除尘器运用发展报告

除尘器运用发展报告前言：随着经济的飞速发展，生产规模的扩大，污染问题也随之而来，全球气候异常，大气污染加重，粉尘是造成空气污染的主要污染物之一。2006年底,我国燃煤发电装机容量已达到4.84亿kw,用煤12亿t,烟尘排放量维持在300万t左右,其中约有270万t左右PM10的超微细粉尘可长期在空气中漂浮,可长期在空气中漂浮,影响大气质量和能见度,影响大气质量和能见度,特别是PM2.5粉尘以气溶胶形式存在大气中。除尘器是有效的处理气体中去除或捕集固态或液态微粒的设备。根据主要除尘机理，目前常用的除尘器可分为：机械除尘器、电除尘器、袋式除尘器、湿式除尘器。正文：一、机械除尘器机械除尘器通常指利用质量力（重力，惯性力和离心力等）的作用使颗粒物与气流分离的装置包括重力沉降室，惯性除尘器和旋风除尘器等。○1重力沉降室：重力沉降室是通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置，其模式有层流式和湍流式两种。其优点为：结构简单，投资少，压力损失小（一般为50~130Pa），维修管理容易。但它体积大，效率低，因此只能作为高效除尘的预除尘装置，除去较大和较重的粒子。○2惯性除尘器：一般惯性除尘器的气流速度越高，净化效率越高，压力损失也越大。其用于净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘时具有较高除尘效率。对黏结性和纤维性粉尘，则因易堵塞而不宜采用。○3旋风除尘器：其在操作运行中可以接受的压力损失一般低于2kPa。按进气方式可分为切向进入式和轴向进入式，按气流组织分类有回流式、直流式、平旋式和旋流式等多种，工业锅炉运用较多的是回流式和直流式两种，全国除尘器评价优选的旋风除尘器大都属于这种类型。处理含尘浓度较高（100g/m3）的气体可以使用多管旋风除尘器。二、电式除尘器电除尘器是利用直流高压电源产生的强电场使气体电离，产生电晕放电，进而使悬浮尘粒荷电，并在电场力的作用下，将悬浮尘粒从气体中分离出来并加以捕集的除尘装置。电除尘器的主要优点如下：【1】⑴除尘效率高，对小至0.11μm的粉尘仍有较高的效率。⑵可以处理大风量。随着工业的发展，应用于生产的大型设备日益增多，所要求处理的烟气量也大为增加。如500t平炉的烟气量近5×103m3/h以上，6x105kw汽轮发电机所配锅炉的烟气量在30x105m3/h以上，如果采用袋式除尘器，需要3万多条滤袋(按袋径120mm、高2.0m、过滤风速2.5m/min计算)，而用电除尘器，选用断面为240m2的4台就完全能够满足要求。⑵阻力低(仅150~300Pa)，耗电少，运行费用低。⑶能处理高温烟气。一般情况下电除尘器可在350~400℃下工作。目前为满足高温高压下煤气进入透平发电及其他一些工业的需要，高温高压电除尘器工作温度可达1200K(工作压力11×103Pa)。⑸电除尘器的操作控制的自动化程度高。电除尘器的缺点如下。⑴一次投资高，钢材消耗量较大。⑵电除尘器通常要求较高的制造安装精度，否则不能保证其正常高效运行。⑶电除尘器由于电场风速较低而占地面积较大。⑷电除尘器对所处理的粉尘比电阻有一定的要求，通常认为最适宜的范围是104~5x1010Ω·m。在此范围以外，采用电除尘器就要有相应的措施，才能保证必需的除尘性能。【6】电除尘器在实际应用中通常有以下几种应用方式：【7】(l)高压静电除尘高压静电尘是应用静电除尘的原理对分散产尘点进行粉尘控制的一种方法，可以用于皮带转运点、破碎机、振动筛等产尘点。采用静电除尘，可以不设排风系统，节省能源，消除了风机噪声。在寒冷地区冬季不需对车间进行补风，有利于节能。(2)静电强化的除尘器即将静电除尘机理的应用其它类型的除尘器，形成复合机理的除尘器，如静电袋式除尘器、静电湿式除尘器、静电旋风除尘器、静电颗粒层除尘器等，其中有的己经在生产中应用。