十世纪七十年代，滤筒式除尘器最初设计用于复制袋式除尘器，这些除尘器配有垂直挂式布滤袋，脏空气会通过滤芯下方进入除尘器。（参见图 A） 滤芯元件的褶式滤料可提供出众的过滤效率，并且与同类织物滤袋相比排放更低。然而，新型除尘器仍然具有许多与其袋式除尘器前身同样的局限性，包括：

• 从清洁滤筒中排出的粉尘在进入灰斗/密闭壳之前仍然需要抵抗进入的空气。这导致滤料表面粉尘二次扬尘，净运行压降升高，滤芯使用寿命缩短。
• 由于维修滤芯仍然需要操作人员通过大检修门打开脏空气室，滤芯更换活动一直耗时、脏乱，且通常令人不悦。

多年以来，通过安装侧面进气口，实现了垂直挂式除尘器设计的改进（这一设计使操作人员可以通过滤料旁边，而不是其下方，进入除尘器）。从而可以减少一部分粉尘二次扬尘。然而，清洁过的粉尘颗粒仍然会受进入空气的影响，并且滤筒更换过程仍会使操作人员和除尘器周围环境暴露于通向脏空气室的大开口。（见图 B。）

最后于 20 世纪 80 年代，通过将滤筒由垂直方向旋转为水平方向，并将脏空气入气口置于所有滤料上方，实现了突破性进展。这一变化导致进入的空气流动模式与通过清洁滤筒排放的粉尘需到达的最终位置一致。由于重力的自然作用会使沉降的粉尘颗粒向下落入除尘器底部的集尘仓，下流式除尘器的进气流向恰好可助推粉尘颗粒移至设备底部的集尘装置，而非形成阻碍。 （ 见图 C。）

这种改进的气流管理设计减少了粉尘的二次扬尘，若搭配采用表面负载型纳米纤维滤料的滤筒，该效果还能得到进一步提升。减少粉尘二次扬尘可降低运行压降、延长滤芯使用寿命，并减少用于脉冲清洁滤芯组件的压缩空气消耗，所有这些都有利于降低除尘器的运行费用，并提高除尘器的总拥有成本。

先进的气流分析方法使沉流式除尘器设计得到进一步的改进。优化滤筒间距以及滤筒与滤筒壁间的尺寸，可以提高给定除尘器壳体尺寸的空气过滤容量。右侧示例分析比较了沉流式和侧入式除尘器的精细气流管理设计结果。左侧沉流式除尘器显示脏空气室内的较低流速，该流速可以使粉尘颗粒更为有效地随着气流排出。相比之下，右侧垂直挂式除尘器显示较高的速度，以及灰斗部分的向上“清扫”模式，而这会影响清洁粉尘颗粒如何沉降到灰斗下方的密闭壳中。

通过新方法确定脏空气入气口位置来进行低损耗预分离，可获得更大的收益。最近的设计进展表明，当脏空气入气口位于远离滤料的下流方向时，气流容量会增加。在该沉降区内，重颗粒可以在不接触滤料的情况下随着气流落下，气流分布均匀，消除了可能会过早磨损滤料的高速“热点”。（见 图 D。）

一些除尘器制造商以水平滤芯的轶事图片为例进行说明，这些滤芯的粉尘在滤芯组件顶部表面积聚并发生搭桥。实际上，正确设计、操作和维护的沉流式除尘器具有反向脉冲清灰系统，可限制滤料表面的粉尘积聚。专业可靠的滤筒式除尘器供应商，应能提供完备的脉冲特征数据，以此量化作用于滤料的清灰能量参数。

近期，一项脉冲清灰技术的重大突破成果已推向市场，该技术目前仅应用于沉流式滤筒除尘器结构中。通过控制脉冲清灰系统的压缩空气膨胀并最大限度地减少能量输送损失这一设计，已证实新型清洁系统可提供超过 27% 的脉冲清洁能量。清洁能源的增加可提高过滤能力，并降低压缩空气能耗。

集出众的气流管理设计、有效的脉冲清灰性能，和表面过滤纳米纤维滤料于单个套件之中，沉流式除尘器可带来令人惊叹的空气过滤容量效益。评估除尘器气流量的一种方法为将容积流率与滤料面积进行对比。上述气布比 (AMR) 或过滤速度通常用于确定给定应用程序的设备尺寸。

除了除尘器的性能和容量之外，沉流式除尘器相较垂直挂式除尘器还具有可扩展性和可配置性两个额外优势。沉流式除尘器的水平滤芯方向可将滤筒定位于基质之中，该基质可以增加高度和宽度，从而提高灵活性并减少车间总占地面积。垂直挂式除尘器仅有一层滤芯，因此由于高度是固定的，需要通过增加宽度和深度来增加滤料面积。这通常会导致增加总占地面积，以提高空气过滤能力。

防爆通风是沉流式除尘器与垂直滤芯除尘器不同的另一领域。防爆通风口可装于沉流式除尘器的顶部或侧面，而不改变设备占地面积。由于防爆通风口必须位于垂直挂式除尘器的侧面，因此通常需要扩大其占地面积，以使通风口向上。许多工厂更喜欢向上式或顶部安装式防爆通风口，因为爆燃火焰锋和爆燃期间排放的物料都朝向上方，而上方对占地面积的影响更少。

最后，与旧式垂直挂式除尘器设计相比，沉流式除尘器的滤芯更换过程简化了组件更换，并有助于最大限度地减少操作人员接触收集到的污染物的情况。沉流式除尘器通常配有盖板，一次仅能使用几个滤筒。若除尘器安装于室外多风环境，这一设计将成为显著优势。旧式垂直挂式除尘器通常需要较大的检修门，而这会使操作人员和周围区域暴露于整个脏空气室中。

沉流式除尘器的水平滤筒拆装操作更为简便洁净，操作人员仅需将手臂伸入设备内部，即可触及滤筒进行拆装。垂直挂式除尘器需要特殊工具来进入洞穴状的脏空气室，或者需要操作人员进入实际物理入口（可能为有限空间入口），以拿到箱体结构内更深处的滤筒。虽然几乎所有除尘器设计均适应便于滤芯检修的工业平台，也可通过活梯对下降气流除尘器进行检修，从而减小对工作场所区域的影响。

鉴于滤筒检修门较大、检修较为困难以及滤芯一般较大/较重，对垂直悬挂除尘器的滤芯进行更换时，一般都需要借助平台、载人升降机或某些其他类型的精巧接触工具。

面世 40 多年后，滤筒式除尘器仍然是一种面向多种不同行业中设施运营商的经济可靠的解决方案。下降气流式除尘器具有粉尘二次扬尘更少、占地面积极小、配置灵活性较高、滤芯更换体验卓越等特点。凭借这些用户益处，下降气流筒式除尘技术具有明显的优势。

¹ Leith, D.；Gibson, D.D.；First, M.W.：顶部和底部入口脉冲喷吹纤维滤芯的性能。空气污染控制协会杂志 24:1150 (1974)。