工業除塵器的運用發展報告

隨著經濟的飛速發展，生產規模的擴大，污染問題也隨之而來，氣候異常，大氣污染加重，粉塵是造成空氣污染的主要污染物之一。2006 年底,我國燃煤發電裝機容量已達到4.84 億kw,用煤12 億t,煙塵排放量維持在 300 萬t 左右,其中約有270 萬t 左右PM10的超微細粉塵可長期在空氣中漂浮,可長期在空氣中漂浮,影響大氣質量和能見度, 影響大氣質量和能見度,特別是PM2.5粉塵以氣溶膠形式存在大氣中。除塵器是有效的處理氣體中去除或捕集固態或液態微粒的設備。根據主要除塵機理，目前常用的除塵器可分為：機械除塵器、電除塵器、袋式除塵器、濕式除塵器。

一、機械除塵器 

機械除塵器通常指利用質量力（重力，慣性力和離心力等）的作用使顆粒物與氣流分離的裝置包括重力沉降室，慣性除塵器和旋風除塵器等。

○1重力沉降室：

重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置，其模式有層流式和湍流式兩種。

其優點為：

結構簡單，投資少，壓力損失小（一般為50~130Pa），維修管理容易。但它體積大，效率低，因此只能作為除塵的預除塵裝置，除去較大和較重的粒子。

○2慣性除塵器：

一般慣性除塵器的氣流速度越高，凈化效率越高，壓力損失也越大。其用于凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵時具有較高除塵效率。對黏結性和纖維性粉塵，則因易堵塞而不宜采用。

○3旋風除塵器：其在操作運行中可以接受的壓力損失一般低于2kPa。按進氣方式可分為切向進入式和軸向進入式，按氣流組織分類有回流式、直流式、平旋式和旋流式等多種，工業鍋爐運用較多的是回流式和直流式兩種，全國除塵器評價優選的旋風除塵器大都屬于這種類型。處理含塵濃度較高（100g/m3）的氣體可以使用多管旋風除塵器。

二、電式除塵器

 電除塵器是利用直流高壓電源產生的強電場使氣體電離，產生電暈放電，進而使懸浮塵粒荷電，并在電場力的作用下，將懸浮塵粒從氣體中分離出來并加以捕集的除塵裝置。

電除塵器的主要優點如下：

【1】 ⑴除塵效率高，對小至0.11μm的粉塵仍有較高的效率。 

⑵可以處理大風量。

隨著工業的發展，應用于生產的大型設備日益增多，所要求處理的煙氣量也大為增加。如500t平爐的煙氣量近5×103m3/h以上，6x105kw汽輪發電機所配鍋爐的煙氣量在30x105m3/h以上，如果采用袋式除塵器，需要3萬多條濾袋（按袋徑120mm、高2.0m、過濾風速2.5m/min計算）用電除塵器，選用斷面為240m2的4臺就完夠滿足要求。

⑵阻力低（僅150~300Pa），耗電少，運行費用低。 

⑶能處理高溫煙氣。一般情況下電除塵器可在350~400℃下工作。目前為滿足高溫高壓下煤氣進入透平發電及其他一些工業的需要，高溫高壓電除塵器工作溫度可達1200K（工作壓力11×103Pa）。

⑸電除塵器的操作控制的自動化程度高。

電除塵器的缺點如下。

⑴一次投資高，鋼材消耗量較大。

⑵電除塵器通常要求較高的制造安裝精度，否則不能保證其正常運行。

⑶電除塵器由于電場風速較低而占地面積較大。

⑷電除塵器對所處理的粉塵比電阻有一定的要求，通常認為zui適宜的范圍是104~5x1010Ω·m。在此范圍以外，采用電除塵器就要有相應的措施，才能保證必需的除塵性能。

【6】電除塵器在實際應用中通常有以下幾種應用方式：

【7】（l）高壓靜電除塵高壓靜電塵是應用靜電除塵的原理對分散產塵點進行粉塵控制的一種方法，可以用于皮帶轉運點、破碎機、振動篩等產塵點。采用靜電除塵，可以不設排風系統，節省能源，消除了風機噪聲。在寒冷地區冬季不需對車間進行補風，有利于節能。

（2）靜電強化的除塵器即將靜電除塵機理的應用其它類型的除塵器，形成復合機理的除塵器，如靜電袋式除塵器、靜電濕式除塵器、靜電旋風除塵器、靜電顆粒層除塵器等，其中有的己經在生產中應用。

l）靜電袋式除塵器利用靜電強化袋式除塵器，可降低除塵器阻力、增大處理風量、提高除塵效率。目前采用的形式有器外預荷電的袋式除塵器、預荷電脈沖除塵器、表面電場的袋式除塵器。

