淺析電除塵器和布袋除塵器的發(fā)展前景

摘要:電除塵器和布袋除塵器占領(lǐng)了當(dāng)前除塵市場的主要份額,文章分析了電除塵器和布袋除塵器的基本原理和各自的優(yōu)缺點,預(yù)測了除塵器的發(fā)展前景。隨排放氣體含塵量要求的逐漸提高,靠電除塵達(dá)到要求將大幅增加投入成本。而布袋除塵技術(shù)條件的日趨成熟,因此,布袋除塵器在不遠(yuǎn)的將來將成為主導(dǎo)的收塵設(shè)備。

關(guān)鍵詞:電除塵器;布袋除塵器;收塵設(shè)備;除塵技術(shù)

中圖分類號:X793文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2009)21-0047-02

工業(yè)氣體如果直接排放到大氣中,會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,形成酸雨、酸霧等惡劣氣候,影響人類和其他動植物的健康生長。電除塵器和布袋除塵器占領(lǐng)當(dāng)前除塵市場的主要份額,然而這兩大主要除塵設(shè)備,到底是哪一個更有廣闊的市場前景呢?我們從電除塵器和布袋除塵器的優(yōu)缺點方面作進(jìn)一步分析。

電除塵是利用氣體在一定強度(此時的電壓高度可達(dá)40千伏左右)的電場中產(chǎn)生電離現(xiàn)象,當(dāng)塵粒經(jīng)過儲有被電離空氣的空間時碰撞電離子而荷電,成為帶電微粒。大量的帶電微粒在電場力的作用下向收塵極定向移動并吸附在收塵板(陽極板)上,振打裝置持續(xù)的打擊收塵板,大量的微塵形成的塵塊在重力作用下落到收塵裝置內(nèi),運送裝置把收集到的大量細(xì)微顆粒送到專門的儲塵倉庫。上海冶金礦山機械廠是我國第一家引進(jìn)電除塵器的生產(chǎn)廠家,自20世紀(jì)50年代引進(jìn)了瑞典菲達(dá)牌電除塵器到現(xiàn)在,已經(jīng)為國內(nèi)外生產(chǎn)了近300臺電除塵器。

電除塵器主要工作過程有:(1)電極系統(tǒng)在電室內(nèi)產(chǎn)生不均勻電場;(2)電場空間內(nèi)氣體被電離;(3)塵粒從進(jìn)口喇叭流入電場過程中荷電;(4)荷電塵粒在電場的作用下吸附在收塵電極(陽極為板,陰極為線),并發(fā)生中和反應(yīng);(5)通過振打裝置把積累在收塵電極上的塵粒震落。

一、影響電除塵性能的因素

1.電極所產(chǎn)生的電場。電場特性決定電除塵器的工作寬度,影響除塵器的工作效率;最理想的電場是電場強度有沿電流方向的不均勻性,或既有沿電流方向的不均勻性又有電流軸線垂直方向的不均勻性,這樣的電場有最大的工作寬度,也就是有最大的工作效率。為了達(dá)到這一目的,在生產(chǎn)過程中我們主要采用螺旋狀、蜂刺裝陰極線。

2.塵粒的比電阻。所謂塵粒的比電阻就是塵粒在疏松狀態(tài)下所表現(xiàn)出的視在電阻或者當(dāng)量電阻。影響比電阻大小的因素很多,主要有溫度,濕度,導(dǎo)電雜質(zhì),粒度等。電除塵器最理想收塵的比電阻范圍是104～1010歐姆·厘米,因此常采用調(diào)理煙氣手段(比如:增濕,添加硫酸、氨、二乙胺等)使比電阻在這個范圍內(nèi),或者接近這個范圍以利于提高除塵器的效率。通常在煙道內(nèi)采用增溫、增濕、添加介質(zhì)等手段調(diào)節(jié)。

