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脉冲布袋除尘器,何以独步江湖?

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袋式除尘器是高效除尘设备之一。在实际工程应用中,对微细颗粒物有很高的捕集率,除尘效率甚至可达到 99.99%以上,排放的粉尘质量浓度可控制在 10mg/m3 以下。

袋式除尘器对烟尘的捕集效率可以达到 99%以上。基于此,发达国家燃煤电厂袋式除尘的工艺和安全措施已经形成了一套成熟的标准,袋式除尘器在电厂除尘和烟气脱硫系统中得到广泛使用,西方国家的使用率普遍超过 50%。

由于除尘效率高,袋式除尘技术在国内 30 多个工业行业,尤其在钢铁、水泥、化工、电力等高污染行业,得到了广泛的应用。同时,袋式除尘器可作为物料收集器,是水泥生产、炭黑生产、面粉加工、饲料加工等生产工艺中不可缺少的产品收集装置。

十一种常用除尘器优缺点详情解析

1、布袋除尘器

长处:布袋除尘器的除尘功率高,能除去微细的尘粒,对处理气量变化的适应性强,可捕捉的粉尘粒径规模大,樶适宜处理有回收价值的细小颗粒物,结构比较简略,运转也比较稳定。

缺陷:布袋除尘器的一次出资费用较高,允许运用的温度低(高温易燃烧),操作时气体的温度需高于路点温度,否则,不只会增加除尘器的阻力,甚至由于湿尘粘附在除尘滤袋表面而使除尘器不能正常工作。布袋简单破损,清灰会造成粉尘二次飞扬。不适合使用布袋除尘器的工况:带有火星的粉尘(燃烧布袋)、温度高气体(降低布袋使用寿命)、水分高含油性的粉尘(降低布袋通气性)、废气(除尘布袋不能完全阻隔混合废气)。

2、静电除尘器

长处:静电除尘器与其他除尘设备相比,自动化程度高,耗能少,除尘功率高,适用于除去烟气中0.01~50μm的粉尘,并且可用于烟气温度高、压力大的场合。实践表明,处理的烟气量越大,运用静电除尘器的出资和运转费用越经济。

缺陷:静电除尘器的设备一次出资大、设备复杂、占地面积大,对操作、运转、保护办理都有较严格的要求,清灰会构成粉尘二次飞扬。同时,对粉尘的电阻比也有要求。现在,静电除尘器首要用于处理气量大,对排放浓度要求较严格,又有必定保护办理水平的大企业,如电厂、建材、冶金等职业。

3、电袋复合除尘器

长处:不受煤种和粉尘性质的约束,运用规模广,可有效搜集高比电阻粉尘、微细粉尘、高浓度粉尘、超轻粉尘。

缺陷:前级电除尘区易发生臭氧,滤袋很容易被氧化,造成布袋纤维强度下降,甚至断裂,过滤功能随之下降。其缺陷与电除尘器大体相同,电场区除尘作用不好会导致布袋磨损严重。

4、机械式除尘器

长处:造价比较低,保护办理较简略,结构设备简略,可耐高温。

缺陷:对5μm以下的微粒去除率不高,首要针对高浓度粗颗粒径粉尘的别离或浓集而选用。

5、旋风除尘器

长处:旋风除尘器造价比较低、保护办理方便,特别适合搜集高温高湿烟气、耐腐蚀性气体。旋风除尘器的造价要比现在的脉冲除尘器、布袋除尘器的代价要小的多。它的特点是价钱低,阻力小,功率高,处理风量大,功能稳定等。

缺陷:该除尘器对粒径在10um以下的尘粒去除率较低,当气体含尘浓度高时,这类除尘器可作为初级除尘,以减轻二级除尘的负荷。

6、湿式除尘器

长处:湿式除尘器制造成本相对较低,用水作为除尘介质,除尘功率一般可达95%以上。关于化工、喷漆、喷釉、颜料等职业发生的带有水分、粘性和茨激性气味的尘埃是樶理想的除尘方式。

