電除塵器和布袋除塵器的綜合比較

摘 要：本文簡述了電除塵器和布袋除塵器的除塵機(jī)理，并對電除塵器和布袋除塵器進(jìn)行了綜合比較和實(shí)例選型對比，證明了布袋除塵器在我國的環(huán)保領(lǐng)域?qū)玫綇V泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：布袋除塵器；電除塵器；性能對比；技經(jīng)比較

1 概述

隨著國家環(huán)保要求的提高，對除塵器的性能要求也越來越高。除塵器的選用也由初期的旋風(fēng)除塵器、多管除塵器、水膜除塵器發(fā)展到現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的靜電除塵器和布袋除塵器。目前國內(nèi)各大鋼廠、電廠所采用的除塵器也主要是電除塵器和布袋除塵。除塵器是除塵系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，它的工況效果將直接影響到整個系統(tǒng)的成敗，因此除塵器的合理選擇就顯得尤為重要。本文就布袋除塵器和電除塵器的除塵原理進(jìn)行了簡述，并對二者進(jìn)行了綜合比較。以供同行設(shè)計參考。

2 工作原理

2.1 靜電除塵器的工作原理

靜電除塵器的工作原理，是利用強(qiáng)電場電暈放電，使氣體電離產(chǎn)生大量自由電子和離子，并吸附在通過電場的粉塵顆粒上，使塵氣中的粉塵顆粒荷電，荷電后的粉塵顆粒在電場庫侖力的作用下被吸向極板并聚集在極板上，積聚在極板上灰通過周期性的振打被除去并落入除塵器的灰斗，再通過輸灰系統(tǒng)排出，達(dá)到收塵的目的。如圖1所示，電除塵的工作過程可分為四個階段：（1）氣體電離而產(chǎn)生大量電子和離子；（2）粉塵獲得離子而荷電；（3）荷電粉塵沉積于異性電極上而放出電荷；（4）回收極板上的粉塵。

2.2 布袋除塵器的工作原理

布袋除塵器是一種干式高效的除塵器，它主要是利用袋式過濾元件來捕集含塵氣體中粉塵顆粒的除塵裝置。其工作的主要機(jī)理是粉塵通過過濾布時產(chǎn)生的篩分、慣性、黏附、擴(kuò)散和靜電等作用而被捕集。粉塵在通過或繞過過濾布袋時因篩分或慣性力作用而被截留；粉塵顆粒在0.2μm以下時，由于粉塵極為細(xì)小而產(chǎn)生如氣體分子熱運(yùn)動的布朗運(yùn)動。由于纖維間隙小于氣體分子布朗運(yùn)動的自由路徑，塵粒便于纖維碰撞接觸而被分離出來；粉塵顆粒間相互碰撞會放出電子產(chǎn)生靜電，會使絕緣的濾布充電。粉塵粒徑在1μm及過濾風(fēng)速較低時靜電作用才有明顯的體現(xiàn)。另外，過濾作用可以由濾布本身產(chǎn)生，也可以由積聚在濾布上的塵片產(chǎn)生。所以濾袋上積灰以后會提高除塵器的截留和擴(kuò)散效應(yīng)，直徑遠(yuǎn)小于濾料孔徑的顆粒也可以被捕集。布袋除塵器具有很高的除塵效率。

3 電除塵器和布袋除塵器的比較

3.1 基本性能對比

袋式除塵器具有除塵效率高（可以永久保證粉塵排放濃度低于50mg/m3，甚至可達(dá)20mg/m3以下）、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)；可用于凈化高溫、含有油霧、水霧及粘結(jié)性強(qiáng)的粉塵時對濾料有相應(yīng)要求。而電除塵器可以適應(yīng)處理大的煙氣量，可用于高溫（可高達(dá)400℃）、高壓和高濕（相對濕度可達(dá)100%）的場合，能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，具有低阻的特點(diǎn)，電除塵器壓力損失僅200～300Pa；可電除塵器設(shè)備龐大、耗鋼多、除塵效率受粉塵比電阻影響大，最適宜的范圍是比電阻為1×104～5×1010Ω·cm的粉塵，受氣體溫、濕度等的操作條件影響較大。

3.2 運(yùn)行可靠性對比

布袋除塵器：（1）能長期保證<50mg/m3（或更低）的粉塵排放濃度，不受入口粉塵濃度、比電阻的影響；（2）主要配套件：濾料的設(shè)計使用壽命30000小時左右，電磁脈沖閥的使用壽命達(dá)100萬次以上；（3）利用離線功能實(shí)現(xiàn)檢修、維護(hù)，不影響除塵系統(tǒng)的正常運(yùn)行；（4）所有運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備均設(shè)檢測報警裝置，能在第一時間發(fā)現(xiàn)故障并報警。

電除塵器：（1）投運(yùn)初期可保持正常運(yùn)行，并達(dá)到預(yù)期的除塵效率，但受入口煙氣狀況的影響；（2）運(yùn)行一段時間后，電極可能發(fā)生變形，引起電場變化，除塵效率因而降低；（3）維護(hù)、檢修只能在除塵系統(tǒng)停機(jī)后才能實(shí)現(xiàn)。

