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我國袋式除塵技術的現狀和發展

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浏覽:- 发布日期:2015-08-13 19:08:00【

近幾年來。袋式除塵器的應用有迅速增加的趨勢。主要原因在于:

環保標准更加嚴格,國家修訂了“大氣汙染控制法”是一個方面,實際上,不少地方和企業在更早就開始執行更嚴格的排塵標准。以電廠爲例,過去國家對電力行業制定的標准遠比其他行業寬松,以至這一汙染大戶的煙塵年排放量達到380萬t,約爲鋼鐵行業的14倍,現在新的標准將使其排塵濃度控制在100mg/Nm3以下:

環保執法力度不斷加大.手段日益;公衆的環保意識迅速增強;

國務院關于汙染源雙達標的指令促使一大批中、小型企業加強煙塵治理;

對煙氣中二氧化硫的控制使粉塵比電阻上升:

以上這些,都使電除塵的應用變得困難和不經濟,袋式除塵器成爲合理的選擇。

值得一提的是,至2000年.已有鋼廠和水泥廠的30~100m2共4台電除塵器被改造爲長袋低壓脈沖袋式除塵器,現在。又有鞍鋼和武鋼的4台靜電除塵器正在或即將實施同樣的改造。聯想到發達國家在30年前開始將大量電除塵器改造爲袋式除塵的進程,誰能斷言這不是我國邁向此途的第一步?自去年11月以來.呼和浩特電廠以澳大利亞袋式除塵技術淨化燃煤鍋爐煙氣的2台200MW機組相繼投産.其他一些電廠也正計劃采用袋式除塵器,說明電除塵器獨踞電廠鍋爐除塵領域的一統天下局面已開始被打破。

除此之外.微細粒子(PMl0、PM2.5)的控制日益受到重視.今年,國家科技部安排了“燃煤電廠鍋爐煙氣微細粒子高效控制技術與設備”的攻關課題。在微細粒子的控制方面,袋式除塵器比其他類型的除塵器具有明顯的優勢,因而將促使袋式除塵技術進~步發展和擴大應用。

袋式除塵器應用的增加,也有賴于自身技術的長足進步。主機、濾料、自動控制和應用技術的水平都有很大提高,使得袋式除塵器對于煙氣的高溫、高濕、高濃度、微細粉塵、吸濕性粉塵、易燃易爆粉塵等不利條件有了更強的適應性,並且在加強清灰、提高效率、降低消耗、減少故障、方便維修方面達到~個新的高度。2主機

2.1脈沖袋式除塵器發展迅速

袋式除塵器的要害在于清灰,清灰效果在大程度上決定著袋式除塵設備乃至整個系統的成敗,這一點已爲越來越多的人員和用戶所認識,並作爲選用袋式除塵器的首要因素而加以關注。因此,反吹風等弱力清灰的除塵器從其應用的高潮退了下來,而以強力清灰爲特征的脈沖袋式除塵器則逐漸成爲首選的設備。以CD系列長袋低壓脈沖袋式除塵器爲代表的新一代脈沖袋式除塵技術,完全克服了傳統脈沖除塵的缺點,而其清灰能力強的特性則比傳統技術更突出,從而帶來濾袋長(6~8m)、占地面積少、設備阻力小、清灰所需氣源壓力低、能耗少、工作可靠、維修工作量小等優點.杜絕了反吹風(分室反吹、回轉反吹)弱清灰類除塵器普遍存在的阻力過高現象,在各工業部門獲得日益廣泛的應用。

除塵效果更加提高我國袋式除塵器的排塵濃度低于50mg/m3已是普遍現象,低于10mg/rn3甚至在1~5mg/m3範圍內也非罕見:其原因,濾料的進步固然重要,而主機的濾袋接口技術有了長足進步,也功不可設。以往采取綁紮或螺栓壓緊的固袋方式,濾袋接口存在泄漏,往往使除塵器的除塵效率同濾料相差1~2個數量級。新的固袋方式是嚴格控制花板的袋7L以及袋口的加工尺寸.依靠彈性元件使袋口外側的凹槽嵌入袋孔內,二者公差配合,密封性好,從而消除了接口處的泄漏。這一固袋方式消除了袋式除塵器除塵效率同濾料效率之間的差距,使袋式除塵器的排塵濃度普遍降低:

