電袋復合式除塵器的應用及技術探討

趙 倩

（西安西礦環保科技有限公司，陜西 西安 710075）

隨著經濟的快速發展，人民生活水平的日益提高，國家對大氣質量控制要求越來越嚴，同時也對除塵設備的性能及可靠性提出了更高的要求。我國工業使用的除塵器絕大多數達不到煙氣排放濃度50mg/Nm3的新環保標準，電袋復合式除塵器的研制與應用，是針對現實市場需求開發的一種新型高效節能穩定的除塵技術。

1 工作原理

粉塵在電場中充分荷電除去粗塵，也就是說除去粒徑較大的顆粒，剩下荷電不充分，但可在電場中被極化后進入濾袋的細粉塵通過覆膜濾袋而被除去，即可以結合各種除塵機理使不同粒徑粉塵達到最佳收集效果，以期讓煙塵達到“零排放”。由此可見，電袋除塵器的關鍵技術在于：1） 如何確定電除塵和布袋除塵間負荷的合理分擔，實現在同一除塵器內同時滿足電除塵和布袋除塵的運行條件，以保障電袋復合除塵器的高效、穩定、經濟運行。2） 如何保證前級電場的高效、穩定、可靠運行，前級電場的收塵效率對后級布袋的粉塵負荷有很大影響。前級電場收集下越多的粉塵，流到后級布袋的粉塵就越少；同時，粉塵荷電越充分，越有利于整臺除塵器的性能改善，而前級電場高效、穩定、可靠的運行特性特別重要。3） 如何優化電場與布袋之間的氣路聯接和氣流分布，在實現布袋除塵區各個濾袋流量和粉塵負荷均布的同時，提高布袋過濾風速。4） 如何有效地降低電袋復合除塵器的系統阻力，研究電袋除塵的高效、穩定、經濟運行的關鍵技術，包括清灰和溫控等。

2 除塵效率影響因素分析

2.1 電除塵器除塵效率及影響因素分析

電除塵器是利用高壓強電場使含塵氣體電離、粉塵荷電，然后粉塵在電場力的作用下粘附在極板、極線上，通過振打裝置振打極板、極線清灰，最終粉塵落入灰倉被收集起來。電除塵器可以處理高溫、高濃度、大流量甚至腐蝕性煙氣，壓力損失及阻力小，而且處理的粉塵幾乎不受粒徑的影響，即使對小于1μm 的粉塵仍有很高的除塵效率。在電除塵器的實際應用中發現，粉塵比電阻是影響電除塵器除塵效率和排放濃度的一個非常重要的因素。粉塵比電阻是衡量粉塵導電性能的一個指標，其數值上等于單位面積的粉塵在單位厚度時的電阻值。最適于電除塵器工作的比電阻為106～1011Ω·cm，在這個數值范圍以外，電除塵器的性能將下降。粉塵比電阻對粉塵的粘附性有很大影響，高比電阻會導致粉塵粘附性增大，這樣會導致需要提高除塵器的振打強度以清除電極上的粉塵層，這也將造成正常情況下二次飛揚加大，最終降低除塵器的除塵效率。而粉塵比電阻太低，容易出現粉塵荷電不足，在氣流作用下無法吸附在極板、極線上，最后被氣流帶出電場除塵區域，進入除塵器出口，影響除塵效果。電除塵器應用范圍廣，還可用于高溫煙氣治理，但對于冶煉、廠礦、電力等企業來說，由于粉塵中含有氧化鈣、氧化鉀、氧化鎂等成分，即堿性物料含量大，粉塵比電阻處于較高范圍，除塵效率受到較大影響，排放很難達到新的限值標準。例如燒結廠的燒結粉塵，其比電阻與其堿度（CaO/SiO2） 有關，當燒結礦的堿度為0.5 時，除塵效率為95%，而堿度提高到1.3 時，除塵效率則降至85%。

