除尘器

除尘技术及设备研究

作者:广州新瑞环保    来源:www.xinruiep.com    发布时间:2018-10-16 15:32:33

摘要:阐述了我国大气固体颗粒污染物污染防治技术,探讨了除尘设备的主要性能,从环境保护角度简要分析了各类除尘器的特性及存在的问题。

关键词:除尘器;粉尘收集;环境污染

1引言

我国是一个能源生产与消费大国,大气环境污染基本特征是直接燃煤的煤烟型大气污染。20世纪末,国内大中城市由煤烟型大气污染向煤烟与汽车尾气复合型污染转移。因此除尘设备的开发是当前研究的热点问题。

一般来说,除尘设备主要技术性能有4点:一是可处理气体量;二是除尘效率;三是阻力(压力损失);四是负荷适应性,这是考察除尘器技术性能的首要问题。此外,还需考虑除尘设备占地面积、投资与运行费用、操作与检修复杂程度、有无二次污染等因素。

除尘设备

2常见除尘器分析

在大气颗粒污染物防治中,常见除尘器有:机械除尘器、湿式除尘器、过滤式除尘器、静电除尘器、电袋复合式除尘器等5大类。

2.1机械除尘器

常见的机械除尘器有:干(湿)式重力沉降室、惯(惰)性除尘器、旋风除尘器等3种类型。由于旋风除尘器普及率较高,因此,在国内4t/h以下的锅炉有较大的代表性。

机械除尘器结构简单,安装、维护、管理方便,投资小,运行费用低;主要用于净化非粘性、非纤维性粉尘,但除尘效率较低,一般用于一级除尘或环境空气质量要求相对较低区域的普通锅炉除尘。

2.2湿式除尘器

湿式除尘器有两种类型:一是含尘气体冲入液体内洗涤气体,尘粒被加湿,而被液滴、液膜捕集,例如:水浴(膜)除尘器、[广州新瑞.环保]自激式除尘器;二是将净水喷人含尘气体中,使尘粒与液滴、液膜发生相互碰撞而被捕集。目前,国内较有代表性的湿式除尘器有:自激式除尘器、文丘里湿式除尘器、麻石(花岗岩)水膜除尘器。因喷淋塔—淋浴式除尘器用于水泥厂机立窑的窑尾烟气二级除尘效果较好,故广泛应用于环境空气质量功能较低区域中型水泥厂机立窑烟气除尘。

湿式洗涤除尘器的问题是:除尘水泥浆处理困难,气态污染物溶于水中造成二次污染,设备腐蚀严重。

2.3过滤式除尘器

过滤式除尘器,比较常见的是袋式除尘器和滤筒除尘器。目前,国内外较有代表性的过滤除尘器是袋式除尘器。袋式除尘器,对粒径<1μm尘粒,具有较好的捕集效果。若适用性选择和设备运行得当,其除尘效率可达99.9以上。它可处理高比电阻粉尘,并有利于干粉尘回收利用。

袋式除尘器的不足之处是:设备体积较大,结构复杂,建设投资和运行费用较高;因涤纶滤袋适用温度为120℃左右,玻璃纤维滤袋适用温度为250℃左右,不宜处理高温、高湿、强腐蚀性气体;同时,一般滤袋寿命在1年左右,使用寿命较短,但国外进口滤袋寿命可达3年左右。

2.4静电除尘器

目前,国内的静电除尘器多为板式,管式静电除尘器比较少见。影响静电除尘器除尘效率的关键因素是尘粒比电阻,一般尘粒比电阻104~1011Ω·cm较适宜,其主要技术性能参数与应用范围,见表1。

静电除尘器的性能优越,自动化程度和除尘效率高,可处理高温和大流量气体,是目前国内外广泛推崇的高效除尘器。

静电除尘器的主要问题是:设备占地面积大,安装精度要求高,对处理粉尘比电阻范围有一定要求,建设投资和运行费用都很大。

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2.5电袋复合式除尘器

电袋复合式除尘器原理:烟气先经前级静电除尘区,大部分烟尘由静电除尘方式被收集,未被捕集的荷电尘粒,再均匀入后级布袋除尘区,达到净化目的;其中:静电除尘区原理起到以下两个作用。

