超凈電袋復(fù)合除塵器與電袋復(fù)合除塵器區(qū)別淺析

邱時友

（福建龍凈環(huán)保股份有限公司，福建 龍巖 364000）

超凈電袋復(fù)合除塵器與電袋復(fù)合除塵器區(qū)別淺析

邱時友

（福建龍凈環(huán)保股份有限公司，福建 龍巖 364000）

電袋復(fù)合除塵器是一種高效的除塵設(shè)備，很容易滿足出口濃度排放小于30mg/Nm3。超凈電袋復(fù)合除塵器卻能滿足出口濃度小于10mg/Nm3，甚至小于5mg/Nm3。超凈電袋復(fù)合除塵器和電袋復(fù)合除塵器有著相似的除塵機理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，本文從除塵機理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面闡述兩者區(qū)別。

超低排放；超凈電袋復(fù)合除塵技術(shù)；兩區(qū)偶合技術(shù)

電袋復(fù)合除塵技術(shù)早已廣泛運用于電力、冶金、水泥等行業(yè)。因其具有長期穩(wěn)定、低排放的特點，且不受煤質(zhì)變化的影響，最適用于煤質(zhì)多變的電廠。大量工程實踐表明，電袋復(fù)合除塵器能夠比較容易實現(xiàn)粉塵排放小于30 mg/Nm3。

近年來隨著大氣污染日益嚴(yán)峻，霧霾事件頻繁發(fā)生，廣大群眾迫切要求改善目前的大氣質(zhì)量。為此，國家環(huán)保部發(fā)出通知，要求在2017年前，在全國范圍內(nèi)必須達到超低排放要求，即NOx≤50mg/ Nm3，SO2≤35mg/Nm3，粉塵≤10mg/Nm3。常規(guī)電袋復(fù)合除塵器已很難滿足新形勢下的超低排放要求，同時，為簡化系統(tǒng)，減少投資及占地，避免在系統(tǒng)中增設(shè)二次除塵設(shè)備，我們在電袋復(fù)合除塵技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了超凈電袋復(fù)合除塵技術(shù)，能夠確保除塵器出口濃度長期穩(wěn)定保持小于10mg/Nm3，甚至小于5mg/Nm3。下文將介紹超凈電袋復(fù)合除塵器與電袋復(fù)合除塵器的區(qū)別。

1 選型參數(shù)差別

電袋復(fù)合除塵器的除塵機理：在一個箱體內(nèi)緊湊的安裝電場區(qū)和濾袋區(qū)，前級電場區(qū)去除了大部分的粉塵（80%以上），大大減少了粉塵對后級濾袋的沖刷磨損，同時，電場又使粉塵荷電，使粉塵在后級濾袋區(qū)的濾料表面具有堆積結(jié)構(gòu)“蓬松”、透氣性高、粉塵層易剝離的特性，形成了獨特的荷電粉塵過濾特性。

從除塵機理可知，電袋復(fù)合除塵器包含兩部分，其一為電場區(qū)，其二為濾袋區(qū)，電場區(qū)去除大部分粗顆粒粉塵和小部分細(xì)微顆粒粉塵，濾袋區(qū)去除大部分細(xì)微顆粒粉塵，剩余的細(xì)微顆粒粉塵無法被有效捕集而逃逸到煙氣中，造成電袋復(fù)合除塵器出口排放濃度無法控制在10mg/Nm3以下，因此，如何把無法被電袋復(fù)合除塵器有效捕集的細(xì)微粉塵從煙氣中去除，是超凈電袋復(fù)合除塵器要解決的問題。要去除細(xì)微顆粒粉塵，有兩種方法，一為將細(xì)微粉塵進行凝并成大顆粒粉塵去除，二為縮小過濾材料的孔徑，提高濾袋區(qū)對細(xì)微粉塵的過濾效率。因此，雖然超凈電袋復(fù)合除塵器的除塵機理與電袋復(fù)合除塵器相同，但要求更細(xì)更嚴(yán)，具體表現(xiàn)如下。

（1）要求電區(qū)除塵效率更高，以便減小進入袋區(qū)的粉塵濃度，延緩袋區(qū)阻力上升速率，同時強化放電極，強化細(xì)微顆粒粉塵荷電和凝并，使多個細(xì)微顆粒粉塵凝并為一個大顆粒粉塵并在袋區(qū)被攔截在濾袋表面而除去，避免細(xì)微顆粒粉塵逃逸，同時，根據(jù)實驗研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)袋區(qū)入口濃度小于10 g/Nm3，過濾壓降增長率隨過濾風(fēng)速的增長變化很小，使濾袋區(qū)獲得更長的清灰周期。（2）要求濾袋區(qū)采用較低的過濾風(fēng)速。經(jīng)實驗研究及工程試驗表明，濾料的過濾效率與過濾風(fēng)速成反比，與粉塵粒徑成正比，在粉塵粒徑無法改變時，適當(dāng)降低過濾風(fēng)速，可以降低出口排放濃度，因此，超凈電袋復(fù)合除塵器濾袋區(qū)過濾風(fēng)速一般小于1m/min。（3）采用科學(xué)的兩區(qū)偶合技術(shù)，使除塵器具有良好的技術(shù)經(jīng)濟性。根據(jù)數(shù)百臺電袋復(fù)合除塵器的實踐數(shù)據(jù)研究分析，袋區(qū)的比收塵面積約為總比收塵面積的0.62倍較為合適。

