電袋復合除塵器

劉傳椿

福建龍凈環保股份有限公司，福建龍巖 364000

0 引言

由于人們對工業高度發達的負面影響預料不夠，預防不利，導致了全球性的三大危機:資源短缺、環境污染、生態破壞。人類不斷的向環境排放污染物質。但由于大氣、水、土壤等的擴散、稀釋、氧化還原、生物降解等的作用。污染物質的濃度和毒性會自然降低，這種現象叫做環境自凈。如果排放的物質超過了環境的自凈能力，環境質量就會發生不良變化，危害人類健康和生存，這就發生了環境污染，而燃煤電廠生產與環境問題有著千絲萬縷的關系。

1 燃煤電廠與環境問題

我們首先必須考慮到當下日益嚴重的環境問題。許多人其實對環境問題并不熟悉。環境污染有各種分類方式。按環境要素分：大氣污染、水體污染、土壤污染。按人類活動分：工業環境污染、城市環境污染、農業環境污染。按所造成環境污染的性質、來源分：化學污染、生物污染、物理污染（噪聲污染、放射性、電磁波）固體廢物污染、能源污染。環境污染會給生態系統造成直接的破壞和影響，有時這種間接的環境效應的危害比當時造成的直接危害更大，也更難消除。這種由環境污染衍生的環境效應具有滯后性，往往在污染發生的當時不易被察覺或預料到，然而一旦發生就表示環境污染已經發展到相當嚴重的地步。當然，環境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人類環境的質量下降，影響人類的生活質量、身體健康和生產活動。水污染使水環境質量惡化，飲用水源的質量普遍下降，威脅人的身體健康，引起胎兒早產或畸形等等。嚴重的污染事件不僅帶來健康問題，也造成社會問題。而燃煤電廠每年都消耗大量的燃煤，某種程度上排放了大量有害氣體，對環境造成一定破壞，所以采用新式環保、除塵技術實在是大勢所趨。

2 使用電袋復合除塵器的益處

在造成環境問題的兇手中，燃煤工業是一個重要問題。對此國家出臺了一系列措施。隨著大氣環境形勢日趨嚴峻，目前國家環保標準漸趨嚴格，《火電廠大氣污染物排放標準》GB13223-2003版已經由國家環境保護總局發布，第3時段煙塵允許排放濃度由原標準的 200mg/Nm3降為50mg/Nm3，甚至有些地方為20mg/Nm3。在這些嚴格的環保排放標準下，燃煤電廠項目采用靜電除塵器達標就相對比較困難，電袋復合除塵器比普通靜電除塵器有更高的除塵效率，排放煙塵濃度能穩定低于50mg/Nm3，甚至可達10mg/Nm3以下，幾乎實現零排放。在具備以下特征項目中，需要重點考慮使用電袋復合除塵器技術：1）很多老電廠建設初期還與市區居民區保持了一定距離，但隨著我國城市建設的快速發展，現在已經發展為靠近居民區，有的甚至已經位于居民密集居住區，這類電廠過高的煙塵排放會引起周圍居民的擔憂，在改造和擴建時應首選電袋復合除塵器；2）風景名勝區、環保模范創建城市；3）環境生態脆弱區；4）能源企業密集區，環境容量幾近飽和，如項目所在地已經分布大型燃煤的能源化工 企業、建材水泥工廠等[1]。

3 電袋復合除塵器的操作方法和物理作用

電袋復合除塵器的一般操作方式是，將具有一定物理化學性能的纖維布（即濾料）縫制成上部敞口、底部封堵的柱狀布袋， 內部用碳鋼或者不銹鋼骨架（即袋籠、龍骨）撐開，保持濾袋呈柱狀態撐開而不至于收癟和 飄擺，濾袋上端連同袋籠一起嵌裝于按一定幾何規則開孔的鋼板（即花板）上，同時幾何規則按同心圓屬于旋轉噴吹，幾何規則按距陣則屬于行噴[1]。

煙氣由進口喇叭進入除塵器后，經過一定的氣流均布裝置，在穿過電場后進入布袋內部的過程中，煙氣中的煙塵主要遇到沉降、篩濾、慣性力、靜電和熱運動作用幾方面的作 用而被截留在濾袋外壁或者直接掉落，潔凈的煙氣再從濾袋上部敞口流出進入凈氣室，通過凈氣室進入后續煙道排大氣，煙塵經過這個流程后得以去除。