2）靜電強化的濕式除塵器 用靜電強化濕式除塵器，主要有三種方式: 

①塵粒與水滴均荷電，但極性不同。在兩者之間產生靜電力，加強水滴與塵粒的接觸，使粉塵加濕，凝聚成更大的顆粒，便于捕集。

 ②塵粒荷電，水滴為中性。當荷電塵粒接近水滴時，使后者產生鏡象感應電荷。在兩者間產生吸引力（鏡象力），使塵粒與水滴接觸。

③水滴荷電，塵粒為中性。當兩者接近時同樣會產生鏡象感應電荷，在鏡象力作用下，

使塵粒加濕、凝聚。 靜電強化的濕式除塵器的結構形式很多，主要是在傳統的除塵器中加以應用，例如在通常的噴淋塔中，可以在入口加電暈荷電器，使塵粒荷電，有的則在噴嘴上通過感應效應，使水滴荷電。

3）靜電強化的旋風除塵器

 利用靜電強化的旋風除塵器通常在旋風除塵器中心設置放電極，利用筒體的外壁和排出管的管壁作為集塵極。在靜電力的作用下，可以使塵粒獲得較大的向外的徑向速度，有利于塵粒的捕集。試驗研究表明，靜電旋風除塵器的除塵效率較不設靜電的有較大提高。在靜電旋風除塵器中，有一個*的進口速度，使靜電力和離心力的作用得到*組合。

三、袋式除塵器

 袋式除塵器是一種干式濾塵裝置。它適用于捕集細小、干燥、非纖維性粉塵。袋式除塵器是依靠編織的或氈織無紡布的纖維濾料做成濾袋及在濾袋表面上形成的粉塵初層來共同實現分離含塵氣體中的粉塵。袋式除塵器與其它除塵器相比，其過濾效率在99%以上，【8】且其結構簡單，適用范圍廣。逆噴型吹氣環清灰技術使得袋式除塵器實現了除塵、清灰連續操作，處理量提高數倍，濾袋壓力較穩定。而脈噴型（脈沖）袋式除塵器被認為是袋式除塵技術的一次重大發現，它不但操作和清灰連續，濾袋壓力損失更趨于穩定，處理氣量進一步增大，而且內部無運動部件，濾布壽命更長且結構簡單。20世紀70年代以后，袋式除塵器技術向大型化發展。美、日、澳及歐州等國家相繼開發了大型袋式除塵器應用于燃煤電站、干法水泥口轉窯窯尾和電爐除塵!其中單臺過濾面積超過10000m2的不在少數。而我國到90年代中期，某些企業的袋式除塵器產品質量已經達到了先進水平。目前，生產中應用廣、*高的是反吹風大布袋除塵器、回轉反吹扁袋除塵器和脈沖噴吹袋除塵器。

袋式除塵器的結構型式有：

⑴按濾袋的形狀分為：扁形袋（梯形及平板形）和圓形袋（圓筒形）

⑵按進出風方式分為：下進風上出風及上進風下出風和直流式（只限于板狀扁袋）

⑶按袋的過濾方式分為：外濾式及內濾式。

濾料用纖維，有棉纖維、毛纖維、合成纖維以及玻璃纖維等，不同纖維織成的濾料具有不同性能。常用的濾料有208或901滌輪絨布，使用溫度一般不超過120℃，經過硅硐樹脂處理的玻璃纖維濾袋，使用溫度一般不超過250℃，棉毛織物一般適用于沒有腐蝕性；溫度在80-90℃以下含塵氣體。

袋式除塵器的優點是： 

⑴除塵效率高，一般在99％以上，除塵器出口氣體含塵濃度在數十mg/m3之內，對亞微米粒徑的細塵有較高的分級效率。 

⑵處理風量的范圍廣，小的僅1min數m3，大的可達1min數萬m3,既可用于工業爐窯的煙氣除塵，減少大氣污染物的排放。

⑶結構簡單，維護操作方便。

⑷在保證同樣高除塵效率的前提下，造價低于電除塵器。

⑸采用玻璃纖維、聚四氟乙烯、P84等耐高溫濾料時，可在200℃以上的高溫條件下運行。

 ⑹對粉塵的特性不敏感，不受粉塵及電阻的影響

四、濕式除塵器

 濕式除塵器俗稱“水除塵器”，它是使含塵氣體與液體（一半為水）密切接觸，利用水滴和顆粒的慣性碰撞及其他作用捕集顆粒或使顆粒增大的裝置。它具有結構簡單、占地面積小、操作及維修方便和凈化效率高等優點，能夠處理高溫、高濕的氣流，將著火、爆炸的可能減至zui低。但采用濕式除塵器時要特別注意設備和管道腐蝕及污水和污泥的處理等問題。濕式除塵過程也不利于副產品的回收。

