高溫工業(yè)廢氣過濾除塵技術(shù)研究進展

文/張志偉 鄧海華 蔡少卿

高溫工業(yè)廢氣過濾除塵是指在高溫條件下對氣體和固體進行直接分離，從而實現(xiàn)氣體凈化的一門技術(shù)。它既是一項實現(xiàn)高溫氣體資源合理利用的關(guān)鍵技術(shù)，也是一項先進的環(huán)保技術(shù)，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用范圍非常廣泛，已成為冶金、機械、電力、化工等行業(yè)的研究熱點。

高溫工業(yè)廢氣除塵技術(shù)分析

高溫工業(yè)廢氣除塵的特點

電力、能源以及相關(guān)加工工業(yè)所排放的工業(yè)廢氣溫度非常高，且含有大量的固體顆粒和有害氣體，對環(huán)境的影響較大。在高溫狀態(tài)下，工業(yè)廢氣粘滯力會發(fā)生變化，濕度會大幅度下降，固體顆粒凝聚現(xiàn)象也會隨之下降，這無疑就加大了氣固分離的難度。我國目前主要采用水冷凝的方法對高溫工業(yè)廢氣進行處理，即將工業(yè)廢氣的溫度將至200℃以下，然后用布袋式除塵器進行除塵，這種方法不僅使大量的熱量平白流失，還增加了冷凝設(shè)備的投資和廢氣處理的費用，由此可見，對高溫工業(yè)廢氣除塵技術(shù)的改進和創(chuàng)新已經(jīng)勢在必行。

目前，高溫工業(yè)廢氣除塵技術(shù)主要有旋風(fēng)除塵、靜電除塵、濕法除塵、過濾除塵等，旋風(fēng)除塵的效率比較低，靜電除塵占地面積大，存在著一次性投資過高等問題，濕法除塵難以使熱能得到有效利用。綜合除塵效率和經(jīng)濟性等因素，過濾除塵具有一定的優(yōu)勢，因此，高溫工業(yè)廢氣過濾除塵技術(shù)備受關(guān)注①。

廢氣過濾除塵器的主要種類

高溫工業(yè)廢氣過濾除塵器主要分為袋式過濾除塵器、顆粒床過濾除塵器、全濾餅式過濾除塵器、多孔陶瓷過濾除塵器、燒結(jié)多孔金屬過濾除塵器等，在過濾除塵器中，袋式除塵器是現(xiàn)階段使用最多的，能夠?qū)崿F(xiàn)對亞微米級粉塵的過濾，除塵效率比較高且不會造成二次污染，但是在燃煤電廠高溫除塵等方面，還存在著一定的技術(shù)難題，仍需要進一步的改進。顆粒床過濾除塵器主要利用的是物化性質(zhì)比較穩(wěn)定的固體顆粒組成過濾層，以此來實現(xiàn)對氣體的除塵，其除塵效率非常高，最高可達99%。全濾餅式過濾除塵器能夠讓粉塵形成濾餅，進而起到除塵的效果，該除塵器除塵高效且成本較低，尤其是處理粘附性強或吸濕性強的粉塵，效果更為顯著。多孔陶瓷過濾除塵器在氧化、還原等高溫條件下具有良好的抗腐蝕性，發(fā)達國家對此研究較早，目前已經(jīng)取得了很好的效果，該除塵器的除塵效率高達99%以上。燒結(jié)多孔金屬過濾除塵器能夠?qū)?μm以下的固體顆粒進行精細除塵，但是在高溫狀態(tài)下，燒結(jié)多孔金屬的強度和耐蝕性遠不如陶瓷材料②。

高溫工業(yè)廢氣過濾除塵是指在高溫條件下對氣體和固體進行直接分離，從而實現(xiàn)氣體凈化的技術(shù)。它在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用范圍廣泛。

高溫工業(yè)廢氣過濾除塵技術(shù)研究進展

高溫工業(yè)廢氣過濾除塵技術(shù)的研究現(xiàn)狀

高溫工業(yè)廢氣過濾除塵器的種類很多，但最具實用價值且應(yīng)用最為廣泛的當(dāng)屬陶瓷過濾除塵器。歐美等國家對高溫氣體除塵技術(shù)的研究一直走在世界前列，最早對陶瓷過濾除塵技術(shù)展開研究的是美國，目前已經(jīng)成熟的技術(shù)主要有陶瓷過濾技術(shù)、錯流過濾技術(shù)及顆粒床過濾技術(shù)等，西屋公司就是美國從事陶瓷過濾除塵技術(shù)研究的代表，其開發(fā)的脈沖反沖管具有良好的操作性能，除塵效率達到99%以上。與此同時，德國的Schumacher公司和日本的AsahiGlass公司相繼開發(fā)出的燭狀陶瓷過濾器，其除塵效率也都達到了99%以上。此外，美國西屋公司研發(fā)的交叉流式過濾器、日本旭硝子株式會社研發(fā)的多孔堇青石型陶瓷管過濾器、俄羅斯S.V.Entin設(shè)計的盤狀多孔不銹鋼過濾板以及英國TENMAT公司研制的太棉高溫氣體過濾器，都取得了突破性進展。我國對過濾除塵技術(shù)的研究起步較晚，但也取得了一定成果，如對陶瓷微孔管過濾式除塵器的開發(fā)、對泡沫陶瓷過濾技術(shù)和聯(lián)合循環(huán)陶瓷過濾器的研究及對燒結(jié)金屬絲網(wǎng)過濾器和全濾餅式過濾除塵器的改進。

高溫工業(yè)廢氣過濾除塵技術(shù)的發(fā)展趨勢

當(dāng)前，高溫工業(yè)廢氣過濾除塵技術(shù)發(fā)展較快，歐美發(fā)達國家研發(fā)和采用的除塵器的除塵效率均達到了99%以上，而美、德、日三國則試圖實現(xiàn)零排放的目標(biāo)，因此這三個國家正在加強對陶瓷過濾器的研究，尤其是對泡沫陶瓷高溫高效除塵技術(shù)的研究，清灰再生技術(shù)也已被規(guī)劃在內(nèi)，以此來延長過濾器的使用壽命。我國對相關(guān)技術(shù)的研發(fā)正在與國際接軌，在充分利用國外先進技術(shù)的同時，也開始注重結(jié)合自身的發(fā)展需求，并自主研發(fā)了反吹再生等濾材，很多經(jīng)濟實用的新型過濾器也已相繼投入使用。

綜上所述，對高溫工業(yè)廢氣過濾除塵技術(shù)的研究，具有極為重要的現(xiàn)實意義，我國對該項技術(shù)的研究雖然取得了一定的進展，但是與歐美等國家相比還存在一定的差距，鑒于我國的基本國情，對該項技術(shù)的改進和創(chuàng)新已勢在必行，其工業(yè)應(yīng)用前景將越來越廣闊。