2.2 煙氣性質的影響

煙氣主要有溫度、壓力、成分、濕度、流速、含塵濃度等特性，其中溫度和煙氣成分對濾袋的使用壽命影響大，溫度越高，纖維老化速度越快，濾袋使用壽命縮短，當超過濾袋耐受溫度時會毀壞濾袋。同時溫度升高使煙氣體積加大，濾袋過濾風速會增加，從而阻力加大。煙氣濕度大時煙塵表面附著力加大，不利于濾袋清灰。要避免除塵器在露點溫度以下運行，以防止結露糊袋。此外，流速、含塵濃度增大也將會增加濾袋阻力。

2.3 結構（幾何因素）

電極幾何因素影響電區的效率，合理的袋區結構可以避免濾袋的不均勻破損，合理的氣路結構可以降低本體的壓損。電、袋兩區之間的氣流分布結構更是會影響濾袋的穩定性和阻力特性。

2.4 除塵性能高效穩定“

電袋復合式除塵器的性能不受煤種和粉塵特性的影響，對細微顆粒和超細顆粒的捕集效果大大優于電除塵器，排放濃度可以長期穩定在50mg/Nm3以下，經過相關單位測試排放濃度小于30mg/Nm3，超過設計要求，具有高效性和穩定性。華電烏達熱電電袋復合式除塵器，濾袋內外壓差小僅為400～550Pa，比一般布袋除塵器小500Pa。

3 電袋復合式除塵器的應用與推廣

目前，我國燃煤電廠大都采用的除塵設備為靜電除塵器，據對全國300 余家燃煤電廠的調研表明，現役電除塵器中約有30%以上不能達到規定煙塵排放濃度要求，另70%的現役電除塵器隨著環保標準的提高也需進行進一步改造。如若將其改造成除塵效率較高的布袋式除塵器的方法成本高，且后期運行十分昂貴。保留原靜電除塵器一電場電除塵設備以及整個除塵器殼體，拆除后級電場，在被拆除的后級電場內安裝布袋除塵器，使當前既投資成本低，又能夠保證煙塵排放質量濃度滿足國家標準要求行之有效的方法。

4 電袋復合式除塵器的除塵效率及優點

從除塵機理和實際運行效果來看，粉塵比電阻不合適的灰塵進入布袋過濾、凈化，新型電袋復合除塵器不僅消除了因粉塵比電阻問題引起的電除塵效率下降的缺點，而且荷電粉塵易粘附在布袋上形成二次過濾層，提高了布袋過濾、凈化的效率。而且經過電場的重力沉降、初級凈化、冷卻，進入布袋區的煙塵工況條件有所改善，此區域的粉塵顆粒、濃度、溫度、風速都變小，更利于布袋過濾，使除塵效率更穩定高效，布袋使用壽命延長，也降低了運行維護費用和投資。電袋復合式除塵器實際上強化了電場和布袋除塵的作用，達到了單一的電除塵器或布袋除塵器不能達到的除塵效果：1） 因為電場除塵作用，細微塵粒可以有效捕集，即使PM2.5 的微粒也能有效收集，彌補了布袋除塵的不足；2） 消除了粉塵比電阻對電場除塵的不利影響，適用性廣，尤其是對工業爐窯粉塵的凈化；3） 改善了進入布袋除塵區域的煙塵工況，且荷電粉塵利于粉塵凝聚，布袋表面容易形成二次過濾層、保護層，提高了布袋過濾、凈化的效果，使除塵器運行穩定高效，延長了布袋壽命，降低了運行維護費用，且投資較少；4） 可實現高氣布比下的超高收塵效率，即適當提高布袋的過濾風速、減少過濾面積，從而降低造價、節約費用。電除塵器比收塵面積降低，袋式除塵器的過濾風速可達3.0m/min，除塵效率更高，達99.99%。

5 結語

電袋復合除塵技術為現役靜電除塵器的改造、新建以及擴建電廠的除塵方式提供了一種經濟有效的方案。另外，還可以應用于建材、冶金等行業的煙氣除塵。隨著越來越嚴格的新排放標準的執行，電除塵器迫切需要被取代或升級改造。