2.2脈沖袋式除塵器大型化

脈沖袋式除塵器大型化的趨勢明顯,性能達到國際水平。上鋼五廠1997年新建的100t電爐,采用CD.116型長袋低壓脈沖袋式除塵器,有效過濾面積11580m2;處理風量96.7萬rrl3/h,比設計值提高20%;排塵濃度爲8~12mg/m3;設備阻力低于1200Pa;噴吹壓力≤0.2MPa;清灰周期長達75min:自1997年3月投産,至2001年10月才將5184條濾袋整體更換.在此期間濾袋沒有一條損壞,使用壽命爲55個月,脈沖閥膜片的壽命也達到2年。隨後建設的一批超高功率電爐也能競相采用大型脈沖袋式除塵器,近幾年,煉鋼轉爐的二次煙塵治理多采用這種設備,其經濟、社會和環境效益都明顯好于以往,其中大的過濾面積達15880m2。處理風量150萬m3/h,1999年在鞍鋼投入運行。

2.3袋式除塵器在處理高含塵濃度氣體更

具競爭性袋式除塵器在適應高含塵濃度方面實現突破.能夠直接處理含塵濃度14009/m3的氣體,比以往提高數十倍.並達標排放。因此.許多物科回收系統抛棄原有的多級收塵工藝.而以一級收塵取代。例如.以長袋脈沖

袋式除塵器的核心技術爲基礎,強化其過濾、清灰和安全防爆功能,形成高濃度煤粉收集技術,已成功用于煤磨系統的收粉工藝,並在武鋼、鞍鋼、首鋼等十幾家企業推廣應用。在武鋼煉鐵廠一號煤磨系統,實測入口濃度675~8799/.m3,排塵濃度0.59~12.2rag/m3。設備阻力≤1100Pa,經濟效益和社會效益顯著,並杜絕了環境汙染。

對于以往在袋式除塵之前加旋風、多管等預除塵器的做法,現在普遍認爲不但不利于袋式除塵,反而增加了清灰的困難,因而不可取。這是除塵觀念上的重要改變。2.5脈沖袋式除塵器的清灰方式

脈沖袋式除塵器的清灰方式有“在線”和“離線”之分。在一段時間裏.存在過分強調“離線”方式的傾向:不論工藝條件和使用要求,不論是否需要,只要采用離線方式就一定好。

任何事物都有兩面性。離線清灰固然有謗止粉塵再粘附從而利于清灰的優點,但其缺點不容忽視;

(1)需要增加過濾面積和箱體,從而增加設備體積和設備投資;

(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。会造成炉窑这类生産設備的工况波动,往往影响生产;

(3)增加了機械活動部件,從而增加了維修工作量和控制系統的容量。

鑒于上述.當離線清灰用于不適當或不需要的場合時。其負面影響就會占據主導地位,此時采用在線清灰方式更加有利。應當在仔細進行技術經濟比較的基礎上,決定采用“離線”或“在線”。實際上,在各工業行業中,大部分情況下采用在線清灰更爲合理。經過對工程實踐的不斷總結,現在已有較多人員和用戶認識到這一點,一些曾采用離線清灰方式的場合現已改爲采用在線方式(例如高濃度煤粉收集等)。

