垃圾焚燒爐尾氣處理系統濾料的應用

穆璐瑩，吳 剛，王 健，施 勇，楊 飛

（合肥水泥研究設計院，合肥 230051）

1 引言

垃圾焚燒煙氣成分復雜，含有大量的水分、酸性氣體、重金屬和二英等成分，在選擇除塵濾袋時應考慮濾料的耐酸、耐堿、耐氧化以及抗水解性能。由于PTFE纖維的化學穩定性，目前在垃圾焚燒尾氣處理系統中多采用此濾料。由于玻纖濾袋的各項化學性能也適合用于垃圾焚燒尾氣處理系統，因此海寧瀚洋環保熱電有限公司在2×300t/d垃圾焚燒生產線中，一條尾氣處理系統采用了“玻纖+PTFE混紡”覆膜濾料，另一條尾氣處理系統采用了PTFE覆膜濾料。兩套濾袋從2009年9月運行至今未更換一條濾袋。本文對該公司尾氣處理系統用濾料及使用情況進行了介紹。

2 煙氣特性和設計要求

海寧垃圾焚燒煙氣凈化系統24h連續運行，年運行時間不少于8000h。表1為工程項目中垃圾焚燒鍋爐出口的煙氣工況，表2為該煙氣凈化系統要求達到的污染物排放設計限值。

從表1可看出，海寧垃圾焚燒尾氣中粉塵和SO2含量較高，煙氣性質較惡劣。從表2中可看出，海寧垃圾焚燒項目的設計排放指標優于國家排放限值，基本達到了歐盟排放標準。

表1 焚燒爐出口煙氣特點

表2 煙氣凈化系統污染物排放設計限值

3 濾袋的技術性能和參數

3.1 PTFE濾袋的技術性能和參數

該項目的PTFE濾袋采用900g/m2針刺氈，濾袋袋身采用3針高速縫紉機3針6線縫制，主要技術性能參數見表3。

表3 PTFE濾袋主要技術性能與參數

垃圾焚燒廠尾氣系統用PTFE濾料熱定型是非常重要的，必須在專用高溫熱定型設備定型，定型溫度要求350℃，如果定型溫度不夠，在實際高溫工況條件下就會造成濾袋收縮。當PTFE針刺氈在冷狀態下，進入高溫定型機，進行穿透式熱定型，高溫氣流會完全穿透針刺氈，不僅使氈的表面均勻受熱，而且使氈的內層纖維也受到均勻的高溫作用。與此同時，針刺氈也受到緯向的拉幅和經向的錯位，在經過高溫熱軋輥熱軋后，PTFE針刺氈的密度增加，每根纖維都受到了高溫定型作用。纖維組織結構在高溫工況條件下始終保持優良的尺寸穩定性能，濾袋不收縮，不拉長，才可以正常使用。

3.2“玻纖 + PTFE混紡”覆膜濾料主要技術參數和性能

玻璃纖維 + PTFE混紡覆膜濾料是國內企業開發的新一代過濾材料，該產品集玻璃纖維強度高、尺寸穩定性好、易清灰和PTFE纖維耐折、耐磨性能好的優點，且兩者同屬于耐高溫材料，實現了優勢互補。

其主要濾料技術參數及濾袋制作工藝如下：

織物組織結構為斜紋緯二層；聚四氟乙烯含量25%；經緯密度20±1×18±1；標重≥750g/m2；拉伸斷裂強度經向≥2400N/25mm，緯向≥2000N/25mm；透氣性10～25cm3/cm2·s；適用溫度≤250℃；最佳過濾風速≤0.8m/min，最大過濾風速≤1.0m/min。

濾袋縫紉線采用聚四氟乙烯縫紉線；袋筒采用3針高速縫紉機3針6線縫制；袋筒和袋底采取二次成形的方法，減小濾袋的尺寸偏差。

4 關于濾袋的使用溫度

根據Muller露點計算公式：

計算得出海寧垃圾焚燒尾氣酸露點溫度為129.5℃，考慮到煙氣在后續管道和除塵器等設備中的降溫，一般會降低10℃～20℃，因此將袋式除塵器入口溫度控制在150℃左右是合理的。

5 開機時的濾袋保護

以往為了保護濾袋，垃圾焚燒爐尾氣處理系統在起爐和發生突發情況時可以開啟旁通煙道。從2008年起，環保部門為防止企業偷排取消了旁通煙道的設計，對已有的旁通煙道進行了封堵。垃圾焚燒尾氣不管在什么情況下也都必須走袋式除塵器內部。由于垃圾焚燒爐烘爐時，爐膛內澆注料的水分必須全部烘干，加上烘爐用柴油和木材的水分，這些水分隨煙氣進入冷態的尾氣處理系統中凝結，造成結露，烘爐期間整個尾氣處理設備就開始往外淌水。這種狀況的煙氣進入袋式除塵器勢必會糊死濾袋，因此烘爐時必須對濾袋進行保護。采用少裝一個袋室的濾袋，烘爐初期含水量大、溫度低的煙氣就可從無袋袋室通過。海寧項目1號線的PTFE覆膜濾料采用此方法保護得很好，但是在2號線烘爐時，工作人員誤操作，在除塵器入口煙氣溫度為120℃時切換到裝袋袋室，造成了“玻纖+PTFE混紡”覆膜濾料全部糊死，除塵器進出口壓差最高達到3800Pa。事故發生后對濾袋進行烘干和高壓噴吹等補救措施，效果均不理想。停爐后，進入袋室查看，發現所有濾袋表面結露嚴重，結露粉塊黏連在濾袋表面已經很難噴吹下來。通常情況下這樣的濾袋已無法使用，后采用人工清除，然后采用0.8MPa的壓縮空氣進行反復噴吹，部分恢復了濾袋的使用功能。

6 使用效果的比較

海寧項目的兩條生產線采用不同的濾袋，目的在于對PTFE覆膜濾料和玻纖+PTFE混紡覆膜濾料進行性能參數的對比，如果性能參數不相上下的話，可以在垃圾焚燒廠采用性價比高的玻纖+PTFE混紡覆膜濾料，可降低投資成本。表4列出了兩種濾料在系統運行中的幾個參數。

表4 不同濾料使用效果比較表

從表4可以看出，由于玻纖 + PTFE混紡覆膜濾料出現過嚴重的糊袋，所以運行阻力明顯高于PTFE。糊袋后的濾袋透氣性降低，污染物排放指標反而優于PTFE。從使用壽命來看，兩者從2009年9月運行至今，未更換一條濾袋。在2011年，海寧垃圾焚燒廠2號線噴水設備發生故障，造成玻纖 + PTFE混紡覆膜濾料的再次結露，除塵器的運行阻力已經達到了2200Pa以上，業主計劃在2013年度更換此套濾袋。

7 結論

（1） 由于垃圾焚燒尾氣中水分和酸性氣體含量較大，露點溫度較高，除塵器入口溫度應該控制在150℃以上。

（2）玻纖+PTFE混紡覆膜濾料經過了兩次嚴重的結露，運行參數和排放指標仍然較好，特別是使用壽命完全可以與PTFE濾料相媲美，從性價比看，垃圾焚燒尾氣處理系統袋式除塵器采用“玻纖 + PTFE混紡”覆膜濾料有較大優勢。