2.5.1除尘作用

FE型电袋复合式除尘器,充分发挥静电除尘器一电场高除尘效率特点,利用静电除尘区,先去除烟气80%烟尘,降低人布袋除尘区烟尘浓度与粗颗粒含量;后级布袋除尘区仅收集剩余<20烟尘(图1)。

此外,通过电场荷电作用,使进入后级布袋区的尘粒特性发生改变,成为荷电粉尘,为布袋除尘建立一种新的工作条件。

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2.5.2荷电作用

理论与实践证明:荷电尘粒自静电除尘区入滤袋区后,大部分带负电荷尘粒在趋近和到达滤袋表面时,因荷电尘粒带相同电荷,同性电荷尘粒相互排斥,在滤袋表面形成规则有序、结构疏松的粉尘层。

此外,部分异性荷电尘粒发生电凝并作用,吸附滤袋表面形成粉尘层前,由小颗粒凝并成较大颗粒,更易被滤袋阻留。运行设备大量试验比对结果表明:电袋除尘器中烟尘经静电除尘区收集后,浓度与细度降低、烟尘荷电等有积极作用,除尘器电场阻力更低、出口烟尘浓度更小。

因荷电尘粒吸附作用形成的粉尘层特性发生根本性变化,既改变粒径状态,又改变尘粒堆积特性,较常规布袋中不同粒径不带电荷粒子形成的粉尘层透气性与粉尘清灰性能更好,对提高微细尘粒(粒径<10μm)捕集效率有明显作用。

2.5.3主要性能特点

(1)除尘效率长期高效稳定。FE型电袋复合式除尘器除尘效率不受煤种和粉尘特性影响,且对细微和超细微粒捕集效果优于其他类型除尘装置,烟(粉)尘排放浓度可长期达到30mg/Nm3,具有长期高效、稳定性。

(2)设备运行阻力小。FE型电袋复合式除尘器在静电除尘区的除尘与荷电作用下,并通过多项技术措施,降低各环节阻力,大幅降低了除尘器运行阻力。

(3)节能效果显著。FE型电袋复合式除尘器既可长期高效稳定保证烟尘排放浓度≤30mg/Nm3,且在相同烟尘排放浓度下,综合能耗较静电除尘器和布袋除尘器低。

(4)延长滤袋使用寿命。在相同使用条件下,FE型电袋复合式除尘器较一般布袋除尘器,延长除尘器滤袋使用寿命的主要因素:一是清灰频率与压力降低,减缓袋口因清灰产生异常破损;二是滤袋压差小,[广州新瑞环.保]减缓滤袋强度和疲劳破损;三是布袋区粗颗粒粉尘量少,减缓滤袋磨损。

电袋复合除尘器兼有电除尘器和布袋除尘器的优点和缺点,对煤种和烟尘比电阻变化的适应能力比电除尘器强,运行阻力低于纯布袋除尘器,滤袋寿命较布袋除尘器更长,电耗也低于电除尘器。但由于兼有电除尘和布袋除尘两套单元,因此运行维护较复杂。

3结语

根据我国现行产业技术政策、环境保护技术政策和经济实力,大气固体颗粒污染物污染防治技术,主要有三:一是改变能源消费结构和燃烧方式;二是采用先进的燃料燃烧与生产工艺技术设备;三是实施消烟除尘,将固体颗粒污染物从气体介质中分离出来,抑制向大气环境排放。此外,大气环境污染治理,还应考虑环境功能区目标和区域大气环境容量,以及治理设施运行经济效益与社会效益。

(本文作者:赵娜,安徽理工大学,来源:《绿色科技》2013年11月第11期)

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