因为不只可除去尘埃,还可使用水除去一部分异味,如果是有害性气体(如少数的二氧化硫、奄酸雾等),可在洗涤液中制造吸收剂吸收。

缺陷:能耗高,用水量比较大,泥浆和废水需进行处理,设备易腐蚀。寒冷地区要注意防冻,处理高温烟气时,会构成白烟,不利于扩散。湿式除尘器在水箱中掺加脱硫剂可作为脱硫除尘器运用。

7、重力除尘器

重力除尘器是使含尘气体中的粉尘凭借重力作用,自然沉降来达到净化气体的设备。

它的沉降速度太小,仅为离心沉降速度的几十分之一,实践应用中,结构简略、阻力小,但体积大,除尘功率低,设备修理周期长。

8、惯性除尘器

惯性除尘器是使含尘气体与挡板碰击或许急剧改动气流方向,使用惯性力别离并捕集粉尘的除尘设备,亦称慵懒除尘器,有碰撞式、回流式、钟罩式、百叶沉降式几种。

这种除尘器结构简略,阻力较小,但除尘功率较低,一般应用于一及除尘。

9、多管除尘器

多管除尘器首要是由若干个旋风子组合在一个密封的箱体内,归于旋风类干式除尘器,首要用于锅炉、工业粉尘搜集。

长处:一次出资小,运转操作简略,保护成本低。

缺陷:设备阻力大,斜板排污简单构成阻塞,除尘功率相对较低。

10、脱硫除尘器

脱硫除尘器是涡轮增压湍流除尘脱硫技术的转业脱硫设备,首要是烟气通过不锈钢散堆填料,增加了烟气与水溶液的接触面,加速了烟气与喷淋水的充沛溶解中和,提高了除尘设备的除尘脱硫除尘功率。

该除尘器体积小、重量轻、占地面积小,安装运输方便,易于操作、办理、保护,运转率高,适用于一切排放烟尘(对烟气中SO2的浓度波动适应性强)的锅炉和窑炉。

11、电袋复合式除尘器

有机结合了静电除尘和过滤除尘两种原理,充分应用两种除尘技术的各自优势,形成了电袋复合除尘一种独特的除尘机理。在这种新型除尘器中,首先应用静电除尘原理使粉尘预荷电并收集下大部分粉尘,荷电粉尘改变了粉尘的过滤特性;然后应用过滤除尘原理,实现稳定的低浓度排放。该技术成为国内外除尘行业研究开发的热点技术。

脉冲布袋除尘器工作原理

1、组成

袋式除尘器的除尘机理目前还没有一个较为统一的共识,主要是由于整个过程变化迅速难以探测和捕捉,而且其中包括多种沉降机理,其相互作用相互影响。总之,粉尘粒子的捕集和沉降没有一种单一的除尘机理可以完美的解释,而是所有可能的机理相互作用相互影响的过程,不能一概而论。

具体是将含尘气体由进气口进入灰斗、或通过敞开法兰口进入滤袋室,含尘气体透过滤袋为净气进入净气室,再经净气室排气口,由风机排走。粉尘积附在滤袋的外表面,且不断增,使脉冲布袋除尘器的阻力不断上升,为使设备阻力不超过1200pa,脉冲袋式除尘器能继续工作,需定期清除滤袋上的粉尘。

脉冲喷吹袋式除尘器主要由清灰系统、密封的除尘室、主框架、灰斗和整个除尘器运行的电器控制系统等几部分组成。

2、滤布

布袋除尘器的工艺流程含尘气体通过滤布时,滤布纤维间的空隙或吸附在滤布表面粉尘间的空隙把大于空隙直径的粉尘分离下来,称为筛分作用。对于新滤布,由于纤维之间的空隙很大,这种效果不明显,除尘效率也低。