我們還發現去除煙塵有幾個物理作用：

1）重力沉降：含塵氣體進入布袋收塵器時，顆粒較大、比重較大的粉塵，在重力作用 下沉降下來，這和一般沉降室的作用完全相同；

2）篩濾：當粉塵的顆粒直徑比濾料的纖維間的空隙或濾料上粉塵間的間隙大時，粉塵在氣流通過時即被阻留；

3）慣性作用：氣流通過濾布時可繞纖維而過，而較大的粉塵顆粒在慣性力的作用下，仍按原方向運動，遂與濾料相撞而被捕獲；

4）熱運動作用：質輕體小的粉塵隨氣流運動，非常接近于氣流之線，能繞過纖維，但和慣性作用相反，它們在由于極細小而產生如氣體分子熱運動的布朗運動，這就增 加了粉塵與纖維的接觸機會，使粉塵能夠被捕獲[2]。

在新的袋式除塵裝置開始運轉時，新的濾袋上沒有粉塵，由于濾袋是用纖維織造而成， 其纖維直徑一般為20μm～100μm；針刺氈纖維直徑多為10μm～20μm，纖維間的距離多為 10μm～30μm，運行幾分鐘后粉塵就能在纖維之間和表面很容易架橋而在濾袋表面形成很薄（0.3mm～0.5mm）的塵膜，這層塵膜也叫一次粉塵層或者濾床，在一次粉塵層上面繼續堆積的粉塵稱二次粉塵層。 塵膜粉塵層的孔隙比濾料纖維的孔隙小得多，這種塵膜孔隙在過濾過程中的篩分作用甚至大 大超過濾料纖維本身，平紋織物濾布本身的除塵效率為85%～90%，效率比較低，但是在塵 膜建立后可得到99.5%以上的高除塵效率。這種過濾發生在一次粉塵層和濾料的一定深度當 中，所以也叫“深層過濾”[2]。當濾袋多層材料制造，且面層材料孔隙比里層基布材料更微細而均勻的時候，此面層即能起到前述一次粉塵層作用，粉塵將在面層處得到攔截。由于面層孔隙小于基布的孔隙，所以塵粒基本不在基布中存留，因而在濾料內形不成塵餅，只要表層塵剝離及時，濾料的透氣性就能得到很好的維持。這種濾料在開始使用時，壓力損失要高于普通濾料，但在投入運行后，壓力損失隨使用時間的增加卻不大，而采用深層過濾方式的濾料的壓力損失會隨使用 時間的延長而越來越大。這種過濾由于發生在布袋濾料的面層，所以稱為“表面過濾”。面層材料一般采用非織布型針刺氈或者膨體PTFE薄膜，而基布材料可以是多種多樣，也可以是多層材料復合織造[2]。

電袋復合除塵器設備最關鍵的部件是濾料纖維，其濾料的選擇甚至關系到整個除塵工藝的成敗。濾袋的核心是纖維，纖維包括天然纖維、無機纖維、合成纖維這些種類，可用于電袋復合除塵器的主要是合成纖維和無機纖維中的玻璃纖維。濾料選擇應考慮以下技術指標：耐溫、過濾 效率、透氣（運行阻力）、耐化學侵蝕、力學性能、吸濕、粉塵可剝離性[3]。電袋除塵能產生幾項效益：1）空間利用率更高。旋轉噴吹濾袋以同心圓布置，濾袋口呈橢圓型，在相同的空間可以比行噴吹布置更多的濾袋，過濾面積增加20%～30%，節省占地和鋼材用量；2）除塵穩定性。電袋除塵受鍋爐系統工況調節影響小，對工況適應性好。靜電除塵器受過鍋爐工況 影響要比布袋除塵明顯。當除塵效率超過99.5%以后，電除塵器的電暈功率急劇增加，電除塵器效率在99.8%以 下，其能耗低于常規袋除塵器；除塵效率超過99.8%時，其能耗高于常規袋除塵器，按新的環保標準，除塵效率幾乎都要超過99.8%才能滿足；3）電袋除塵使入口粉塵濃度大幅降低，從而減少煙氣粉塵中粗顆粒對濾袋的沖刷幾率，改善濾袋表面的粉層特性[2]。

4 結論

本文通過描述在環境日益惡劣情況下及基于企業自身利益考慮，在燃煤電廠鍋爐除塵之中實行“電袋復合除塵器”技術的必要。同時細致分析了電袋復合除塵器技術的優越性，相信能夠給相關企業提供借鑒。

[1]胡滿銀，高香林，王豐春，田新珊，田賀忠，胡志光.燃煤電廠除塵輸灰故障診斷專家系統的研究[J].動力工程，2001，4.

[2]王振宇.燃煤電廠的除塵、脫硫、脫硝技術[J].環境保護科學，2005，1.

[3]湯茜.我國燃煤電廠除塵系統存在的問題及對策[J].科技經濟市場，2007，7.