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袋式除尘技术对烟气环保处理的应用

袋式除尘是一种高效的干式除尘,在我国化工、冶金、矿山、机械、水泥、建材、粮食、制药、轻工以及高新技术企业等行业早已得到广泛应用,主要用来捕集细小、干燥的非纤维性粉尘。在我国高新技术企业系统的除尘中也已得到较广泛的应用。

1袋式除尘器的工作原理

含尘烟气由进风口进入袋式除尘器,烟尘颗粒被机械地收集在滤袋上,过滤可发生在滤袋的纤维上,也可发生在附着在滤袋表层的灰层上,经滤袋及表层灰层过滤后的清洁烟气经排风口排入大气。滤袋表层的灰可通过不同的清灰方式进行清除。一般袋式除尘器的除尘效率可超过99.9%,与静电除尘器相比,袋式除尘器能更好地捕捉超微细颗粒。

2袋式除技术

作为去除颗粒物的高效技术,袋式除尘可以大幅度降低烟尘和粉尘的排放量,是解决烟粉尘达标排放的重要技术与装备。以水泥行业为例,若我国的水泥企业都采用这种高效除尘技术,每一台新型干法水泥窑都达到GB4915—2013规定的排尘标准,即吨熟料0.15~0.30千克,那么按国家统计局数据,我国水泥工业2012年的颗粒物排放就不是368万吨,而应该是23万~46万吨,这在技术上是完全可以实现的。再若全国50%的燃煤锅炉采用袋式除尘器,则电力行业每年可减少烟尘排放120万吨以上。我国袋式除尘技术已经完全能够支持更为严格的标准,排放限值可进一步降低,对颗粒物减排将起到巨大的作用。国内众多应用案例表明,袋式除尘器在满足更严格的颗粒物排放标准的同时,并不需要提高造价和运行费用,只要严格按照现有标准和规范设计、制造、安装和运行,都能获得好的应用效果。

3袋式除尘器的投资及运行费用

3.1袋式除尘器的投资

袋式除尘器的投资与需要的滤袋过滤面积有关,而所需滤袋过滤面积与气布比直接相关。气布比取决于袋式除尘器类型和滤料。由于脉冲型袋式除尘器具有较高的气布比,投资较低,因此目前新建的袋式除尘器绝大多数会选择脉冲型。在澳大利亚,脉冲型袋式除尘器的投资一般为每平方米收尘面积600澳大利亚元。我国内蒙古呼和浩特电厂扩建的2台200MW机组,全部采用脉冲型袋式除尘器来处理烟气,关键部件及滤袋均从国外进口,总投资为3900多万元,相当于每KW投资100人民币。目前该工程已正式投运。

3.2袋式除尘器的运行费用

袋式除尘器的运行费用主要受到更换滤袋费用和使烟气通过袋式除尘器的风机电耗。因此影响袋式除尘器运行经济性的主要因素是滤袋的寿命,当滤袋开始通过过多的烟尘或显示出过大的压降时,滤袋就需要更换。目前丙烯酸滤袋在澳大利亚市场上的价格大约为每平方米30澳元,占布袋除尘器投资的5%。经验表明脉冲型袋式除尘器的滤袋寿命一般3-6a。聚亚苯基硫布袋的市场价格为每平方米60澳元,寿命与丙烯酸滤袋相近,但更能忍受高温。如果烟气温度超过滤料忍受的最高温度会引起烧袋,因此必须设计合适的烟温控制和防护系统以确保烟温在控制温度以下,通常采用空气调节来控制烟气温度。

4影响袋式除尘器的运行因素

袋式除尘器对高新技术企业产生的烟尘性质相对不敏感,一般煤质对袋式除尘器的运行不会产生明显影响。但也有例外,在选择袋式除尘器时对示范工程的结果应用应慎重。滤袋的设计与拟收集的烟尘间会相互作用,同样的滤料由于设计的微小差异可对压降和高新技术企业的排尘浓度产生明显影响。袋式除尘器的运行过程设计对袋式除尘器的运行效果也会产生严重影响,清灰过于频繁常会导致较高的烟尘排放浓度,并会明显缩短滤袋寿命。因此需要在清灰频率和压降之间进行优化。用于高新技术企业的袋式除尘器通常被分为多个单元室,这样滤袋可在线关闭、维修或更换。滤袋面对高速气流时运行易损坏,这经常发生在刚刚安装好的新滤袋上,因此必须对新安装(更换)滤袋的启动进行仔细地控制。

袋式除尘技术对烟气环保处理的应用

我国燃煤电厂烟气除尘使用袋式除尘器起源于20世纪80年代初,先后在巡检司发电厂、普坪村发电厂、内江电厂、淮南发电厂、南定热电厂、杨树浦电厂等小型燃煤机组上使用,由于当时的客观条件限制,没有坚持下来。其原因一是当时的火电厂烟尘排放在环保上没有要求;二是袋式除尘器当时的整体水平较落后,性能可靠的大型脉冲型袋式除尘器还未开发出来,也没有适合我国高新技术企业的强度好、耐高温、耐腐蚀、寿命长的滤料,国产脉冲阀也不过关、寿命短,其它部件的加工和安装也不精良;三是对袋式除尘器的认识和使用经验不够,因此出现了“烧袋”、“糊袋”、“漏袋”和“清灰不灵”等现象。90年代后,基本上不再有电厂使用袋式除尘器,严重阻碍了大型脉冲袋式除尘器在国内的发展和应用。

工业发达国家从20世纪70年代开始将袋式除尘器用于火电厂的烟气净化,由于这些国家的烟尘排放要求日趋严格,袋式除尘器的进一步发展,特别是滤袋材质的发展,使滤袋寿命得到延长,使滤袋得到较广泛的应用。如美国到1989年底已有99套袋式除尘器用于火电厂的烟气除尘,总装机容量达214万KW,另有6套正在建设中。日本、德国、加拿大、澳大利亚和韩国等也纷纷将静电除尘器改为袋式除尘器,迄今为止发达国家已基本走完了用袋式除尘器取代和改造静电除尘器或其它种类除尘器的过程。另外在美国还有些电厂采用静电除尘器和袋式除尘器的混合体对燃煤电厂的烟气进行除尘,即前部为静电除尘器,后部为袋式除尘器。

由于电厂锅炉出口的烟气温度较高,因此早期的电厂采用袋式除尘器时需要使用玻璃纤维作为滤料,因玻璃纤维的易脆特点,使电厂早期的袋式除尘器均采用大气反吹型。近年来,对于众多高新技术企业因使用聚丙烯酸纤维作为滤料,因此更多地使用环保的脉冲型或振动型袋式除尘器。

5结论

随着我国工业化 、城镇化的深入推进 ,大气污染防治压力继续加大。国务院 《大气污染防治行动计划》将可吸入颗粒物、细颗粒物为特征的污染物提高到损害人民群众身体健康、影响社会和谐稳定的空前高度。为落实 《大气污染防治行动计划》,为消除雾霾,各行各业将会更多地采用环保的袋式除尘器。预计在未来几年中,高新技术企业对袋式除尘设备的需求都会有很大的增长,袋式除尘技术也将会取得更大的进步。


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