只有在使用一定时间后,在滤袋表面建立了一定厚度的粉尘层,筛分作用才比较显著。清灰后,由于在滤袋表面以及内部还残留一定量的粉尘,所以仍能保持较好的除尘效率。对于针刺毡或起绒滤布,由于毡或起绒滤布本身构成厚实的多孔滤层,可以比较充分发挥筛分作用,不完全依靠粉尘层来保持较高的除尘效率。

滤袋采用压缩空气进行喷吹清灰,清灰机构由气包、喷吹管和电磁脉冲控制阀等组成。过滤室内每排滤袋出口顶部装配有一根喷吹管,喷吹管下侧正对滤袋中心设有喷吹口,每根喷吹管上均设有一个脉冲阀并与压缩空气气包相通。

清灰时,电磁阀打开脉冲阀,压缩空气经喷口喷向滤袋,与其引射的周围气体一起射入滤袋内部,引发滤袋全面抖动并形成由里向外的反吹气流作用,清除附着在滤袋外表面的粉尘,达到清灰的目的。

脉冲喷吹清灰方法施加于粉尘层的清灰动能是最高的,是一种外滤清灰的典型方式。清灰力很强,除尘布袋纱线内部附着粉尘的残留量比较少,使用的除尘布袋一般是毡或针刺毡。在脉冲喷吹作用下除尘滤袋瞬间变形很大,产生应力很大,所以必须用抗张力强的滤料。除尘布袋与骨架经常摩擦,因而要使用耐磨除尘滤袋,也可以使用织物除尘布袋。

3、清灰

袋式除尘器类型按照清灰方式可分为机械振动型、反吹风型和脉冲喷吹型三 种。

机械振动型袋式除尘器的清灰方式的结构简单,运转可靠,但清灰作用较弱,而且容易损坏滤袋,所以采用这种清灰方式的越来越少。

反吹风型袋式除尘器有分室反吹类和喷嘴反吹类两种。

分室反吹类采取分室结构,将大气或除尘系统后洁净循环烟气等气流反向引入不同袋室进行清灰,清灰效果较弱,投资相对过高。

喷嘴反吹类是以高压风机或压气机提供反吹气流,通过移 动的喷嘴进行反吹,清灰能力较强,但装置复杂,费用高,且容易损伤滤袋。

脉冲喷吹型袋式除尘器根据喷吹气源压强的不同可分为低压喷吹(低于 0.25MPa)、中压喷吹(0.25MPa~0.5MPa)、高压喷吹(高于 0.5MPa)。根据喷吹装置的不同可分为旋转式脉冲喷吹和行喷式脉冲喷吹两种。

旋转式脉冲喷吹袋式除尘器特点是模块式结构,可设计在线或离线清灰;脉冲阀的数量较少,运行可靠。缺点是结构复杂,安装和加工要求严;结构旋转臂会产生磨损现象,必须定时维护。

行喷式脉冲袋式除尘器也称为管式喷吹脉冲除尘器,喷吹管固定在花板上方的 除尘器上箱体内。每一个脉冲阀的喷吹管上通常有十几个喷吹孔,对准安装在喷吹 孔底下花板上的滤袋进行高效的脉冲喷吹清灰。可以根据工艺需要,选择高压、中压或低压,在线或离线清灰。其优点是结构简单,除尘器本体运动机械少,机械故 障率低,运行可靠;选择不同尺寸的滤袋和脉冲阀,可以灵活地设计滤袋的分布; 运行费用低,脉冲阀运行可靠,采用压缩空气喷射引流,保证滤袋底部清灰压力; 造价低;分仓室袋式除尘器,可实现在线检修。缺点是脉冲阀数量较多。

4、除尘器处理风量的设计

在袋式除尘器的设计中,小型除尘器处理风量只有几m3/h,大中型除尘器风量可达上百万m3/h,所以确定除尘器的处理风量是最重要的因素。一般情况下袋式除尘器的尺寸与处理风量成正比。

风量单位用m3/min、m3/h表示,但一定要注意除尘器使用场所及烟气温度。高温气体多含有大量水分,故风量不是按干空气而是按湿空气量表示的,其中水分则以体积分数表示。

