超凈電袋復合除塵技術研究

鐘育生

摘 要：近幾年來，隨著北京、上海等地霧霾天氣的頻頻發生，嚴重影響了人們正常的日常生活，使人們對周圍環境的污染問題更加重視，特別是空氣污染的問題，更是達到了前所未有的重視。根據研究表明，燃煤電廠鍋爐煙氣的排放是空氣污染的一個重要原因。文章簡要介紹了龍凈環保總結并深入研究電袋復合除塵技術，提出超凈電袋復合除塵技術，實現在各種工況條件下保證除塵器出口煙塵排放小于10 mg/m3或更低。

關鍵詞：超凈電袋；分區供電；氣流均布；高精濾料

中圖分類號：TM621；X513 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）11-0011-02

1 概 述

隨著國家深入推進大氣污染治理，有些地方政府及電力企業提高了燃煤機組大氣污染治理的主動性，廣東、陜西、山西等省政府先后出臺逐步實現超清潔排放的計劃目標，鼓勵燃煤電站按超清潔排放要求實施。

2015年，李克強總理在政府工作報告中提出要“推動燃煤電廠超低排放改造”。為此，國家環保部7月發出《關于編制“十三五”燃煤電廠超低排放改造方案的通知》，要求有條件的企業將原計劃2020年完成的超低排放改造任務提前到2017年完成，并要求在全國范圍內實施。

2 電袋復合除塵器原理

電袋復合除塵技術是繼電除塵器、袋式除塵器之后，在充分消化吸收兩者機理優勢的基礎上，將荷電除塵及過濾攔截機理有機結合，創新開發的一種全新的除塵技術[1]。它把前級電場除塵區和后級布袋除塵區緊湊的安裝在同一個除塵器殼體內，如圖1所示。

充分利用前級電場高效除塵效率來去除煙氣中80%以上的粗顆粒粉塵，最大程度上降低進入布袋除塵區煙氣的含塵濃度，剩余10%～20%的細顆粒粉塵由后級布袋區進行過濾攔截捕集，有效降低了布袋除塵區負荷。一方面避免了煙氣中大量粗顆粒粉塵對濾袋的沖刷和磨損，另一方面由于粉塵顆粒荷電的作用，有效改善了布袋表面的粉餅層結構。電袋復合除塵技術的前后兩區分級除塵特點，大大提高了整體除塵效率，有效實現了除塵器出口長期穩定達標排放，具有除塵效率高、排放穩定、運行阻力低、節能、運行成本低、占地面積小等優點[2-3]。

3 超凈電袋復合除塵技術的提出

很長時間以來，我國多數燃煤電廠由于“市場煤”的供求情況，極其嚴重的影響了進入鍋爐煤的質量穩定性，致使進入除塵器的煙塵濃度、煙氣量等工況復雜、變化幅度大，造成后續靜電除塵器除塵效率上下波動極不穩定，這種前端失控致使后端濕式除塵不堪負重“兜不住”的現象，根本無法實現當前形勢下超清潔排放目標的實現。

龍凈環保通過總結已投運的電袋復合除塵器工程并深入研究，提出了超凈電袋復合除塵技術。超凈電袋技術在各種煙塵工況下保證除塵器出口排放濃度小于5（或10） mg/Nm3，在煙囪前采用濕電除霧技術確保出口煙塵濃度小于5（或10） mg/Nm3，從而實現超凈排放，解決了我國燃煤電廠煤種變化帶來除塵效率波動排放不穩定的問題。

4 超凈電袋復合除塵的技術措施

超凈電袋的選型技術思路為：電場區根據煤種、煙氣工況條件，設計滿足除塵效率要求的規格容量，提高電場的除塵效率，有效降低袋區的入口粉塵濃度，使濾袋區工作于恒定的低粉塵濃度工況，同時采用高精度濾料，實現超凈排放。

經工程應用和試驗表明，隨著布袋除塵區入口濃度的增加，出口粉塵濃度也隨之緩慢增加，當入口粉塵濃度達到一定值時，入口濃度的不斷增加而出口排放則趨于平穩。也就是說，如果要在除塵器出口實現超凈排放，需適當加大前級電場規格，提高前級電場的除塵效率，合理控制布袋除塵區的入口粉塵濃度。

4.1 提高電場除塵效率

4.1.1 選擇合理的極配形式，強化顆粒荷電

根據工程項目煤種、灰份特點，選擇相適應的極板、極線形式，采取合理的極配形式，從而適應工況條件，提高電場除塵效率。

合理的極配形式能提高驅進速度，從而提高除塵效率。選擇與煙氣特性、含塵濃度高低等工況條件相適應的的電暈線，提高放電性能，從而提高電場強度，使得粉塵顆粒充分荷電，充分發揮電場的除塵效率。