2 結(jié)構(gòu)差別

2.1 外形差別

超凈電袋復(fù)合除塵器的電區(qū)效率一般要求比電袋復(fù)合除塵器的電區(qū)效率更高，且其電場區(qū)的比集塵面積應(yīng)大于40m2/m3/s，其電場區(qū)的比集塵面積比電袋復(fù)合除塵器的大，其次，超凈電袋復(fù)合除塵器袋區(qū)過濾風(fēng)速宜小于1m/min，而電袋復(fù)合除塵器袋區(qū)過濾風(fēng)速可以大于1.2 m/min，同等條件下，超凈電袋復(fù)合除塵器過濾面積明顯比電袋過濾面積大，因此，超凈電袋復(fù)合除塵器的整體外形比對應(yīng)的電袋復(fù)合除塵器外形稍大。超凈電袋復(fù)合除塵器典型結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 超凈電袋復(fù)合除塵器典型外形圖

2.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)差別

（1）更為均勻的氣流均布。超凈電袋復(fù)合除塵器的內(nèi)部氣流非常重要，直接影響除塵器的除塵效率、阻力以及局部濾袋的壽命。其氣流分布分三部分。①進入除塵器前的煙氣管道的氣流分布，它影響各煙氣通道所需處理的煙氣量大小，即影響單通道的除塵效率及過濾風(fēng)速，導(dǎo)致各通道之間除塵效率及過濾風(fēng)速相差較大，煙氣量大的通道，除塵效率相對較低，阻力較大，濾袋壽命較短；通過CFD模擬，在入口煙道處設(shè)一系列導(dǎo)流板、阻流板等，使各煙氣通道內(nèi)流量偏差小于±5%或更低的要求。②從除塵器進口至電場區(qū)，它影響電區(qū)內(nèi)各區(qū)域內(nèi)處理的煙氣量不均勻，煙氣量大的區(qū)域除塵效率相對較低。通過在進口喇叭內(nèi)設(shè)多層均流板，并調(diào)整各部分均流板的開孔率，使各部分煙氣斷面的幾何均方根差б＜0.2。 ③濾袋區(qū)的氣流分布，它影響各濾袋區(qū)處理的煙氣量，處理煙氣量大的區(qū)域過濾風(fēng)速高，阻力上升快，脈沖噴吹次數(shù)增加，濾袋壽命縮短。通過調(diào)整袋區(qū)的布置（正面、側(cè)面、底面三者的比例）、或設(shè)置灰斗上端的阻流板、或改變凈氣室高度、或排氣管位置等措施，使各濾袋室的流量偏差小于±5%；每個袋室內(nèi)各濾袋流量的幾何均方根差б＜0.2。

（2）采用更為精細(xì)的過濾材料。濾料要捕集更細(xì)微的粉塵，濾料的孔隙必須更小，以提高對細(xì)微粉塵的過濾效率。經(jīng)研究，濾料的過濾效率與單纖維過濾效率成正比，與濾料密實度成正比，與濾料厚度成正比，與纖維直徑成反比。要提高過濾效率，濾料需厚而密實，會引起阻力增加；要降低阻力，濾料需薄而疏松，過濾效率會降低，優(yōu)良的濾料要掌控兩者之間的平衡。經(jīng)研究及工程試驗，超凈電袋復(fù)合除塵器常用聚四氟乙烯薄膜濾料和梯度濾料兩種結(jié)構(gòu)。覆膜濾料采用三維非對稱結(jié)構(gòu)+高壓水刺技術(shù)+表面FCT納米涂層處理+高溫?zé)釅焊材ぜ夹g(shù)，濾料的微孔在0.2～2μm，但對捕集直徑大于0.5μm的荷電粉塵效率高達99%以上，有效控制細(xì)微粉塵的排放。梯度濾料的迎塵面和背塵面采用不同直徑不同材質(zhì)的纖維，提高了過濾精度，實現(xiàn)了不同材料的互補，實現(xiàn)了濾料剖面方向上孔徑的連續(xù)分布，通過對配方和工藝的有效控制，實現(xiàn)了不同纖維的“方向梯度漸進”變化，有效解決了過濾效率與阻力的矛盾，實現(xiàn)了較為理想的過濾分離效率。常規(guī)濾料與覆膜濾料對比SEM照片如（圖2、圖3）。