根據濕式除塵器的凈化機理，可將其大致分成七類：

⑴重力噴霧洗滌器

⑵旋風洗滌器

⑶自激噴霧洗滌器 

⑷板式洗滌器

⑸填料洗滌器 

⑹文丘里洗滌器 

⑺機械誘導噴霧洗滌器

 在工程上使用的濕式除塵器形式很多。總體上可分為低能和高能兩類。低能濕式除塵器的壓力損失為0.2—1.5kPa，包括噴霧塔和旋風洗滌器等，在一般運行條件下的耗水量（液氣比）為0.5—3.0升每立方米，對10微米以上顆粒的凈化效率可達到90％—95％，高能濕式除塵器的壓力損失為2.5—9.0kPa,凈化效率可達99.5％以上，如文丘里洗滌器等。

現就袋式除塵器細說說，布袋是袋式除塵器的主要部件，選用濾料對過濾性能至關重要。在20世紀50年代初，國內沒有專門的濾料生產廠家，常溫下只能用素色棉帆布，含酸氣體的過濾主要用毛呢類產品。到了70年代末，開發出208滌綸絨布，為袋式除塵器的推廣應用提供了*批濾料，并度成為濾料的一統天下。接著又仿照日本開發出729聚酯機織濾料，應用在大中型分室反吹風袋式除塵器中。70年代末80年代初，隨著非織造布的發展，我國又研制成功了合成纖維針刺氈，袋式除塵器的濾塵效果提高了一個數量級。80年代我國又研制成功了芳砜綸耐高溫纖維和芳砜綸針刺氈，可耐210℃高溫,并應用于冶金、有色冶金、碳黑工業等的高溫煙氣處理方面，可與美國的諾梅克斯纖維媲美90年代初期，我國又開發了聚四氟乙烯微孔覆膜濾料，它實現了、低阻、節能，由深層過濾改為表面過濾。目前我國已能

生產化纖機織布、常溫針刺氈、防靜電針刺氈、防油防水針刺氈、耐高溫耐腐蝕針刺氈和玻纖連續布，玻纖膨體紗、玻纖針刺氈等濾料，以及聚四氟乙烯覆膜濾料等適合各種工況條件的性能優良的過濾材料。袋式除塵器在應用中經常遇到處理高溫煙氣，如火電廠燃煤鍋爐、

工業鍋爐、采暖鍋爐除塵、垃圾焚燒除塵等，由于袋式除塵器耐高溫能力有限!

因此需要一些特殊要求和采取一些特殊工藝。

袋式除塵器在高溫條件下應用時應使用耐高溫濾料。

當前國內主要使用的高溫濾料多為進口濾料，有Ryton（玻璃纖維+P84+PPS）和Procon（PPS）、P84、Nomex、PTFE等濾料。Ryton和Procon是當前較好的耐酸堿腐蝕性濾料，同時pps纖維也具有較好的耐水解能力,特別適合在高濕的煙氣中使用,其連續使用溫度為170℃,zui高使用溫度為190℃。但在使用中也發現了不少問題，如PPS濾料在200℃以上會發生熱縮現象，耐氧化性差，在高溫是變硬伴有不同程度的老化。P84耐高溫性能好，可達200℃左右，瞬時耐溫260℃，同時其優良的耐酸堿性使其在燃煤鍋爐除塵上得到廣泛的應用。因其纖維不規則的截面，表面過濾效果佳，清灰效果好，缺點是水解穩定性差，容易水解老化。

由于環保排放標準日趨嚴格，大量電除塵器會被逐漸改造為袋式除式器，這與國外的發展趨勢是一致的。因此，袋式除塵器在國內必將有十分廣闊的應用前景。但同時我們也應該看到，目前高溫氣體的治理仍制約著袋式除塵器的進一步發展，因此在現有條件下進一步研究和發展袋式除塵器對高溫氣體的治理，必將對我國環保事業的發展起到更大的推動作用。

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