因为袋式除尘器的性能取决于湿空气的实际过滤风速,因此,如果袋式除尘器的处理温度已经确定,而气体的冷却又采取稀释法时,那么这种温度下的袋式除尘器的处理风量还要加算稀释空气量。在求算布袋除尘器所需过滤面积时,其滤速即实际过滤风速。

为适应尘源变化,布袋除尘器设计中需要在正常风量之上加若干备用风量时,从而按最高风量设计袋式除尘器。如果袋式除尘器在超过规定的处理风量和过滤速度条件下运转,其压力损失将大幅度增加,除尘布袋将会堵塞,除尘效率也会降低,甚至成为其他故障频率急剧上升的原因。但是,如果备用风量过大,则会增加袋式除尘器的投资费用和运转费用。

由于尘源温度发生变化,袋式除尘器的处理风量也随之变化。但不应以尘源误操作和偶尔出现的故障来推算除尘器的风量最大值。

处理风量一旦确定,便可依据确定的过滤风速来确定所必须的过滤面积。过滤风速因袋式除尘器的形式、滤料的种类和生产操作工艺的不同而有很大的差异。

烟气能够通过滤袋和滤料表面所形成的滤饼(滤床)是依靠滤层两边的压差,通常称为管板压差d.p.(有时也称为滤床压差)。飞灰收集中,一个特殊的参数是过滤烟速——每分种每平方米的滤布所过滤的气量。滤床的压差d.p.是与烟速呈线性比例关系,因此也与烟气流量呈线性比例关系。这个固定的比例关系系数通常称为滤阻。

按此定义,滤阻与烟气流量无关,有点类似于电阻的概念。我们把平均的过滤速度表示为,气布比——它是烟气量与整个过滤面积之比(单位用m3/m2/min表示)。这个参数在布袋除尘器的选择和设计中是一项非常重要的技术指标。

布袋除尘器其余的压力损失是由布袋除尘器进口法兰之间的烟道和挡板门所产生的。这个压降的大小与烟气的流速的平方成正比关系,在设计最大的过滤压降是选择锅炉吸风机容量的约束条件。因此整个布袋除尘器的压降Δp.与烟气量是二次方的关系。

Δptotal=K1Q1+K2Q2

K1=Kdrag/A(Kdrag=滤阻,A=过滤的表面积)

K2=烟气道和挡板门的压损系数

Q=烟气量

布袋除尘器历史

布袋除尘器的前身是人类在沙漠中旅行时用编织物抵御风沙的侵袭。随着环境科学的发展和人类文明的进步,早期的医生开始使用口罩来防止细菌感染,矿工和金属加工者通过纺织物过滤粉尘和烟尘、手工行业使用纺织品来过滤有害的污染物来保护人体健康,这些过滤方式有些至今还一直被人类沿用着。

从真正意义上来讲,最早期的除尘器设备出现在十九世纪初期的德国。他们采用端板或管板来安装除尘装置,定位过滤的布袋,然后通过自动振打式清灰来实现除尘。1881年贝特厂生产的机械振打式布袋除尘器取得德国专利权,由此开创了德国除尘器设备的先河,但是由于当时国内几乎都是使用他们的产品,因此滤袋加工技术发展缓慢,直到1902年英国人休伯特。塞西尔。布思设计出第一台真空吸尘器,才使人类除尘技术又一次取得新的革命。

随着社会的发展,以布袋除尘器为主的除尘器设备大规模生产是在第一次世界大战之前,当时人们只是把它当做净化空气的一种工具使用,直到有些厂家把自动清灰设计改进后,才使除尘器设备真正的应用于更多的工业领域。在20世纪的20-3-年代开发的振打式和空气反吹式除尘器设备,和现在同类的除尘器相比并没有太大的变化,后来,到了1929年时,富乐公司开始把毛织物品当做滤料用于除尘器布袋的加工与制造,大多都用于水泥窑除尘。

