新型复合式除尘器.pdf

新型复合式除尘器 朱青青 西北民族大学化工学院， 兰州 730000 摘要 针对电、 布除尘器的特点， 提出了一种新型静电布袋混合式除尘器， 并已应用于工业中。在没有使用任意阀门的 前提下， 该产品将电除尘器和布袋除尘器结合在一起， 取长补短， 充分发挥了电除尘器能大量收尘、 节能、 维护检修工 作量小， 还可捕集高比电阻和低比电阻等特殊干性粉尘， 解决了电除尘难以净化的含微米或亚微米烟尘的难题。兼具 布袋除尘器对粉尘粒度和比电阻不敏感、 排放浓度低的优点。一级静电除尘器效率可达 90 ， 对于粉尘浓度为 30 g/ m3左右的燃煤锅炉， 经过静电除尘后进入滤袋的粉尘浓度只有 3 g/m3。对于这种粉尘浓度， 滤袋的清灰周期可达 3 h 以上。由于清灰周期的大大增长， 可大大提高滤袋的寿命。该产品性价比优良、 占地面积少、 结构简单。尤其在净化 效率、 气体阻力等主要技术指标方面达到了环保要求。 关键词 高压静电滤槽复合型卧式除尘器; 平移脉冲反吹清灰; 滤布选用 A NEW COMPLEX DUST CATCHER Zhu Qingqing Chemical Engineering Institute of Northwest Minority University，Lanzhou 730000， China AbstractIn the light of the traits of electrostatic dust catcher and fabric filter，a new type of electrostatic fabric filter is introduced. And the product is devoted to industry. Without any valve，it is superior to the individual electrostatic precipitator and the individual fabric filter，or the simply combined of the two technologies. It also can catch special dry dusts with higher or lower specific resistance. And it can get rid of micron or sub － micron dust molecule which can not be solved by electrostatic dust catcher. Moreover there are some data about the experimental machine in industry in the paper. The price of the product is lower. And it only needs less room.Its efficiency of defecation and gas resistance can meet international environmental target. Keywordshorizontal dust catcher of high voltage and static groove; reverse puff of parallel motion pulse ; choice of fabric 0引言 中国是世界上大气污染最严重的国家之一， 大气 污染是中国环境问题中的一个主要问题。伴随着环 保要求的日益严格， 造成以前老电厂所安装除尘器的 效率达不到目前人民的生活要求， 必须进行改造， 提 高新上电厂除尘器除尘效率。 理论上讲， 静电除尘器可以捕集小粒子， 但实际 电除尘器对微小粒子的控制并不十分理想。一般来 讲， 燃煤电厂采用三级电场电除尘器时出口粉尘质量 浓度很难小于 200 mg/m3。例如， 某燃煤电厂锅炉采 用三电场的收尘器， 其出口粉尘质量浓度为 350 mg/ m3， 粉尘粒径见表 1［ 1］。 目前， 在燃煤电厂应用的除尘装置多为电除尘 器， 其设计效率大多在 99 左右， 很难满足不断提高 表 1某三电场电除尘器出口粉尘质量浓度分布 粒径范围 /μm颗粒数 /个 质量分布 / 0 ～ 11871. 