电袋复合式除尘器的应用及技术探讨

赵 倩

（西安西矿环保科技有限公司，陕西 西安 710075）

随着经济的快速发展，人民生活水平的日益提高，国家对大气质量控制要求越来越严，同时也对除尘设备的性能及可靠性提出了更高的要求。我国工业使用的除尘器绝大多数达不到烟气排放浓度50mg/Nm3的新环保标准，电袋复合式除尘器的研制与应用，是针对现实市场需求开发的一种新型高效节能稳定的除尘技术。

1 工作原理

粉尘在电场中充分荷电除去粗尘，也就是说除去粒径较大的颗粒，剩下荷电不充分，但可在电场中被极化后进入滤袋的细粉尘通过覆膜滤袋而被除去，即可以结合各种除尘机理使不同粒径粉尘达到最佳收集效果，以期让烟尘达到“零排放”。由此可见，电袋除尘器的关键技术在于：1） 如何确定电除尘和布袋除尘间负荷的合理分担，实现在同一除尘器内同时满足电除尘和布袋除尘的运行条件，以保障电袋复合除尘器的高效、稳定、经济运行。2） 如何保证前级电场的高效、稳定、可靠运行，前级电场的收尘效率对后级布袋的粉尘负荷有很大影响。前级电场收集下越多的粉尘，流到后级布袋的粉尘就越少；同时，粉尘荷电越充分，越有利于整台除尘器的性能改善，而前级电场高效、稳定、可靠的运行特性特别重要。3） 如何优化电场与布袋之间的气路联接和气流分布，在实现布袋除尘区各个滤袋流量和粉尘负荷均布的同时，提高布袋过滤风速。4） 如何有效地降低电袋复合除尘器的系统阻力，研究电袋除尘的高效、稳定、经济运行的关键技术，包括清灰和温控等。

2 除尘效率影响因素分析

2.1 电除尘器除尘效率及影响因素分析

电除尘器是利用高压强电场使含尘气体电离、粉尘荷电，然后粉尘在电场力的作用下粘附在极板、极线上，通过振打装置振打极板、极线清灰，最终粉尘落入灰仓被收集起来。电除尘器可以处理高温、高浓度、大流量甚至腐蚀性烟气，压力损失及阻力小，而且处理的粉尘几乎不受粒径的影响，即使对小于1μm 的粉尘仍有很高的除尘效率。在电除尘器的实际应用中发现，粉尘比电阻是影响电除尘器除尘效率和排放浓度的一个非常重要的因素。粉尘比电阻是衡量粉尘导电性能的一个指标，其数值上等于单位面积的粉尘在单位厚度时的电阻值。最适于电除尘器工作的比电阻为106～1011Ω·cm，在这个数值范围以外，电除尘器的性能将下降。粉尘比电阻对粉尘的粘附性有很大影响，高比电阻会导致粉尘粘附性增大，这样会导致需要提高除尘器的振打强度以清除电极上的粉尘层，这也将造成正常情况下二次飞扬加大，最终降低除尘器的除尘效率。而粉尘比电阻太低，容易出现粉尘荷电不足，在气流作用下无法吸附在极板、极线上，最后被气流带出电场除尘区域，进入除尘器出口，影响除尘效果。电除尘器应用范围广，还可用于高温烟气治理，但对于冶炼、厂矿、电力等企业来说，由于粉尘中含有氧化钙、氧化钾、氧化镁等成分，即碱性物料含量大，粉尘比电阻处于较高范围，除尘效率受到较大影响，排放很难达到新的限值标准。例如烧结厂的烧结粉尘，其比电阻与其碱度（CaO/SiO2） 有关，当烧结矿的碱度为0.5 时，除尘效率为95%，而碱度提高到1.3 时，除尘效率则降至85%。

