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我国袋式除尘技术的现状和发展

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浏览:- 发布日期:2015-08-13 19:08:00【

近几年来。袋式除尘器的应用有迅速增加的趋势。主要原因在于:

环保标准更加严格,国家修订了“大气污染控制法”是一个方面,实际上,不少地方和企业在更早就开始实行更严格的排尘标准。以电厂为例,过去国家对电力行业制定的标准远比其他行业宽松,以至这一污染大户的烟尘年排放量达到380万t,约为钢铁行业的14倍,现在新的标准将使其排尘浓度控制在100mg/Nm3以下:

环保执法力度不断加大.手段日益;公众的环保意识迅速增强;

国务院关于污染源双达标的指令促使一大批中、小型企业加强烟尘治理;

对烟气中二氧化硫的控制使粉尘比电阻上升:

以上这些,都使电除尘的应用变得困难和不经济,袋式除尘器成为合理的选择。

值得一提的是,至2000年.已有钢厂和水泥厂的30~100m2共4台电除尘器被改造为长袋低压脉冲袋式除尘器,现在。又有鞍钢和武钢的4台静电除尘器正在或即将实施同样的改造。联想到发达国家在30年前开始将大量电除尘器改造为袋式除尘的进程,谁能断言这不是我国迈向此途的第一步?自去年11月以来.呼和浩特电厂以澳大利亚袋式除尘技术净化燃煤锅炉烟气的2台200MW机组相继投产.其他一些电厂也正计划采用袋式除尘器,说明电除尘器独踞电厂锅炉除尘领域的一统天下局面已开始被打破。

除此之外.微细粒子(PMl0、PM2.5)的控制日益受到重视.今年,国家科技部安排了“燃煤电厂锅炉烟气微细粒子高效控制技术与设备”的攻关课题。在微细粒子的控制方面,袋式除尘器比其他类型的除尘器具有明显的优势,因而将促使袋式除尘技术进~步发展和扩大应用。

袋式除尘器应用的增加,也有赖于自身技术的长足进步。主机、滤料、自动控制和应用技术的水平都有很大提高,使得袋式除尘器对于烟气的高温、高湿、高浓度、微细粉尘、吸湿性粉尘、易燃易爆粉尘等不利条件有了更强的适应性,并且在加强清灰、提高效率、降低消耗、减少故障、方便维修方面达到~个新的高度。2主机

2.1脉冲袋式除尘器发展迅速

袋式除尘器的要害在于清灰,清灰效果在大程度上决定着袋式除尘设备乃至整个系统的成败,这一点已为越来越多的人员和用户所认识,并作为选用袋式除尘器的首要因素而加以关注。因此,反吹风等弱力清灰的除尘器从其应用的高潮退了下来,而以强力清灰为特征的脉冲袋式除尘器则逐渐成为首选的设备。以CD系列长袋低压脉冲袋式除尘器为代表的新一代脉冲袋式除尘技术,完全克服了传统脉冲除尘的缺点,而其清灰能力强的特性则比传统技术更突出,从而带来滤袋长(6~8m)、占地面积少、设备阻力小、清灰所需气源压力低、能耗少、工作可靠、维修工作量小等优点.杜绝了反吹风(分室反吹、回转反吹)弱清灰类除尘器普遍存在的阻力过高现象,在各工业部门获得日益广泛的应用。

除尘效果更加提高我国袋式除尘器的排尘浓度低于50mg/m3已是普遍现象,低于10mg/rn3甚至在1~5mg/m3范围内也非罕见:其原因,滤料的进步固然重要,而主机的滤袋接口技术有了长足进步,也功不可设。以往采取绑扎或螺栓压紧的固袋方式,滤袋接口存在泄漏,往往使除尘器的除尘效率同滤料相差1~2个数量级。新的固袋方式是严格控制花板的袋7L以及袋口的加工尺寸.依靠弹性元件使袋口外侧的凹槽嵌入袋孔内,二者公差配合,密封性好,从而消除了接口处的泄漏。这一固袋方式消除了袋式除尘器除尘效率同滤料效率之间的差距,使袋式除尘器的排尘浓度普遍降低:

2.2脉冲袋式除尘器大型化

脉冲袋式除尘器大型化的趋势明显,性能达到国际水平。上钢五厂1997年新建的100t电炉,采用CD.116型长袋低压脉冲袋式除尘器,有效过滤面积11580m2;处理风量96.7万rrl3/h,比设计值提高20%;排尘浓度为8~12mg/m3;设备阻力低于1200Pa;喷吹压力≤0.2MPa;清灰周期长达75min:自1997年3月投产,至2001年10月才将5184条滤袋整体更换.在此期间滤袋没有一条损坏,使用寿命为55个月,脉冲阀膜片的寿命也达到2年。随后建设的一批超高功率电炉也能竞相采用大型脉冲袋式除尘器,近几年,炼钢转炉的二次烟尘治理多采用这种设备,其经济、社会和环境效益都明显好于以往,其中大的过滤面积达15880m2。处理风量150万m3/h,1999年在鞍钢投入运行。

2.3袋式除尘器在处理高含尘浓度气体更

具竞争性袋式除尘器在适应高含尘浓度方面实现突破.能够直接处理含尘浓度14009/m3的气体,比以往提高数十倍.并达标排放。因此.许多物科回收系统抛弃原有的多级收尘工艺.而以一级收尘取代。例如.以长袋脉冲

袋式除尘器的核心技术为基础,强化其过滤、清灰和安全防爆功能,形成高浓度煤粉收集技术,已成功用于煤磨系统的收粉工艺,并在武钢、鞍钢、首钢等十几家企业推广应用。在武钢炼铁厂一号煤磨系统,实测入口浓度675~8799/.m3,排尘浓度0.59~12.2rag/m3。设备阻力≤1100Pa,经济效益和社会效益显著,并杜绝了环境污染。

对于以往在袋式除尘之前加旋风、多管等预除尘器的做法,现在普遍认为不但不利于袋式除尘,反而增加了清灰的困难,因而不可取。这是除尘观念上的重要改变。2.5脉冲袋式除尘器的清灰方式

脉冲袋式除尘器的清灰方式有“在线”和“离线”之分。在一段时间里.存在过分强调“离线”方式的倾向:不论工艺条件和使用要求,不论是否需要,只要采用离线方式就一定好。

任何事物都有两面性。离线清灰固然有谤止粉尘再粘附从而利于清灰的优点,但其缺点不容忽视;

(1)需要增加过滤面积和箱体,从而增加设备体积和设备投资;

(2)清灰时一个仓室的关闭,使处理风量和设备阻力变化过大。会造成炉窑这类生产设备的工况波动,往往影响生产;

(3)增加了机械活动部件,从而增加了维修工作量和控制系统的容量。

鉴于上述.当离线清灰用于不适当或不需要的场合时。其负面影响就会占据主导地位,此时采用在线清灰方式更加有利。应当在仔细进行技术经济比较的基础上,决定采用“离线”或“在线”。实际上,在各工业行业中,大部分情况下采用在线清灰更为合理。经过对工程实践的不断总结,现在已有较多人员和用户认识到这一点,一些曾采用离线清灰方式的场合现已改为采用在线方式(例如高浓度煤粉收集等)。