59 1 ～ 28619. 73 2 ～ 52778. 68 5 ～ 1000 的国家环保要求。若还运用电除尘器的原理进行其 改造， 由于电除尘器的体积庞大， 受原有空间限制很 难进行。如果把电除尘器改为单一布袋除尘器， 没有 前置除尘装置， 又会缩短滤布的使用寿命， 从而影响 电厂发电机组的正常运行。针对这些问题进行了电 除尘器和布袋除尘器结合的研制。它会给上述提到 的问题提供解决方案。同时， 运用此种方案解决上述 05 环境工程 2010 年 12 月第 28 卷第 6 期 问题， 投资少， 占用空间少， 除尘效率高， 完全可以达 到国家环保要求， 除尘装置出口浓度≤50 mg/m3。 一级静电除尘器效率可达 90 ， 对于粉尘质量 浓度为30 g/m3左右的燃煤锅炉， 经过静电除尘后进 入滤袋的粉尘质量浓度只有3 g/m3。对于这种粉尘 浓度， 滤袋的清灰周期可达 3 h 以上。由于清灰周期 的大大增长， 可大大提高滤袋的寿命。较单独采用袋 式收尘器时运行周期得以提高， 运行可靠程度增加， 这对于电站锅炉是极为有利的。同时由于粉尘粒子 的荷电， 促进粒子的凝并， 有助于降低滤袋阻力及提 高清灰效果。 1高压静电滤槽复合型卧式除尘器实验机的设计方案 将电除尘器和改造后的布袋除尘器的结合称为 “ 高压静电滤槽复合型卧式除尘器” 已获得国家专 利并获得国家新产品证书 ， 该除尘器结构见图 1。 1进气烟箱; 2气流分布板; 3放电极; 4收尘极; 5壳体; 6灰斗; 7钢支柱; 8过滤室; 9清灰系统; 10出气烟箱 图 1高压静电滤槽复合型卧式除尘器 由于高压静电滤槽复合型卧式除尘器的壳体设 计完全等同于电除尘器， 所以在进行电除尘器改造 时， 只需将电除尘器的末电厂的阴、 阳系统取出， 把滤 槽复合型卧式除尘器的滤槽系统整体放入， 再将引风 机改造即完成了整台高压静电滤槽复合型卧式除尘 器的改造。因此， 在做试验机设计方案时， 只作了滤 槽除尘部分。并在试验时， 对该新型除尘器的清灰系 统的清灰能力， 保底除尘效率、 阻力、 附加脱硫率等进 行检验及监测。 1. 1高压静电滤槽复合型卧式除尘器的结构 整台除尘器由两个独立的单元联合组成。第 1 个单元为常规的具有一到二电场的电除尘器。第 2 个单元是利用布袋除尘器的原理 将一个电场加布 袋除尘器简称为 1 1， 两个电场加布袋除尘器简称 为 2 1 ， 将传统袋式除尘器的结构形状、 布置方式 进行改变后的滤槽式除尘器。利用电除尘器将粒径 在10 μm以上的粉尘除去， 保证滤槽除尘器入口粉尘 质量浓度≤3 g/m3为最佳， 这样可减少滤槽的喷吹次 数， 减少大颗粒的磨损， 增加滤布的使用寿命。滤槽 式除尘器没有一个阀门， 而布袋除尘器有若干个吹灰 用的阀门， 减少了零件和故障点， 从而减轻了检修维 护工作量。电除尘器和高压静电滤槽复合型卧式除 尘器的壳体、 进出气烟箱、 储灰系统完全等同。滤槽 式除尘器是高压静电滤槽复合型卧式除尘器的心脏 部分， 滤槽主要有骨架和滤布制作的滤袋组合而成。 1.2高压静电滤槽复合型卧式除尘器的滤布选择原则 滤布是滤槽除尘器关键材料。除尘器的性能在 很大程度上取决于滤布的特性， 如除尘效率、 压力损 失、 清灰周期等都与滤布有关。因此， 选择滤布时必 须考虑如下要求 1 滤布的容尘量要大， 清灰后滤布 要保证一定量的容尘， 以保证较高的除尘效率。2 滤布网孔直径适中， 透气性好， 过滤阻力小。3 滤布 强度好、 耐磨 影响寿命 、 耐温和耐腐蚀、 使用寿命 长。4 吸湿性较小、 容易清除粘附在滤布上的尘粒。 5 制作工序简单， 成本低。上述要求很难同时满足， 可根据除尘要求的重点选择滤布， 例如火电厂选择的 滤布重点放在除尘效率高、 使用寿命长， 铜冶炼厂的 重点放在除尘效率高和耐腐蚀方面。 2高压静电滤槽复合型卧式除尘器的工作原理 2. 1低比电阻粉尘 一般粉尘比电阻在106Ωcm以下为低比电阻粉 尘， 净化低比电阻粉尘的电除尘器的效率会随着粉尘 比电阻值的下降而大幅降低， 这是因为比电阻越低， 其尘粒的导电性能越好， 沉积到阳极板后释放电荷越 快， 同时由于静电感应作用释放掉负电荷的尘粒会迅 速获得和阳极板同极性的正电荷， 尘粒则与阳极板产 生相斥力， 因此低比电阻粉尘沉集到阳极板后会立即 反弹回气流中， 而形成粉尘的再飞扬。