l)静电袋式除尘器利用静电强化袋式除尘器，可降低除尘器阻力、增大处理风量、提高除尘效率。目前采用的形式有器外预荷电的袋式除尘器、预荷电脉冲除尘器、表面电场的袋式除尘器。2)静电强化的湿式除尘器用静电强化湿式除尘器，主要有三种方式:①尘粒与水滴均荷电，但极性不同。在两者之间产生静电力，加强水滴与尘粒的接触，使粉尘加湿，凝聚成更大的颗粒，便于捕集。②尘粒荷电，水滴为中性。当荷电尘粒接近水滴时，使后者产生镜象感应电荷。在两者间产生吸引力(镜象力)，使尘粒与水滴接触。③水滴荷电，尘粒为中性。当两者接近时同样会产生镜象感应电荷，在镜象力作用下，使尘粒加湿、凝聚。静电强化的湿式除尘器的结构形式很多，主要是在传统的除尘器中加以应用，例如在通常的喷淋塔中，可以在入口加电晕荷电器，使尘粒荷电，有的则在喷嘴上通过感应效应，使水滴荷电。3)静电强化的旋风除尘器利用静电强化的旋风除尘器通常在旋风除尘器中心设置放电极，利用筒体的外壁和排出管的管壁作为集尘极。在静电力的作用下，可以使尘粒获得较大的向外的径向速度，有利于尘粒的捕集。试验研究表明，静电旋风除尘器的除尘效率较不设静电的有较大提高。在静电旋风除尘器中，有一个最佳的进口速度，使静电力和离心力的作用得到最佳组合。三、袋式除尘器袋式除尘器是一种干式滤尘装置。它适用于捕集细小、干燥、非纤维性粉尘。袋式除尘器是依靠编织的或毡织无纺布的纤维滤料做成滤袋及在滤袋表面上形成的粉尘初层来共同实现分离含尘气体中的粉尘。袋式除尘器与其它除尘器相比，其过滤效率在99%以上，【8】且其结构简单，适用范围广。逆喷型吹气环清灰技术使得袋式除尘器实现了除尘、清灰连续操作，处理量提高数倍，滤袋压力较稳定。而脉喷型（脉冲）袋式除尘器被认为是袋式除尘技术的一次重大发现，它不但操作和清灰连续，滤袋压力损失更趋于稳定，处理气量进一步增大，而且内部无运动部件，滤布寿命更长且结构简单。20世纪70年代以后，袋式除尘器技术向大型化发展。美、日、澳及欧州等国家相继开发了大型袋式除尘器应用于燃煤电站、干法水泥口转窑窑尾和电炉除尘!其中单台过滤面积超过10000m2的不在少数。而我国到90年代中期，某些企业的袋式除尘器产品质量已经达到了国际先进水平。目前，生产中应用广、市场占有率高的是反吹风大布袋除尘器、回转反吹扁袋除尘器和脉冲喷吹袋除尘器。袋式除尘器的结构型式有：⑴按滤袋的形状分为：扁形袋（梯形及平板形）和圆形袋（圆筒形）。⑵按进出风方式分为：下进风上出风及上进风下出风和直流式（只限于板状扁袋）。⑶按袋的过滤方式分为：外滤式及内滤式。滤料用纤维，有棉纤维、毛纤维、合成纤维以及玻璃纤维等，不同纤维织成的滤料具有不同性能。常用的滤料有208或901涤轮绒布，使用温度一般不超过120℃，经过硅硐树脂处理的玻璃纤维滤袋，使用温度一般不超过250℃，棉毛织物一般适用于没有腐蚀性；温度在80-90℃以下含尘气体。袋式除尘器的优点是：⑴除尘效率高，一般在99％以上，除尘器出口气体含尘浓度在数十mg/m3之内，对亚微米粒径的细尘有较高的分级效率。⑵处理风量的范围广，小的仅1min数m3，大的可达1min数万m3,既可用于工业炉窑的烟气除尘，减少大气污染物的排放。⑶结构简单，维护操作方便。⑷在保证同样高除尘效率的前提下，造价低于电除尘器。⑸采用玻璃纤维、聚四氟乙烯、P84等耐高温滤料时，可在200℃以上的高温条件下运行。⑹对粉尘的特性不敏感，不受粉尘及电阻的影响四、湿式除尘器湿式除尘器俗称“水除尘器”，它是使含尘气体与液体（一半为水）密切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞及其他作用捕集颗粒或使颗粒增大的装置。它具有结构简单、占地面积小、操作及维修方便和净化效率高等优点，能够处理高温、高湿的气流，将着火、爆炸的可能减至最低。