高效多功能除塵器在環保領域的研究和應用

李大力，盛鵬飛

(山西騰泰環保科技有限公司，山西 大同 037001)

1 基本概況

隨著我國工業化進程加速，環境問題日益突出，空氣污染已經成為當前社會迫在眉睫、急需解決的問題，在大同地區雖然政府、企業不斷加強大氣污染防治攻堅力度，并取得了明顯效果，在國內逐漸打造了“大同藍”的環保品牌，但是部分地區因受到除塵設備工藝及環境復雜等因素影響，還會產生大量的粉塵，不但污染了大氣環境，而且嚴重危害了當地老百姓身心健康。“創享清新世界，還子孫藍天白云”成為環保企業刻不容緩的使命和責任，這也是山西騰泰環保科技有限公司追求的遠大夢想。山西騰泰環保科技有限公司自成立以來專業從事環保技術研發、工程實施、運營維護等高新技術，配有獨立加工制造車間和研發團隊，并與國內環保領域內優秀設計院、施工單位、制造單位建立了常年合作伙伴關系，重點為客戶量身定制的廢氣治理和油煙治理。公司的定位是立足大同，服務山西，走向全國，以科技為先，踏實為根，創新為魂，遵循著“謀事在人、成事在干”的企業理念組建并培養最優秀的專業團隊，力爭成為環保行業的領航者。

2 燃煤鍋爐除塵設備的選擇和應用

山西騰泰環保科技有限公司通過廣泛研究分析認為，目前在燃煤鍋爐領域除塵技術主要有干式除塵和濕式除塵兩大類，干式除塵常用的有布袋除塵、靜電除塵，濕式除塵技術常用的有噴淋除塵、微霧抑塵、高效多功能除塵器。

2.1 布袋除塵器

布袋除塵器適用于捕集細小、干燥、非纖維性粉塵。濾袋采用紡織濾布或非紡織氈制成，利用纖維織物的過濾作用對含塵氣體進行過濾。當含塵氣體進入布袋除塵器后，顆粒大、密度大的粉塵，由于重力的作用沉降下來，落入灰斗，含有較細小粉塵的氣體在通過濾料時，粉塵被阻留，使氣體得到凈化。布袋除塵器的優點是：除塵效率較高，可捕集粒徑大于0.3 μm的細小粉塵，造價低于靜電除塵。布袋除塵器的缺點是：過濾速度較低，不適應濕粘粉塵，而備煤裝置輸送煤炭具有一定的濕度及粘性，會造成濾布使用壽命短，需頻繁更換，配套所需設備比較多、能耗大、運行費用高、需要安裝脫硫塔占地面積大，布袋卸灰時會產生二次揚塵。

2.2 微霧抑塵原理

微霧抑塵系統由主機、噴霧箱、水氣連接管線和閥門以及其它附件等組成。該系統采用氣水混合式噴霧，每個噴頭連接水管和氣管，將常壓水經過恒壓供水系統增壓到一定的壓力，通常0.03～0.05 MPa，輸送到通過特殊設計的二流體霧化噴嘴，在壓縮空氣的共同作用下，通過高頻聲波的音爆及撞擊作用，在噴頭共振室處將水高度霧化，產生10 μm以下的微細水霧顆粒噴向起塵點，使水霧顆粒與粉塵顆粒相互碰撞、粘結、聚結增大，并在自身重力作用下沉降，達到抑塵的作用。微霧抑塵優點是除塵效率高，但缺點是工藝復雜，相關易損配件多，維護量特別大，運行成本高，同時還對水質有極高要求。

2.3 風機運行原理及特點

山西騰泰環保科技有限公司針對燃煤鍋爐廢氣治理進行了持續大膽創新，并多次組織技術團隊深入現場反復嘗試并進行結構調整，運用流體力學、空氣動力學、氣液傳質等國內外技術理論，結合工作現場條件及工況，開發一種體積小、功率大、凈化效率高、運行穩定的高效多功能除塵器。該設備集空氣動力、收集凈化粉塵、氣液混合與分離于一體，能適應機載或獨立工作，綜合指標已達到國內先進水平，是環保行業內的一次創新革命。

高效多功能除塵器脫水結構設計是將洗滌液與空氣的混合體在經旋流片重新在離心力的條件下匯聚，在重力、離心力及空氣壓力的作用下沿一定軌跡向高效多功能除塵器體外排出(圖1)。高效多功能除塵器由主機、水系統、電控系統等部分組成。凈化機理是通過葉輪旋轉形成葉片與氣流的高速相對運動，使粉塵氣體與洗滌液混合(圖2)，并在混合過程中發生一系列復雜的物理作用，使空氣中的有害粒子與洗滌液結合達到凈化目的。洗滌液完成混合洗滌作用后與空氣同時進入脫水部分，實現脫水分離，凈化后的氣體直接排入大氣，分離后的洗滌液流回沉淀池，經沉淀或過濾后被重新循環利用，污泥漿定期清掏排出。高效多功能除塵器與傳統除塵設備相比較，突出優點是能耗最低、投資小、占地面積小、運行成本低、適應能力強，可配備變頻器使用，節能可達30%～40%以上。

圖1 高效多功能除塵器內空氣、水運行原理

圖2 粉塵氣體與洗滌液混合原理

2.4 除塵技術選擇

由于高效多功能除塵器具有粉塵適應性強、免維護、能耗小、投資低等優點，而布袋、靜電、微霧抑塵等除塵設備運行成本高、占地面積大、能耗大、投資高，因此，高效多功能除塵器具有明顯優勢。在同等處理風量12 000 m3/h的技術指標條件下，高效多功能除塵器和其他常用除塵技術對比見表1。

經現場使用對比驗證，在燃煤鍋爐除塵設備中使用高效多功能除塵器是最理想的除塵設備。

3 風機應用及效果

高效多功能除塵器已經陸續在山西、內蒙古、山東等地區的礦山、化工領域推廣使用，其中山西騰泰環保科技有限公司自2020年3月下旬承接中煤大同塔山煤礦選煤廠原煤除塵改造和2020年9月承接晉能控股集團金鼎活性炭尾氣改造(圖3)以來，經過處理后的粉塵濃度小于10 mg/m3，符合國家衛生及職業健康標準(山西省要求粉塵排放標準是小于30 mg/m3)；綜合除塵效率大于99.5%，呼吸性粉塵除塵效率大于85%；處理后的粉塵全部進入污水處理系統，杜絕形成二次污染。

表1 高效多功能除塵器和其他常用除塵技術對比

圖3 晉能控股集團活性炭廢氣改造

4 結 語

高效多功能除塵器的推廣使用前景體現在以下4個方面。

(1)從經濟效益上，可以解決當地的勞動力，帶動當地的經濟發展。

(2)從安全效益上，可以進一步凈化燃煤鍋爐系統中的煙塵、二氧化硫，保障鍋爐系統安全可靠穩定運行。

(3)從環保效益上，可以進一步保障當地老百姓的職業健康安全，同時也給當地創造一個天藍、地綠、水清的優美環境，更踐行了國家“綠水青山就是金山銀山”的發展理念。

(4)針對沉淀池的污泥漿和大氣中氮氧化合物，山西騰泰環保科技有限公司統一配套設計了污泥脫水工藝和脫硝工藝。該廢氣綜合處理工藝具備脫硫、除塵、脫硝、脫泥、脫水、高效六位一體功能，可廣泛應用于礦山、焦化廠、鍋爐、電廠、醫藥、化工、印染、水泥、建筑、活性炭、翻砂車間、冶金、餐飲等領域，值得在國內環保領域推廣和應用。