適應在線和離線清灰的需要,一些管式噴吹的袋式除塵器已演化爲既有離線的型

冶金環境保護2003年第l期式,也有在線的型式,因而擴大了應用領域。

箱式噴吹的袋式除塵器在原有氣箱脈沖、帶互補腔的箱式噴吹基礎上,又出現了以一個脈沖閥通過回轉機構定位噴吹的類型,已實現商品化。

2.4清灰袋式除塵器清灰能力不足

爲了克服自身清灰能力薄弱的缺點,反吹清灰袋式除塵器出現了“回轉定位反吹機構”:首先用于回轉反吹扁袋除塵器,將其發展爲分室停風的回轉反吹類型;隨後又用于分室反吹袋式除塵器,以一台具有多個輸出通道的回轉定位反吹閥取代多台三通切換閥,大大降低了漏風量,有利于增強清灰能力,還減少了機械活動部件和相應的維修工作量。其不足之處在于,反吹方式清灰能力弱的特性不能得到改變.當按照此項技術改造在役的反吹清灰袋式除塵器時,往往配套采用複膜濾料,以該種濾料較好的粉塵剝離能力來彌補清灰能力的不足。

2.5袋式除塵設備各主要部件的改進

袋式除塵設備各主要部件的質量普遍提高。詠沖閥制作更加糟良,膜片和電磁閥陡用壽命成倍延長;袋籠、袋帽、袋箍等部件的質量達到或接近國外水平。外國廠商進入我國市場,我國生産廠家制造技術的進步.部是促進這一變化的主要原因。2.8深化對清灰機理的認識不斷開發新

通過試驗研究,明確了可采用濾袋內的壓力峰值、壓力增長速度、袋壁的加速度這三項指標來評價清灰效果,在一定程度上,這一用這一方法,測試了幾種脈沖袋式除塵器,也測試了菱形扁袋除塵器,對袋式除塵器的研究和應用起了較好指導作用。

在深入研究清灰機理的基礎上,研究開發了脈沖閥性能試驗和檢驗裝置,能夠在同一條件下對不同結構和尺寸、不同廠家、不同使用條件的詠沖閥進行性能試驗和測試.可爲新型脈沖閥的研究,爲詠沖袋式除塵器的設計、選型和應用提供可靠的依據。

80年代,我國幾個單位曾從不同的途徑開展靜電一袋濾複合除塵技術的研究試驗,除了武漢安全環保研究院的予荷電袋式除塵器以外,其他的研究都未達到實用階段。進入新世紀以來,這項技術又重新受到重視,了解到國外在這項技術上已有新的突破.並開始在450MW燃煤電廠鍋爐煙氣淨化應用,國內一些單位已重新開展這方面的工作.某電廠在保留原有電除塵器第一電場的條件下.將後面兩個電場改造爲袋式除塵器,投運後取得較好效果。3濾料和濾袋

(1)耐高溫濾料多樣化。P.84、萊登(RYTON)濾料的應用越來越多.在有水解危害的場台取代了濾料;特氟綸(PTFE)濾料已有少量應用;玻纖濾料在增強其抗折、耐密性能方面獲得進展。因此,在淨(2)將多種材質的纖維以不同的方式混(3)針刺氈的應用更爲廣泛.同織布濾料

(4)表面過濾材料的出現和應用,是更爲化190--280℃的煙氣時,人們有了更大的選擇余地。

合而制成濾料,使濾料的質量和性能比單一材質顯著提高,同時使濾料的成本下降。這一方法在高溫濾料的制作中應用較多。例如:P.84、萊登、玻纖等纖維與特氟綸(PTFE)纖維的混合;P一84與萊登的混合;與玻纖的混合等。

相比,針刺氈已成爲主導的濾料:不但脈沖噴吹類型,而且反吹清灰類袋式除塵器也大量應用針刺氈。針刺氈的後處理技術多樣化,原來較少應用的防油防水、阻燃、抗水解等處理日漸普遍,使濾斟適應多種複雜環境。

積極的進步。它對微細粉塵有更高的捕集率,並將粉塵阻留于濾料表面,容易剝離。庾設備阻力降低。通常所說的複膜濾料即是表面過濾材料的一種,在普通料表面複以聚四氟乙烯薄膜而成。此外.還有兩種實現表面過濾的途徑:複以具有大量微孔的塗層,稱爲