适应在线和离线清灰的需要,一些管式喷吹的袋式除尘器已演化为既有离线的型

冶金环境保护2003年第l期式,也有在线的型式,因而扩大了应用领域。

箱式喷吹的袋式除尘器在原有气箱脉冲、带互补腔的箱式喷吹基础上,又出现了以一个脉冲阀通过回转机构定位喷吹的类型,已实现商品化。

2.4清灰袋式除尘器清灰能力不足

为了克服自身清灰能力薄弱的缺点,反吹清灰袋式除尘器出现了“回转定位反吹机构”:首先用于回转反吹扁袋除尘器,将其发展为分室停风的回转反吹类型;随后又用于分室反吹袋式除尘器,以一台具有多个输出通道的回转定位反吹阀取代多台三通切换阀,大大降低了漏风量,有利于增强清灰能力,还减少了机械活动部件和相应的维修工作量。其不足之处在于,反吹方式清灰能力弱的特性不能得到改变.当按照此项技术改造在役的反吹清灰袋式除尘器时,往往配套采用复膜滤料,以该种滤料较好的粉尘剥离能力来弥补清灰能力的不足。

2.5袋式除尘设备各主要部件的改进

袋式除尘设备各主要部件的质量普遍提高。咏冲阀制作更加糟良,膜片和电磁阀陡用寿命成倍延长;袋笼、袋帽、袋箍等部件的质量达到或接近国外水平。外国厂商进入我国市场,我国生产厂家制造技术的进步.部是促进这一变化的主要原因。2.8深化对清灰机理的认识不断开发新

通过试验研究,明确了可采用滤袋内的压力峰值、压力增长速度、袋壁的加速度这三项指标来评价清灰效果,在一定程度上,这一用这一方法,测试了几种脉冲袋式除尘器,也测试了菱形扁袋除尘器,对袋式除尘器的研究和应用起了较好引导作用。

在深入研究清灰机理的基础上,研究开发了脉冲阀性能试验和检验装置,能够在同一条件下对不同结构和尺寸、不同厂家、不同使用条件的咏冲阀进行性能试验和测试.可为新型脉冲阀的研究,为咏冲袋式除尘器的设计、选型和应用提供可靠的依据。

80年代,我国几个单位曾从不同的途径开展静电一袋滤复合除尘技术的研究试验,除了武汉安全环保研究院的予荷电袋式除尘器以外,其他的研究都未达到实用阶段。进入新世纪以来,这项技术又重新受到重视,了解到国外在这项技术上已有新的突破.并开始在450MW燃煤电厂锅炉烟气净化应用,国内一些单位已重新开展这方面的工作.某电厂在保留原有电除尘器第一电场的条件下.将后面两个电场改造为袋式除尘器,投运后取得较好效果。3滤料和滤袋

(1)耐高温滤料多样化。P.84、莱登(RYTON)滤料的应用越来越多.在有水解危害的场台取代了滤料;特氟纶(PTFE)滤料已有少量应用;玻纤滤料在增强其抗折、耐密性能方面获得进展。因此,在净(2)将多种材质的纤维以不同的方式混(3)针刺毡的应用更为广泛.同织布滤料

(4)表面过滤材料的出现和应用,是更为化190--280℃的烟气时,人们有了更大的选择余地。

合而制成滤料,使滤料的质量和性能比单一材质显著提高,同时使滤料的成本下降。这一方法在高温滤料的制作中应用较多。例如:P.84、莱登、玻纤等纤维与特氟纶(PTFE)纤维的混合;P一84与莱登的混合;与玻纤的混合等。

相比,针刺毡已成为主导的滤料:不但脉冲喷吹类型,而且反吹清灰类袋式除尘器也大量应用针刺毡。针刺毡的后处理技术多样化,原来较少应用的防油防水、阻燃、抗水解等处理日渐普遍,使滤斟适应多种复杂环境。

积极的进步。它对微细粉尘有更高的捕集率,并将粉尘阻留于滤料表面,容易剥离。庾设备阻力降低。通常所说的复膜滤料即是表面过滤材料的一种,在普通料表面复以聚四氟乙烯薄膜而成。此外.还有两种实现表面过滤的途径:复以具有大量微孔的涂层,称为