3.3 維護(hù)方便性對比

布袋除塵器：（1）一旦發(fā)生故障，能及時從控制系統(tǒng)獲得報警及指示；（2）故障倉室能離線（系統(tǒng)保持正常運(yùn)行）進(jìn)行維護(hù)檢修；（3）故障檢修均在機(jī)外執(zhí)行，無須進(jìn)入除塵器內(nèi)部；（4）日常維護(hù)中對破損濾袋能進(jìn)行封閉措施（濾袋破損率在5%以下時），以便進(jìn)一步減少日常工作量。

電除塵器：（1）由于電除塵器不具備離線檢修功能，一旦發(fā)生故障，只能停機(jī)檢修，否則只能帶病運(yùn)行；（2）檢修時員工需進(jìn)入除塵器內(nèi)部，工作環(huán)境惡劣；（3）除塵器內(nèi)部裝置損壞程度及位置完全依靠人力完成檢查工作，檢修勞動強(qiáng)度大。

3.4 運(yùn)行費(fèi)用對比

3.4.1 人力資源：由于布袋除塵器的自控程度較高，系統(tǒng)較簡單，所有除塵系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行狀況包括除塵器運(yùn)行中的所有運(yùn)行參數(shù)均由PLC采集并送至工藝主控室，除塵系統(tǒng)不需要設(shè)專門運(yùn)行人員。而電除塵器需要設(shè)2名以上運(yùn)行檢修人員。

3.4.2 能耗：布袋除塵器：風(fēng)機(jī)能耗大，清灰能耗小；電除塵器：風(fēng)機(jī)能耗小，電場能耗大。

3.4.3 維護(hù)費(fèi)用：布袋除塵器的維護(hù)檢修費(fèi)用主要是濾袋更換費(fèi)，從目前實(shí)際運(yùn)行情況來看，一次濾袋的更換周期約為1.5-3年。

電除塵器的維護(hù)維修費(fèi)用主要是振打錘、振打電機(jī)等易損設(shè)備的更換和陽極板、陰極線的檢修校正及擦洗絕緣瓷件所發(fā)生的費(fèi)用。實(shí)際運(yùn)行中只要保證電除塵器初次安裝的質(zhì)量，電除塵器的實(shí)際運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較低。

3.4.4 系統(tǒng)排污費(fèi)

由于布袋除塵器一般比電除塵器的除塵效率高，當(dāng)系統(tǒng)的入口濃度一樣時，布袋除塵器的年排污收費(fèi)要比電除塵器少。

4 選型實(shí)例比較

4.1 設(shè)計原始資料

某2580m3高爐出鐵場除塵系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計風(fēng)量：104×104m3/h，塵氣含塵濃度：3g/m3，煙塵的主要成分有TFe、FeO、Fe2O3等。

4.2 除塵器及主要輔機(jī)選型

4.2.1 電除塵器

經(jīng)計算，選擇一臺電場截面為280m2雙室三電場電除塵器，電除塵器的詳細(xì)技術(shù)參數(shù)見表1。

4.2.2 布袋除塵器

布袋除塵器是按照目前國內(nèi)所認(rèn)可的低壓脈沖袋式除塵器進(jìn)行選取，其基本技術(shù)參數(shù)詳見表2。

4.2.3 除塵系統(tǒng)中引風(fēng)機(jī)的選型

為了實(shí)現(xiàn)除塵系統(tǒng)在出鐵和非出鐵時段風(fēng)機(jī)的高低速切換，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和風(fēng)機(jī)的空載啟動，除塵系統(tǒng)中的引風(fēng)機(jī)選型按離心風(fēng)機(jī)配套液力耦合器進(jìn)行。由于系統(tǒng)中電除塵器和布袋除塵器的阻力不同，引風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)對比詳見表3。

4.3 技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較

布袋除塵器和電除塵器技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較詳見表4。

5 結(jié)束語

綜上所述，通過對電除塵器和布袋除塵的綜合比較，看出布袋除塵器和電除塵器各有自己的憂傷和弱勢。可在實(shí)際使用當(dāng)中，電除塵器的除塵效率得不到保證。電除塵器運(yùn)行初期，除塵效率基本能達(dá)到99%，但由于電除塵器結(jié)構(gòu)及工作原理的局限，隨著運(yùn)行時間的延續(xù)，電除塵器內(nèi)部組件變形、積灰引起電場變化，除塵效果一路下降，排放嚴(yán)重超標(biāo)。而布袋除塵器不受粉塵比電阻影響、不受負(fù)荷影響的性能特點(diǎn)則顯得較為突出，加上在運(yùn)行維護(hù)方便、初期投資較少等方面的優(yōu)勢，布袋除塵器對滿足長期的、逐漸提高的環(huán)保要求具有強(qiáng)有力的保障能力。而且隨著國家環(huán)保要求的日益提高要想滿足國家現(xiàn)行的環(huán)保要求，電除塵器至少做到四電場以上，其運(yùn)行費(fèi)用也會比布袋除塵器高很多。可見布袋除塵器在各個方面都比電除塵器有優(yōu)勢，布袋除塵器的使用，順應(yīng)了國家環(huán)保水平的發(fā)展。隨著布袋除塵器濾料等配套件生產(chǎn)技術(shù)的日益提高，布袋除塵器必將成為控制工業(yè)粉塵對大氣污染的首選設(shè)備。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：王勝平（1965-），男，山西大同天鎮(zhèn)人，大學(xué)本科，包頭鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司黨委常委，副總經(jīng)理，從事集團(tuán)公司基建工程管理工作。