在20世纪40年代,人类再次对除尘器的过滤技术取得重大突破。H.J小赫西(Hersey,Jr)用一个大直径的毛毡立管制成了一个空气反吹法(也称气环反吹法)清灰的布袋除尘器。1950年这种清灰技术实现了布袋除尘器的连续性操作。这种除尘器的特点就是处理风量较大,并且压力损失小,所以在当时工业的除尘领域成为深受众多企业的青睐。

到了1957年,美国粉碎机公司的T.V.莱茵豪尔(Rer-nhauer)对这种技术进行研究和改进,从中取得重大进展。通过电磁脉冲阀来控制压缩空气实现滤袋的净化,也就是我们今天所用到的脉冲袋式除尘器。随着化学工业的推进,他们后来主要进行高温布袋材料的研究,由先前的棉质布袋或毛制滤袋转变为使用高性能的化纤滤料、玻纤滤料等,其研发出的新式布袋可以在多种高温环境下稳定工作,为布袋除尘器设备的发展起到了至关重要的作用。

我国的袋式除尘器,在20世纪50年代主要采用原苏联型式的产品,进入60、70年代,经一些研究单位开发,在学习、消化美国、日本等国的脉冲型、机械回转反吹型袋式除尘器的基础上开始生产自己的产品。1973年全国第一次环保会议以后,国内开始出现一些生产袋式除尘器的企业,其中的大部分企业已成为我国目前生产袋式除尘器的骨干企业,也为我国袋式除尘器产品的发展奠定了良好的基础。进入80年代,各设计科研单位及大专院校,在学习文化、消化、移植的基础上,结合国内各行业应用的需要和生产厂一道开发研制了多种类型的袋式除尘器,使国内的袋式除尘器产品品种日趋齐全。

目前,我国袋式除尘技术及装备业在产品品种、产品性能、应用范围以及使用效果等方面的水平,与国外相比,虽有一定差距,但已比较接近。

近十年,通过技术引进、消化和自主创新,我国袋式除尘技术水平和装备有了跨越式的发,袋式除尘的技术和装备基本保障了市场的需求。

袋式除尘器成为钢铁厂的主导环保除尘设备,特别是高炉煤气的干法净化,无论是在规模上还是在经验上, 均已达到甚至超过国际同类技术水平。

在水泥行业成为水泥厂的主导环保除尘设备,除滤料纤维需要进口外,袋式除尘工程规模和技术接近国外同类水平。

我国电力行业袋式除尘器技术的应用起步较晚,应用比例也在逐步扩大。袋式除尘器在烟气净化上的应用比例达到 100%,差距主要表现在滤料、自动控制和除尘器管理上。

我国火电厂实践表明,袋式除尘器具有除尘效率高,排放浓度最低可到10mg/Nm3以下,结构比较简单,不受粉尘比电阻影响,分室过滤可在运行中停室检修和换袋等优点。电袋复合除尘技术是除尘技术发展的重大突破。2003 年,由我国自主研制开发的首台电袋复合式除尘器在水泥行业成功应用,2004 年开始在电力行业推广应用。

袋式除尘器在有色、化工行 业的应用处于中等水平,目前处于技术改造和升级的过程。

此外,袋式除尘器在食品、药品加工等轻工业行业有着广泛的应用,接近国外同类水平。

垃圾焚烧烟气处理应用情况

目前在垃圾焚烧烟气处理中,欧美、日本、澳大利亚等发达国家和港台地区,广 泛采用脉冲喷吹袋式除尘技术。典型案例为奥地利某垃圾焚烧发电厂袋式除尘工程:

焚烧处理废物类型为城市生活垃圾,锅炉类型为机械炉排炉,烟气排放执行欧盟(2000/76/EC)标准。焚烧炉和烟气净化系统全部安装在室内。

烟气净化系统组成:活性炭喷入烟道+袋式除尘器+湿法脱酸+选择性催化 脱硝。活性炭系统布置在除尘器之前,采用气力输送方式将活性炭注入除尘 器入口烟道。

袋式除尘单元布置在脱酸工艺单元之前,湿法脱酸工艺分脱氯、 脱硫两级。

袋式除尘工程主体设备为长袋低压脉冲袋式除尘器,滤料为PTFE 材质,设有预喷涂系统;上箱体采用大盖板方式;方锥型的灰斗采用电伴热。 烟气排放水平符合欧盟2000/76/EC标准。