4.1.2 采用分區供電技術，增強顆粒荷電，提高電場可靠性

前后分區供電技術，即將每一機械電場沿氣流方向細化分成兩個供電分區。對于一個電場內部，其前半部電場的最大工作電壓較后半部電場的最大工作電壓小，多級機械電場除塵器的第一電場內部差距尤為明顯。如采用兩臺變壓器來對一個機械電場的前后部分進行分別供電，即分為兩個獨立的供電分區，提高了平均工作電壓，相應的提高了粉塵顆粒荷電量，尤其對細顆粒粉塵荷電與電凝并發揮了重要的作用[4]。因此，電場分區供電技術大大提高了除塵效率。

此外，由于細化了電場供電分區，電場發生故障時可退出的工作區域也少一半，從而大大提高了電場的可靠性。

4.2 合理選擇高精濾料

濾袋是電袋復合除塵器實現穩定達標排放的最關鍵部件，不同的濾料結構形式直接影響到除塵器的整體性能，不同濾料的過濾精度決定了不同的排放值。要保證超凈電袋出口長期穩定小于5（或10） mg/Nm3的超低排放，濾料過濾精度的選擇也是至關重要。

當前過濾精度最高的是PTFE覆膜濾料，其次是超細纖維梯度濾料，這兩種都屬于高精度過濾濾料，是超凈電袋復合除塵器濾料的首選。

為深入研究各種濾料的過濾精度，選擇了四種不同的濾料在VDI試驗機上按國標工況條件下（入口濃度為5.0 g/m3，過濾風速2.0 m/min）進行測試。

試驗表明，PPS超微孔PTFE覆膜濾料的排放濃度極其穩定，而且比PPS常規PTFE覆膜的低50%左右，比PPS梯度濾料的低90%，比常規PPS濾料的低95%。

4.2.1 PTFE覆膜濾料

濾料覆膜是在濾料的迎塵面覆上一層PTFE微孔膜的一種加工工藝。覆膜濾料不借助粉餅層進行過濾的方式稱為“表面過濾”，絕大多數粉塵被阻擋在PTFE濾膜的外面，甚至可以實現“零排放”。同時由于PTFE濾膜本身摩擦系數小，不易粘灰，使得表面的粉餅層容易脫落，容易清灰。

4.2.2 超細纖維梯度濾料

梯度濾料是指濾料沿氣流方向，迎塵面采用一定厚度的超細纖維層，后續采用常規纖維層，從形成孔隙分布呈“外小內大”梯度狀結構形式。由于迎塵面超細纖維層能有效攔截細顆粒粉塵的滲透，因此梯度濾料的過濾精度與阻力性能介于PTFE覆膜和常規濾料之間。

4.3 改進濾袋制作工藝

濾袋加工過程中，用縫線縫制的部位留有針孔，易造成粉塵顆粒滲透逃逸。在超凈排放要求時可采用針孔處進行涂膠或熱熔貼膠帶工藝防止粉塵泄漏。

4.4 采取強化顆粒荷電與電凝并技術

電袋復合除塵器電場與濾袋區之間存在相互影響的機制，特別在濾袋表層，因顆粒的荷電特性，其過濾機理發生了重要變化。

經過電區時細顆粒物發生了極化和凝并，并形成大粒徑顆粒，且隨著顆粒荷電量的增大，其極化和凝并程度越顯著，細顆粒形成大顆粒的效果就越明顯。通過顆粒荷電，增強了電袋對細顆粒物，特別是PM2.5的捕集性能力。

4.5 采用高均勻性流場分布技術

大型化電袋復合除塵器的總體結構、布置具有進口數量多、除塵器橫向尺寸寬、斷面大、濾袋數量多等特點，若除塵器氣流分布不均勻，將直接影響到出口排放、阻力、濾袋使用壽命。所以采用高均勻性流場分布技術是保證綜合性能的必要條件之一。

5 結 語

超凈電袋復合除塵技術是在常規電袋的技術升級，在保留常規電袋技術優勢的基礎上，提高了除塵效率，保證長期穩定的煙塵小于5（或10） mg/Nm3超清潔排放的同時，確保除塵設備運行阻力低、濾袋使用壽命長、性能穩定等優異的綜合性能。超凈電袋復合除塵技術對我國燃煤電廠“市場煤”現狀適應性強，工藝路線簡化，同比常規超清潔工藝路線，其穩定性、可靠性更高，是當前超凈排放形式下燃煤電廠除塵器增效改造的首選技術。

參考文獻：

[1] 修海明.超凈電袋復合除塵技術實現超低排放[J].電力科技與環保，2015，（4）.

[2] 黃煒，林宏，修海明，等.電袋復合除塵技術的試驗研究[J].中國環保產業，2011，（7）.

[3] 聶孝峰，李東陽，郭斌.燃煤電廠電袋復合除塵器技術優勢[J].電力科技 與環保，2013，（1）.

[4] 余偉權，修海明，陳奎續，等.電袋復合除塵技術在火電廠增效改造中的 應用[J].中國環保產業，2015，（4）.