烟气进入除尘 器后， 充分利用电除尘器单元， 除尘效率较稳定且对 粉尘中大颗粒除尘效率高的特点， 人为的造成烟气中 含尘浓度和尘粒粒径都特别适合布袋除尘器的最优 应用范围。在相同风速下， 烟气中含尘浓度越低， 滤 15 环境工程 2010 年 12 月第 28 卷第 6 期 布寿命越长 粉尘的粒径≤10 μm的范围， 粉尘对滤 布几乎无磨损 。但是粉尘粒径不能过小， 否则将减 少堆积粉尘的空隙率， 增加了除尘器的阻力。采用放 电性能高的极线， 使得粉尘充分放电， 确保通过电除 尘器烟气净化的效率在 90 以上。 2. 2净化效率高 烟气进入除尘器后， 烟气经过电除尘器 90 以 上的净化， 充分利用滤槽除尘器 布袋除尘器的工作 原理 。无论烟气含尘浓度高低和粉尘中颗粒的大 小， 其烟气净化效率都可以达 99 以上。 2. 3电除尘器清灰采用的振打装置 电除尘器的电极上， 沉积的灰尘达到一定厚度 时， 必须采取振打清灰。振打清灰是将足够大的振打 冲击力传递到阳极板和阴极线上， 以至粉尘层剥落。 振打装置就是随时清洁粘污在收尘极的灰尘， 恢复收 尘极处于清洁状态， 获得良好的电器性能。在这一过 程中大部分粉尘会呈片状下落， 而不易被气流带走， 同时也必然会有一部分粉尘层被震碎成单个粒子， 再 飞散到气流中。通过振打极板上收集的粉尘震落到 灰斗中收集起来。 2. 4滤槽式除尘器的清灰方式 我们采用 “脉动清灰方法” 。这种清灰方法是先 停止被清灰的一排滤槽和该排相邻的左右各一排滤 槽， 然后引入一股低压清洁气流 反吹风机鼓入 。 从滤槽的清洁面 内侧 反向流到滤槽积尘层粒的一 侧， 这股反向流动的清洁气流把滤袋鼓胀并使尘粒层 破裂靠重力落入灰斗， 达到清灰的目的。 这种清灰方式动作缓慢， 所以反气流式清灰方法 的滤槽式除尘器可以应用抗磨性较差的滤布， 换句话 说可以提高滤布的寿命， 一般来说玻璃纤维滤布收集 的粉尘震落到灰斗中收集起来。 2. 5滤槽式除尘器的清灰制度 滤槽式除尘器随着运行时间的增加， 滤槽上粘附 的灰就增多， 只是阻力损失增加， 所以每隔一定时间 要进行一次清灰。为了保持高的除尘效率， 清灰不能 过于强烈， 要保持滤布上清灰的底层。这一切均要求 有一个清灰制度， 保证隔一定周期以一定的方式在一 定的时间内清洁， 使阻力损失恢复到正常值， 而且又 能保证高的除尘效率。这个清灰制度必须根据特定 的条件 滤布、 灰、 烟气的性质 ， 清灰方式和以往的 运行经验在现场调整后来制定。 2. 6清灰的程序控制 为了正确执行已制定的清灰制度， 必须采用程序 控制的设计， 配合一定的时间继电器、 形成开关或 PLC 办等设备， 控制一定的过滤、 反吹、 沉降状态和间 隔的时间来设计程序控制电路， 保证清灰制度的严格 执行。 采用不同型式除尘器的比较见表 2。 表 2四种除尘设备的主要参数 除尘设备类型 电除 尘器 脉冲布袋 除尘器 反吹布袋 除尘器 高压静电滤 槽复合型卧 式除尘器 占地面积 /m2167. 9987. 12353. 6 83. 99 质量 /t 250110203160 配套电磁脉冲阀 /只55新型清灰机构 新用滤布类型PPS玻纤膨体纱 过滤面积 /m226407160 2756 切面流速 / m s － 1 1. 05 配套电源 /套41 阻力 /Pa 300 1200 1900 出 口 排 放 质 量 浓 度 / mg m － 3 20050 ～ 100 150 50 3实验机的保底除尘效率、 附加脱硫效率、 阻力等监 测情况 实验机的测试时间为 2001 年 11 月 2 日11 月 11 日。由赤峰市环境监测中心站监测。 实验机的测试工况是将滤槽除尘器的流量调整 到 27 389 m3/h 过滤速度 1. 6 m/min 分别在电除尘 器三个电场、 二个电场和一个电厂运行时进行测试。 再将滤槽除尘器的流量调整到 20 542 m3/h 过滤速 度为 1. 2 m/min 分别在三个电场、 二个电场和一个 电场运行时进行测试， 最后将滤槽除尘器的流量调整 到 13 694 m3/h 过滤速度为 0. 8 m/min 分别在三个 电场、 二个电场和一个电场运行时进行测试。 实验机的保底除尘效率， 附加脱硫率测试结果见 表 3。 