在上世纪90年代末和21世纪初期,上海、广东等沿海发达地区建设的垃圾焚烧厂, 系统地引进和采用欧洲垃圾焚烧和污染控制技术,烟气净化采用半干法烟气净化工 艺,执行欧盟(1992)污染控制标准。

除尘工程采用欧盟国家主流的袋式除尘系统, 功能配置完备,主体设备多采用脉冲喷吹袋式除尘器,本体设备由国内制造。

典型案例为广东省某垃圾焚烧发电厂袋式除尘工程。

焚烧处理废物类型为城市生活垃圾,锅炉类型为机械炉排炉,烟气排放执行 欧盟(1992)标准。焚烧炉及烟气净化系统安装在室内。

烟气净化系统组成为:半干法脱酸+活性炭喷入系统+袋式除尘系统。袋式 除尘器布置在喷雾干燥脱酸塔之后。活性炭喷入口布置在脱酸塔与袋式除尘 器之间的烟道上,活性炭以气力输送方式输入烟道。

除尘系统主体设备为低压长袋脉冲除尘器,除尘器有6个箱体,上箱体采用 小屋结构形式,输灰系统和方锥型灰斗采用电伴热。袋式除尘系统设独立的 旁路烟道,旁路阀类型为气密双挡板门。防腐设计采用了热风循环系统和结 构冷点隔离技术,箱体内部喷砂除锈后涂装高温防腐漆。滤袋材质为PTFE+ P84,袋笼材质为不锈钢。

额定处理烟气量80000Nm3 /h,除尘器入口烟气温度180℃,排放温度170℃。 5 设计过滤风速为0.85m/min。实际烟气排放控制水平:烟尘≤5 mg/m3 ;二恶英 排放浓度≤0.1TEQng/m3 。 z 由国内环保公司提供袋式除尘系统设计、供货。

进入21世纪后,内地及中西部部分地区建设的垃圾焚烧厂,烟气净化工艺有半干 法工艺,也有烟气增湿调质的干法工艺。混煤焚烧的流化床焚烧炉使用比例增大,焚烧废物种类不仅有生活垃圾,还有混烧其它固体废物。烟气排放执行相对欧盟(1992) 标准较低的《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485)。除尘系统多采用国内技术和设备,主体设备也以低压脉冲喷吹袋式除尘器为主。

典型案例为浙江省某垃圾焚烧 厂袋式除尘工程。

焚烧处理生活垃圾,燃煤助燃,设计焚烧处理量为600t/d。锅炉类型为循环 流化床锅炉。烟气净化系统布置在室外。

烟气净化系统组成为:半干法脱酸+袋式除尘。除尘系统主体设备为长袋低 压脉冲除尘器。上箱体形式采用大盖板结构。滤袋材质为PPS,袋笼材质为 经喷涂防腐处理的普通炭钢。旁路烟道与除尘器上箱体出口集成烟道共用, 旁路阀类型为三通阀。灰斗采用蒸汽伴热。 z 除尘器额定烟气处理量为140000Nm3 /h。入口烟气温度145℃,排放135℃,设 计过滤风速≤1m/min。实际烟气排放水平:烟尘≤50mg/m3 ,二恶英排放浓度 ≤1TEQng /m3 。 国内企业提供除尘系统设计和供货。

进入21世纪后,执行欧盟(1992)标准的垃圾焚烧袋式除尘工程基本由国内企业设计和建造,部分除尘工程粉尘控制达到了欧盟2000/76/EC的要求。从设计和制造水平而言,国内袋式除尘系统设计和设备制造完全可以达到欧洲发达国家技术水平。

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