（3）對濾料加工工藝要求更高。常規(guī)濾料加工采用針刺，造成纖維斷裂，并形成較大孔隙，且常規(guī)濾料縫制后對縫縫不進行處理，縫縫處有針眼會造成細(xì)微粉塵泄漏，而超凈電袋復(fù)合除塵器用的濾袋必須對針眼處進行涂膠或其他處理，防止細(xì)微粉塵從縫縫處逃逸。同時，用于檢漏用的熒光粉平均粒徑要求更細(xì)，并配熒光燈及專用眼鏡見圖4、圖5。

圖2 常規(guī)濾料

圖3 覆膜濾料

圖4 針刺濾料

圖5 水刺濾料

3.3 其他方面區(qū)別

（1）超凈電袋復(fù)合除塵器的花板平面度要求更高且焊縫質(zhì)量要求高，超凈電袋復(fù)合除塵器的花板厚一般不低于10mm，且花板下設(shè)有加強筋，以確保花板平面度。濾袋袋籠安裝完后，濾袋底部為有序的矩陣形。同時，超凈電袋復(fù)合除塵器的花板層焊縫不允許有裂紋、砂眼等有可能引起超細(xì)粉塵泄漏的缺陷，為保證焊縫質(zhì)量，花板層密封封板一般采用5mm厚鋼板。

（2）超凈電袋復(fù)合除塵器電場區(qū)宜采用頂部振打。經(jīng)研究，電場區(qū)的收塵極板上粉塵粒徑分布為上部細(xì)下部粗，細(xì)粉塵粘附力大，振打力要大。頂部振打方式振打力分布為上大下小，與極板上粉塵振打力需求對應(yīng)。側(cè)部振打方式振打力分布為下大上小，與極板上粉塵振打力需求相背，容易使振打失效及產(chǎn)生二次揚塵等不利影響。另外頂部振打的周期、頻率、順序等可調(diào)，當(dāng)煤種改變時，可以調(diào)整振打周期等參數(shù)，使電場區(qū)保持高效率。側(cè)部振打則不可調(diào)。

（3）超凈電袋復(fù)合除塵器電場區(qū)宜設(shè)置兩個電場或設(shè)置前后分區(qū)供電。為確保超凈電袋復(fù)合除塵器長期穩(wěn)定、低阻力運行，電場區(qū)的作用至關(guān)重要，當(dāng)某一電場或分區(qū)出現(xiàn)故障退出時，單個煙氣通道內(nèi)必須有電場或分區(qū)繼續(xù)工作，盡量減小對整機的影響。

（4）超凈電袋復(fù)合除塵器不設(shè)置旁路煙道。旁路煙道作為煙氣異常時保護濾袋而設(shè)，安裝精度要求高，同時，也是一個粉塵泄漏的隱患點，不利于長期穩(wěn)定超低排放。另外開啟一次旁路后，凈煙道內(nèi)會沉積大量粉塵，當(dāng)旁路關(guān)閉后正常運行時，這些沉積的粉塵會被凈煙氣帶到大氣中，導(dǎo)致排放超標(biāo)。

（5）超凈電袋復(fù)合除塵器清灰系統(tǒng)宜采用低壓行脈沖噴吹清灰。機械振動清灰、反吹風(fēng)清灰等無法使濾袋表層粉塵完全清除，清灰周期短，阻力上升快。同時，超凈電袋復(fù)合除塵器清灰用的氣箱容積宜足夠大，一次噴吹用氣量體積小于氣箱容積的1/3，同時，補氣管的管徑及閥門的有效截面足夠大，確保在噴吹間隔時間內(nèi)補足消耗的氣量，使每次噴吹壓力相同，利于保證清灰效果。

（6）超凈電袋復(fù)合除塵器宜采用密閉式高凈氣室結(jié)構(gòu)。密閉式高凈氣室結(jié)構(gòu)不僅在惡劣天氣時不影響濾袋更換，更有利于內(nèi)部氣流分布均勻，利用專業(yè)軟件進行計算機模擬出氣流的軌跡線，密閉式高凈氣室結(jié)構(gòu)的超凈電袋復(fù)合除塵器內(nèi)部氣流跡線圖如圖6，從跡線圖可看出，氣流軌跡規(guī)則且均勻。

圖6 密閉式高凈氣室結(jié)構(gòu)的超凈電袋復(fù)合除塵器內(nèi)部氣流跡線圖

3 結(jié)語

雖然超凈電袋復(fù)合除塵器的機理及結(jié)構(gòu)等與電袋復(fù)合除塵器大致相同，但是其細(xì)節(jié)方面的要求比電袋復(fù)合除塵器的要求更嚴(yán)格，同時，它強化了電場區(qū)的荷電和凝并效果，提高了濾袋區(qū)捕集細(xì)微粉塵的效率，達到超低排放要求，同時，采用科學(xué)的兩區(qū)偶合技術(shù)，使超凈電袋復(fù)合除塵器具有良好的技術(shù)經(jīng)濟性。

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1671-0711（2017）05（上）-0161-03