但采用湿式除尘器时要特别注意设备和管道腐蚀及污水和污泥的处理等问题。湿式除尘过程也不利于副产品的回收。根据湿式除尘器的净化机理，可将其大致分成七类：⑴重力喷雾洗涤器⑵旋风洗涤器⑶自激喷雾洗涤器⑷板式洗涤器⑸填料洗涤器⑹文丘里洗涤器⑺机械诱导喷雾洗涤器在工程上使用的湿式除尘器形式很多。总体上可分为低能和高能两类。低能湿式除尘器的压力损失为0.2—1.5kPa，包括喷雾塔和旋风洗涤器等，在一般运行条件下的耗水量（液气比）为0.5—3.0升每立方米，对10微米以上颗粒的净化效率可达到90％—95％，高能湿式除尘器的压力损失为2.5—9.0kPa,净化效率可达99.5％以上，如文丘里洗涤器等。现就袋式除尘器细说说，布袋是袋式除尘器的主要部件，选用滤料对过滤性能至关重要。在20世纪50年代初，国内没有专门的滤料生产厂家，常温下只能用素色棉帆布，含酸气体的过滤主要用毛呢类产品。到了70年代末，开发出208涤纶绒布，为袋式除尘器的推广应用提供了第一批滤料，并度成为滤料的一统天下。接着又仿照日本开发出729聚酯机织滤料，应用在大中型分室反吹风袋式除尘器中。70年代末80年代初，随着非织造布的发展，我国又研制成功了合成纤维针刺毡，袋式除尘器的滤尘效果提高了一个数量级。80年代我国又研制成功了芳砜纶耐高温纤维和芳砜纶针刺毡，可耐210℃高温,并应用于冶金、有色冶金、碳黑工业等的高温烟气处理方面，可与美国的诺梅克斯纤维媲美90年代初期，我国又开发了聚四氟乙烯微孔覆膜滤料，它实现了高效、低阻、节能，由深层过滤改为表面过滤。目前我国已能生产化纤机织布、常温针刺毡、防静电针刺毡、防油防水针刺毡、耐高温耐腐蚀针刺毡和玻纤连续布，玻纤膨体纱、玻纤针刺毡等滤料，以及聚四氟乙烯覆膜滤料等适合各种工况条件的性能优良的过滤材料。袋式除尘器在应用中经常遇到处理高温烟气，如火电厂燃煤锅炉、工业锅炉、采暖锅炉除尘、垃圾焚烧除尘等，由于袋式除尘器耐高温能力有限!因此需要一些特殊要求和采取一些特殊工艺。袋式除尘器在高温条件下应用时应使用耐高温滤料。当前国内主要使用的高温滤料多为进口滤料，有Ryton（玻璃纤维+P84+PPS）和Procon（PPS）、P84、Nomex、PTFE等滤料。Ryton和Procon是当前较好的耐酸碱腐蚀性滤料，同时pps纤维也具有较好的耐水解能力,特别适合在高湿的烟气中使用,其连续使用温度为170℃,最高使用温度为190℃。但在使用中也发现了不少问题，如PPS滤料在200℃以上会发生热缩现象，耐氧化性差，在高温是变硬伴有不同程度的老化。P84耐高温性能好，可达200℃左右，瞬时耐温260℃，同时其优良的耐酸碱性使其在燃煤锅炉除尘上得到广泛的应用。因其纤维不规则的截面，表面过滤效果佳，清灰效果好，缺点是水解稳定性差，容易水解老化。由于环保排放标准日趋严格，大量电除尘器会被逐渐改造为袋式除式器，这与国外的发展趋势是一致的。因此，袋式除尘器在国内必将有十分广阔的应用前景。但同时我们也应该看到，目前高温气体的治理仍制约着袋式除尘器的进一步发展，因此在现有条件下进一步研究和发展袋式除尘器对高温气体的治理，必将对我国环保事业的发展起到更大的推动作用。参考文献【1】唐威.工业电除尘新技术探讨，镁铝通讯，2004(l)【2】唐国山，唐复磊，水泥厂电除尘应用技术，北京:化学工业出版社，2005【3】罗鑫，胡志光，杜昭，电除尘器的新技术及其展望，工业安全与环保，2004(2)【4】王丰春，电除尘器故障诊断专家系统的研究，中国电力，1998(10)【5】习郑国强.智能电除尘器控制系统的设计与实现.微机计算机信息，2000(2)【6】张昌俊，彭黎辉，张宝芬，静电除尘器高压供电控制系统设计，高电压技术，2003(12)【7】陈颖悟，电除尘控制系统设计与节能算法研究，2008【8】马最良，暖通空调，中国建筑工业出版之，2002:220~222