4高压静电滤槽复合型卧式除尘器的优、 缺点 4. 1高压静电滤槽复合型卧式除尘器的优点 1 高压静电滤槽复合型卧式除尘器， 是将高压 静电卧式电除尘器和布袋除尘器两种高效除尘器设 备优点集于一体的高效除尘设备。 25 环境工程 2010 年 12 月第 28 卷第 6 期 表 3实验机的保底除尘效率、 附加脱硫率测试结果 电场变换 情况 风量变换 情况 / m3h － 1 烟气量 / m3h － 1 烟温 /℃ 烟尘 / mg m － 3 ρ SO2 / mg m － 3 除尘前除尘后除尘率 /除尘前除尘后除尘率 / 相对脱硫率 / 三 个 电 场 运 行 滤 槽除尘器 27 38923 461134309. 12. 299. 292 4982 3814. 680. 71 16 541133452. 71. 599. 67 14 486133376. 51. 799. 552 8662 42915. 2512. 18 16 177133393. 81. 599. 62 17 447131457. 71. 899. 61 20 54218 209131381. 51. 399. 662 97827547. 524. 31 17 805128416. 01. 499. 66 16 309110315. 21. 599. 52 13 919116334. 11. 799. 493 2643 0347. 054. 11 15 234114357. 52. 499. 33 13 69411 941112177. 01. 299. 323 1072 71112. 759. 84 二 个 电 场 运 行 滤 槽除尘器 27 38920 0501202 412. 51. 299. 953 1652 67415. 5112. 76 17 1721241 460. 80. 899. 26 16 8011241 485. 73. 399. 783 2713 1084. 981. 99 19 6011381 648. 41. 699. 9 20 54215 1961341 599. 42. 499. 85 14 8921341 733. 19. 499. 473 1902 9507. 524. 53 15 9851331 484. 92. 399. 85 16 0541341 608. 01. 599. 91 20 54215 9951291 643. 01. 099. 912 4962 3217. 013. 13 15 7741291 684. 81. 099. 91 13 69411 3631221 281. 41. 299. 913 0142 0856. 933. 74 一 个 电 场 运 行 滤 槽除尘器 27 38920 8191312 362. 21. 299. 953 0142 48017. 7214. 89 16 5251312 023. 01. 999. 91 18 1211312 023. 01. 499. 933 3472 97311. 178. 44 17 8461312 565. 21. 499. 95 17 3951252 758. 91. 499. 95 20 54217 7521252 747. 31. 799. 943 2502 83512. 7710. 00 17 8971253 001. 71. 499. 95 16 7881242 831. 41. 599. 95 18 5031242 586. 71. 499. 953 1853 0195. 212. 14 17 5711243 680. 71. 499. 95 13 69411 0601252 174. 81. 299. 942 9742 8563. 970. 63 2 可以净化气量较大的烟气量， 达到任何型电 除尘器可净化的烟气量。 3 可捕集高比电阻和低比电阻等特殊干性粉 尘， 解决了电除尘器难以净化的含微米或亚微米的烟 尘的难题， 效率可达 99 以上， 甚至可达 99. 99 以上。 4 可净化温度较高的气体， 当滤布选合适时， 可 净化550 ℃ 以下的气体。 5 该除尘器清灰装置采用了活塞机构， 气箱移 动装置， 使其与传统脉冲袋式除尘相比， 结构简单， 适 用范围广， 使用寿命长， 检修量小， 属国内外首创 已 获得国家专利 。 