评价方法也可用来评价反吹清灰的效果。应涂屠滤料;以超细纤维在针刺毡表面形成超细面屡,称为超细面层或高密面层滤料。

(5)对于滤料适应范围的认识日益深化。复膜滤料的作用曾被不适当地夸大,忽视了它有一定适用范围和价格较贵的因素,导致一些失误:现在人们认识到。并非在任何条什下它都优于普通滤料,应用不当可能欲速不达,例如透平机的进气净化,采用复膜滤料时清灰效果很差,而常规针刺毡的清灰效果却好得多:另外.复膜滤料价格较贵.不经认真的方案比较就选用,往往使用户在经济上不台算。现在,一些滤料厂商采取有选择推销的策略,这是明智的。

(6)滤袋的制作更加规范。不按标准、以普通缝纫机缝制滤袋的现象已基本杜绝。一些厂家引进设备和技术.滤袋的制作质量达到或接近国外水平。4自动控制系统

(1)袋式除尘器的自动控制已普遍采用PI,C机。工控机(IPC)也已进入这一领域。中、小型设备多采用单片机或集成电路为核心的控制技术。

(2)自控系统普遍加强了自身的抗干扰性能.在供电电压波动、温度随季节而变化、粉尘侵扰等不利条件下,能够可靠运行。

(3)自控系统的功能更为齐全。除了对清灰进行程控外,还自动监测除尘设备和系统的温度、压力、压差、流量等参数,超限报警;对脉冲喷吹装置、切换阀门、卸灰阀等有关设备和部件的工况进行监视,故障报警;对清灰参数(周期、持续时间等)进行显示。对各控制参数的调节更加方便。

(4)有关袋式除尘系统智能控制技术和专家引导系统的研究工作已在进行之中。

(1)袋式除尘器面对千变万化的生产工艺和粉尘属性,在以下环节上更加成熟和完善:设备类型的选择滤料选择;参数确定;各刊t不利因素(高温、高湿、高含尘浓度、微细粉尘、吸湿性粉尘、腐蚀、易燃易爆、工况大幅度

波动、高正压或高负压等)的防范;保持设备和系统的稳定运行;操作维修制度的建立;等等。因此,原来难以采用袋式除尘的领域已被攻克,许多原来采用静电或湿式除尘设备的场合。都已经成功采用袋式除尘器。

(2)袋式除尘器同生产工艺的结合、同节能的结合更加紧密,是应用技术进步的另一表现。例如,许多企业的粉状物料回收完全依赖袋式除尘,集生产和环保两项功能于一身(例如高炉喷煤的制粉系统)。另外,一些厂房设有空调或采暖设施,除尘系统抽排空气将造成冷量或热量的巨大浪费,利用袋式除尘器的高效率,使排气含尘浓度低到同进风标准相同,并将其直接送回厂房,能耗大幅度下降(例如木器加工车间的除尘系统)。

(3)袋式除尘器的病害诊断和修复改造逐年普遍。对老、旧和病害设备进行诊断,找出病因.提出改造方案。大限度地保留外围结构.更换核心部件,合理组织气流,配套电脑控制。分室反吹、回转反吹、旁插扁袋、传统脉冲等类型的一批袋式除尘器改造为长袋低压脉冲袋式除尘器。使之祛病复康,更新换代;还有一些反吹风除尘器采用回转定位反吹和复膜滤料的改造方式。这种改造花钱少、效果好、工期短,深受用户欢迎。6脉;中袋式除尘技术的现状及发展

(1)脉冲袋式除尘器起源于二十世纪50年代的美国。它以压缩空气为气源,采用脉冲喷吹的方式使滤袋清灰。具有清灰能力强、过滤风速高、设备紧凑、钢耗少.占地少等优点。

(2)我国于上世纪60年代末期开始研究开发脉冲袋式除尘器,并于70年代在全国广泛应用以MC型为系列代号的这种设备。

(3)以MC型为代表的传统脉冲袋式除尘技术具有缺点;