評價方法也可用來評價反吹清灰的效果。應塗屠濾料;以超細纖維在針刺氈表面形成超細面屢,稱爲超細面層或高密面層濾料。

(5)對于濾料適應範圍的認識日益深化。複膜濾料的作用曾被不適當地誇大,忽視了它有一定適用範圍和價格較貴的因素,導致一些失誤:現在人們認識到。並非在任何條什下它都優于普通濾料,應用不當可能適得其反,例如透平機的進氣淨化,采用複膜濾料時清灰效果很差,而常規針刺氈的清灰效果卻好得多:另外.複膜濾料價格較貴.不經認真的方案比較就選用,往往使用戶在經濟上不台算。現在,一些濾料廠商采取有選擇推銷的策略,這是明智的。

(6)濾袋的制作更加規範。不按標准、以普通縫紉機縫制濾袋的現象已基本杜絕。一些廠家引進設備和技術.濾袋的制作質量達到或接近國外水平。4自動控制系統

(1)袋式除塵器的自動控制已普遍采用PI,C機。工控機(IPC)也已進入這一領域。中、小型設備多采用單片機或集成電路爲核心的控制技術。

(2)自控系統普遍加強了自身的抗幹擾性能.在供電電壓波動、溫度隨季節而變化、粉塵侵擾等不利條件下,能夠可靠運行。

(3)自控系統的功能更爲齊全。除了對清灰進行程控外,還自動監測除塵設備和系統的溫度、壓力、壓差、流量等參數,超限報警;對脈沖噴吹裝置、切換閥門、卸灰閥等有關設備和部件的工況進行監視,故障報警;對清灰參數(周期、持續時間等)進行顯示。對各控制參數的調節更加方便。

(4)有關袋式除塵系統智能控制技術和專家指導系統的研究工作已在進行之中。

(1)袋式除塵器面對千變萬化的生産工藝和粉塵屬性,在以下環節上更加成熟和完善:設備類型的選擇濾料選擇;參數確定;各刊t不利因素(高溫、高濕、高含塵濃度、微細粉塵、吸濕性粉塵、腐蝕、易燃易爆、工況大幅度

波動、高正壓或高負壓等)的防範;保持設備和系統的穩定運行;操作維修制度的建立;等等。因此,原來難以采用袋式除塵的領域已被攻克,許多原來采用靜電或濕式除塵設備的場合。都已經成功采用袋式除塵器。

(2)袋式除塵器同生産工藝的結合、同節能的結合更加緊密,是應用技術進步的另一表現。例如,許多企業的粉狀物料回收完全依賴袋式除塵,集生産和環保兩項功能于一身(例如高爐噴煤的制粉系統)。另外,一些廠房設有空調或采暖設施,除塵系統抽排空氣將造成冷量或熱量的巨大浪費,利用袋式除塵器的高效率,使排氣含塵濃度低到同進風標准相同,並將其直接送回廠房,能耗大幅度下降(例如木器加工車間的除塵系統)。

(3)袋式除塵器的病害診斷和修複改造逐年普遍。對老、舊和病害設備進行診斷,找出病因.提出改造方案。大限度地保留外圍結構.更換核心部件,合理組織氣流,配套電腦控制。分室反吹、回轉反吹、旁插扁袋、傳統脈沖等類型的一批袋式除塵器改造爲長袋低壓脈沖袋式除塵器。使之祛病複康,更新換代;還有一些反吹風除塵器采用回轉定位反吹和複膜濾料的改造方式。這種改造花錢少、效果好、工期短,深受用戶歡迎。6脈;中袋式除塵技術的現狀及發展

(1)脈沖袋式除塵器起源于二十世紀50年代的美國。它以壓縮空氣爲氣源,采用脈沖噴吹的方式使濾袋清灰。具有清灰能力強、過濾風速高、設備緊湊、鋼耗少.占地少等優點。

(2)我國于上世紀60年代末期開始研究開發脈沖袋式除塵器,並于70年代在全國廣泛應用以MC型爲系列代號的這種設備。

(3)以MC型爲代表的傳統脈沖袋式除塵技術具有缺點;