35 环境工程 2010 年 12 月第 28 卷第 6 期 6 结构紧凑， 布局合理， 在相同的布置空间内与 其他形式的袋式除尘器相比可安装滤袋的面积大。 7 可实现微机控制， 远距离操作。 8 该设备的第二个单位滤槽式除尘器， 可直 接安装在电除尘器的壳体中， 为电除尘器提效或升级 和低成本改造提供最佳选择。 9 有一定的脱硫功能， 当进行一定的增湿时脱 硫效率更高。 10 该除尘器在净化烟气量含尘浓度较低时， 一 般每立方米烟气的含尘量小于5 g时， 无需前一个单 元的电除尘器预除尘。 11 所需投资与布袋除尘器相当， 当电除尘器比 集尘面积≥80 g/m2时， 低于电除尘器; 但滤布使用寿 命长于传统的布袋除尘器的滤布， 并且对布袋材质要 求较低。 12 与电、 布除尘器相比， 占地面积小。 13 根据用户需求和实际运行参数量体裁衣进 行单台设计。 4. 2高压静电滤槽复合型卧式除尘器的缺点 1 由于设计思路对滤布的性能限制， 无法设计 出湿式除尘器。 2 制造、 安装质量要求高。 3 当电除尘器比集尘面积≤70 g/m2时， 与电除 尘器相比运行费用高; 比传统布袋除尘器相比运行费 用低。 4 需要高压供电装置及控制设 备 电除尘器 部分 。 5 不适于净化含粘结和吸湿性强的含尘气体。 烟气温度不可低于露点温度， 否则将会产生结露， 堵 塞滤布的空隙。 该产品的标准化程度、 工艺工装、 专用生产设备、 检测手段、 质量保证体系以及组织协作生产能力等方 面能满足规模化生产的要求， 性价比优良， 在净化效 率、 气体阻力等主要技术指标方面达到了国际先进水 平， 可应用于电力、 建材、 冶金等行业， 尤其是火力发 电厂电除尘器的提效改造， 更具有得天独厚的优势。 该除尘器产品已经在元宝山发电厂、 通辽工业硅 电炉等 11 台工业炉和锅炉上成功投产。连续运行表 明， 该除尘器不仅可以完全符合即将颁布的国家环保 标准， 而且更解决了脱硫设备投入使电除尘器效率降 低的难题， 有利于脱硫措施的有效实施。 参考文献 ［1 ］ 孙熙. 袋式除尘技术与应用［M］ . 北京 机械工业出版社， 2004. 作者通信处朱青青730000甘肃省兰州市七里河区建工市场建 工中街 46 号 1 号楼 2 单元 401 室 E- mail952977585 qq. com 2010 － 04 － 27 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 全国建成污水处理厂 2389 座 国务院新闻办于 2010 年 9 月 20 日上午举行新闻发布会， 住房和城乡建设部相关负责人介绍了住房城乡 建设领域节能减排、 应对气候变化工作的有关情况。 这位负责人介绍， 住房和城乡建设部大力推进城市污水、 生活垃圾等市政公用行业节能减排。一是开展城 镇污水污泥处理的研究。截至 2010 年 6 月底， 全国城镇累计建成污水处理厂 2389 座， 总处理能力达到 1. 15 亿 m3/d。二是逐步开展垃圾填埋气体治理工作。截至 2010 年 6 月底， 全国设市城市、 县及部分城镇共建成生 活垃圾处理设施 947 座， 其中大部分卫生填埋场都对填埋气体进行了收集、 导排和处理， 填埋气体利用项目有 64 个， 填埋气发电机组装机容量大幅提升， 有效降低了填埋气体对温室效应的影响。三是大力发展公共交通。 自 2007 年以来， 已连续三年开展中国城市无车日活动， 目前， 签署中国城市无车日活动承诺书并参加活动的城 市达 114 个。 相关负责人说， 抓好建筑节能是控制温室气体排放的重要举措。目前， 建筑运行能耗约占我国全社会总能 耗的 30 。2008 年国家颁布 民用建筑节能条例 以来， 建筑节能工作进一步加强。到 2009 年底， 全国城镇新 建建筑设计阶段执行节能强制性标准的比例为 99 ， 施工阶段执行节能强制性标准的比例为 90 ， 几年内有 了很大提高。截至 2009 年， 全国累计建成节能建筑面积 40. 8 亿 m2， 占城镇建筑面积的 21. 7 。形成了年节 能 900 万 t， 减少二氧化碳排放 2340 万 t 的能力。 摘自 “中国环境报” 45 环境工程 2010 年 12 月第 28 卷第 6 期