①滤袋短。在烟气量大的场合便失去占地少的优点;

②喷吹压力高(6~7MPa)。不能用管网压气,而且能耗高;

③维修工作量大,原因是脉冲阀数量多,而且膜片质量欠佳,使维修工作成为熏负;

④换袋不方便,易造成二次污染;⑤不能用于风量大的场合。

上述缺点长期阻碍着这种设备的扩大应用,甚至被许多用户拒之门外。因而到上个世纪80年代初期,用量趋于下降。

(4)出现在70年代末期的环隙咏冲袋式除尘器有了一些进步:喷吹压力有所降低(3.5~5MPa);清灰能力进一步增强。因而使过滤风速更加提高;滤袋固定方式的改进,以及引射器和连接方式的改进。使滤袋的更换较为方便;脉冲阀的处理能力增大,数量减少.使维修工作量相应减少。

(5)新一代的脉冲袋式除尘技术以CD系列长袋低压脉冲袋式除尘器为代表。它全面克服了传统咏冲袋式除尘器的缺点,同时保持了其固有的优点,这种除尘器的优良性能受到许多国家的重视,瑞典、德国、英、美、意、日、澳等国都推出了自己的产品,在各工业行业普遍应用。以澳大利亚为例,约90%以上的燃煤电站锅炉采用袋式除尘器,并以长袋低压脉冲袋式除尘器为主。大的单机处理风量330万m3/h.过滤面积47174m2,滤袋长度达8m,使用寿命超过5年。再如日本.改变了长期以反吹风袋式除尘器作为主导设备的倾向.大型咏冲袋式除尘器成为近十几年来的主导设备。

(6)长袋低压脉冲袋式除尘器的主要特点:

①清灰能力强,即使用于各种炉窑烟尘(例如炼钢电炉烟尘、转炉二次烟尘)的治理,仍然保持较低的设备阻力(1200~1400Pa);

②喷吹压力低.达到上述清灰强度所需的气源压力仅为0.15~0.20MPa。这是因为采用了压力损失小而启闭快速的直通式快速脉冲阀.能以较低的气源压力和较小的压气耗量获得更好的清灰效果:

③滤袋长。一般为6m。可延至8m。这是由于该种除尘器的强大清灰能力可以满足这佯长的滤袋清灰的需求;

④过滤风速高,在同等条件下是反吹风除尘器的2~3倍。原因也是由于清灰能力强.工作状态下的滤袋具有良好的透气性。

⑤设备阻力低,通常只有1200~1400Pa。同等条件下.设备阻力只有反吹风袋式除尘器的50%~66%;

⑥投资省;

⑦占地面积小,比反吹风除尘器少40%以上;

⑧运行能耗低。这是由于设备阻力小,过滤能耗低;而喷吹压力低,压气耗量少,使清灰能耗也低。其综合能耗比反吹风除尘器低40%以上。

⑨除尘效果好。在入口粉尘浓度675~8799/Nm3(煤粉制备系统)条件下.出口平均浓度为0.6~12.2mg/Nm3。除了滤料的作用外.滤袋接口完全消除了粉尘渗漏也是很重要的原因。

⑩换袋方便,维修简单。滤袋固定不用绑扎。而是依靠弹性涨圈镶嵌在花板上。换袋不用进入箱体,是在花扳上面的干净气体一侧进行。脉冲阀数量只有一般咏冲袋式除尘器的15%,维修工作量小,

⑩配套的电啮控制系统.以可编程控制器或工控机为核心,配备各种传感器。抗干扰能力强,工作可靠,在供电电压波动、环境温度变化、粉尘影响等条件下可长期正常工作。其功能齐全。可分别以定压差或定时两种方式对除尘器实行清灰控制,还可监控除尘器和管路的压力、压差、风量、温度等参数,对某些设备(阀门、卸灰阀等)的运行工况进行监视和故障报警。


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