①濾袋短。在煙氣量大的場合便失去占地少的優點;

②噴吹壓力高(6~7MPa)。不能用管網壓氣,而且能耗高;

③維修工作量大,原因是脈沖閥數量多,而且膜片質量欠佳,使維修工作成爲熏負;

④換袋不方便,易造成二次汙染;⑤不能用于風量大的場合。

上述缺點長期阻礙著這種設備的擴大應用,甚至被許多用戶拒之門外。因而到上個世紀80年代初期,用量趨于下降。

(4)出現在70年代末期的環隙詠沖袋式除塵器有了一些進步:噴吹壓力有所降低(3.5~5MPa);清灰能力進一步增強。因而使過濾風速更加提高;濾袋固定方式的改進,以及引射器和連接方式的改進。使濾袋的更換較爲方便;脈沖閥的處理能力增大,數量減少.使維修工作量相應減少。

(5)新一代的脈沖袋式除塵技術以CD系列長袋低壓脈沖袋式除塵器爲代表。它全面克服了傳統詠沖袋式除塵器的缺點,同時保持了其固有的優點,這種除塵器的優良性能受到許多國家的重視,瑞典、德國、英、美、意、日、澳等國都推出了自己的産品,在各工業行業普遍應用。以澳大利亞爲例,約90%以上的燃煤電站鍋爐采用袋式除塵器,並以長袋低壓脈沖袋式除塵器爲主。大的單機處理風量330萬m3/h.過濾面積47174m2,濾袋長度達8m,使用壽命超過5年。再如日本.改變了長期以反吹風袋式除塵器作爲主導設備的傾向.大型詠沖袋式除塵器成爲近十幾年來的主導設備。

(6)長袋低壓脈沖袋式除塵器的主要特點:

①清灰能力強,即使用于各種爐窯煙塵(例如煉鋼電爐煙塵、轉爐二次煙塵)的治理,仍然保持較低的設備阻力(1200~1400Pa);

②噴吹壓力低.達到上述清灰強度所需的氣源壓力僅爲0.15~0.20MPa。這是因爲采用了壓力損失小而啓閉快速的直通式快速脈沖閥.能以較低的氣源壓力和較小的壓氣耗量獲得更好的清灰效果:

③濾袋長。一般爲6m。可延至8m。這是由于該種除塵器的強大清灰能力可以滿足這佯長的濾袋清灰的需求;

④過濾風速高,在同等條件下是反吹風除塵器的2~3倍。原因也是由于清灰能力強.工作狀態下的濾袋具有良好的透氣性。

⑤設備阻力低,通常只有1200~1400Pa。同等條件下.設備阻力只有反吹風袋式除塵器的50%~66%;

⑥投資省;

⑦占地面積小,比反吹風除塵器少40%以上;

⑧運行能耗低。這是由于設備阻力小,過濾能耗低;而噴吹壓力低,壓氣耗量少,使清灰能耗也低。其綜合能耗比反吹風除塵器低40%以上。

⑨除塵效果好。在入口粉塵濃度675~8799/Nm3(煤粉制備系統)條件下.出口平均濃度爲0.6~12.2mg/Nm3。除了濾料的作用外.濾袋接口完全消除了粉塵滲漏也是很重要的原因。

⑩換袋方便,維修簡單。濾袋固定不用綁紮。而是依靠彈性漲圈鑲嵌在花板上。換袋不用進入箱體,是在花扳上面的幹淨氣體一側進行。脈沖閥數量只有一般詠沖袋式除塵器的15%,維修工作量小,

⑩配套的電齧控制系統.以可編程控制器或工控機爲核心,配備各種傳感器。抗幹擾能力強,工作可靠,在供電電壓波動、環境溫度變化、粉塵影響等條件下可長期正常工作。其功能齊全。可分別以定壓差或定時兩種方式對除塵器實行清灰控制,還可監控除塵器和管路的壓力、壓差、風量、溫度等參數,對某些設備(閥門、卸灰閥等)的運行工況進行監視和故障報警。


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