2.2 烟气性质的影响

烟气主要有温度、压力、成分、湿度、流速、含尘浓度等特性，其中温度和烟气成分对滤袋的使用寿命影响大，温度越高，纤维老化速度越快，滤袋使用寿命缩短，当超过滤袋耐受温度时会毁坏滤袋。同时温度升高使烟气体积加大，滤袋过滤风速会增加，从而阻力加大。烟气湿度大时烟尘表面附着力加大，不利于滤袋清灰。要避免除尘器在露点温度以下运行，以防止结露糊袋。此外，流速、含尘浓度增大也将会增加滤袋阻力。

2.3 结构（几何因素）

电极几何因素影响电区的效率，合理的袋区结构可以避免滤袋的不均匀破损，合理的气路结构可以降低本体的压损。电、袋两区之间的气流分布结构更是会影响滤袋的稳定性和阻力特性。

2.4 除尘性能高效稳定“

电袋复合式除尘器的性能不受煤种和粉尘特性的影响，对细微颗粒和超细颗粒的捕集效果大大优于电除尘器，排放浓度可以长期稳定在50mg/Nm3以下，经过相关单位测试排放浓度小于30mg/Nm3，超过设计要求，具有高效性和稳定性。华电乌达热电电袋复合式除尘器，滤袋内外压差小仅为400～550Pa，比一般布袋除尘器小500Pa。

3 电袋复合式除尘器的应用与推广

目前，我国燃煤电厂大都采用的除尘设备为静电除尘器，据对全国300 余家燃煤电厂的调研表明，现役电除尘器中约有30%以上不能达到规定烟尘排放浓度要求，另70%的现役电除尘器随着环保标准的提高也需进行进一步改造。如若将其改造成除尘效率较高的布袋式除尘器的方法成本高，且后期运行十分昂贵。保留原静电除尘器一电场电除尘设备以及整个除尘器壳体，拆除后级电场，在被拆除的后级电场内安装布袋除尘器，使当前既投资成本低，又能够保证烟尘排放质量浓度满足国家标准要求行之有效的方法。

4 电袋复合式除尘器的除尘效率及优点

从除尘机理和实际运行效果来看，粉尘比电阻不合适的灰尘进入布袋过滤、净化，新型电袋复合除尘器不仅消除了因粉尘比电阻问题引起的电除尘效率下降的缺点，而且荷电粉尘易粘附在布袋上形成二次过滤层，提高了布袋过滤、净化的效率。而且经过电场的重力沉降、初级净化、冷却，进入布袋区的烟尘工况条件有所改善，此区域的粉尘颗粒、浓度、温度、风速都变小，更利于布袋过滤，使除尘效率更稳定高效，布袋使用寿命延长，也降低了运行维护费用和投资。电袋复合式除尘器实际上强化了电场和布袋除尘的作用，达到了单一的电除尘器或布袋除尘器不能达到的除尘效果：1） 因为电场除尘作用，细微尘粒可以有效捕集，即使PM2.5 的微粒也能有效收集，弥补了布袋除尘的不足；2） 消除了粉尘比电阻对电场除尘的不利影响，适用性广，尤其是对工业炉窑粉尘的净化；3） 改善了进入布袋除尘区域的烟尘工况，且荷电粉尘利于粉尘凝聚，布袋表面容易形成二次过滤层、保护层，提高了布袋过滤、净化的效果，使除尘器运行稳定高效，延长了布袋寿命，降低了运行维护费用，且投资较少；4） 可实现高气布比下的超高收尘效率，即适当提高布袋的过滤风速、减少过滤面积，从而降低造价、节约费用。电除尘器比收尘面积降低，袋式除尘器的过滤风速可达3.0m/min，除尘效率更高，达99.99%。

5 结语

电袋复合除尘技术为现役静电除尘器的改造、新建以及扩建电厂的除尘方式提供了一种经济有效的方案。另外，还可以应用于建材、冶金等行业的烟气除尘。随着越来越严格的新排放标准的执行，电除尘器迫切需要被取代或升级改造。