3.荷電及放電過程:作收塵試驗的時候常常會發(fā)生電暈閉塞現(xiàn)象(或叫電暈封閉),反電暈現(xiàn)象(或叫逆電離現(xiàn)象),再飛散現(xiàn)象(或叫二次飛揚現(xiàn)象)等。這些現(xiàn)象往往給收塵帶來困難,降低收塵效率。這種情況大部分靠延長氣室長度來解決。

4.其它方面:伏安特性、漏風(fēng)率,煙氣溫度、壓力、成分、溫度、流速、含塵濃度,陰極線的幾何形狀、直徑、數(shù)量和線間距,收塵極的形式、極板斷面形狀、極間距、極板面積以及電場數(shù),電場長度,供電方式,振打方式(位置、強度、周期),氣流分布裝置,灰斗形式和出灰口鎖風(fēng)裝置等也在一定程度上影響收塵效率。

二、電除塵器的優(yōu)點和缺點

(一)電除塵器的優(yōu)點

1.處理煙氣量大,單臺煙氣處理量達(dá)200萬立方米每小時。而布袋除塵器要完成這個處理量則需要更加龐大的設(shè)備。

2.可用于高溫(可高達(dá)500℃)、高壓和高濕的場合,連續(xù)運轉(zhuǎn)時間長,兩次大修時間間隔長。

3.具有高效低阻的特點,電除塵器壓力損失僅100～200Pa,大約是布袋除塵器的1/5～1/8。

4.適用范圍廣,維護(hù)簡單方便。

(二)電除塵器的缺點

1.一次性投資較大。

2.除塵效率受粉塵比電阻影響大,若不采取一定措施,除塵效率將受到影響。

3.對初始濃度大的含塵氣體需設(shè)置預(yù)處理裝置。

4.電除塵器運行初期,除塵效果基本能達(dá)到要求,但由于其結(jié)構(gòu)及工作原理的局限,隨著運行時間的延續(xù),電除塵器內(nèi)部組件變形、積灰、電場變化,除塵效率會有所改變;電除塵器每運行一個周期后,須進(jìn)行大修。而進(jìn)行周期維修所需投入的人力、財力及檢修停產(chǎn)帶來的損失都很大。

5.收塵后的氣體含塵量一般在30～50mg/m3,如果要進(jìn)一步降低含塵量則要增加較大的體積,投資成本較高。

目前,我國已經(jīng)要求排放氣體含塵量不大于30mg/m3,這種情況下,電除塵器只能用增大的氣室體積來達(dá)到相應(yīng)的除塵效率。

三、布袋除塵器的優(yōu)點和缺點

袋式除塵器也稱為過濾式除塵器,是一種干式高效率除塵器,它是利用纖維編制物制作的袋式過濾元件來捕集含塵氣體中固體顆粒物的除塵裝置。其作用原理是塵粒在繞過濾布纖維時因慣性力作用與纖維碰撞、摩擦而被攔截。細(xì)微的塵粒(粒徑為1微米或更小)則受氣體分子沖擊(布朗運動)不斷改變著運動方向,由于纖維間的空隙小于氣體分子布朗運動的自由路徑,塵粒便與纖維碰撞接觸而被分離出來。其工作過程與布袋材料、編織方法、纖維的密度及粉塵的擴散、慣性、質(zhì)量和靜電特性等因素及清灰方式有關(guān)。濾布材料是布袋除塵器的關(guān)鍵,性能良好的濾布,除特定的致密度和透氣性外,還應(yīng)有良好的耐腐蝕性、耐熱性、耐磨損及較高的機械強度。耐熱性能良好的纖維,其耐熱度已可達(dá)到250℃～350℃,抗磨損較強的布袋壽命可以達(dá)到4～5年。

(一)布袋除塵器的優(yōu)點

1.除塵效率高,可捕集0.3nm以上的粉塵,使含塵氣體凈化到15mg/m3甚至以下。

2.附屬設(shè)備少,投資省,技術(shù)要求沒有電除塵器那樣高。

3.能捕集電除塵難以回收的粉塵;并且在一定程度上能收集硝化物、硫化物等化合物。

4.對負(fù)荷變化適應(yīng)性好,特別適宜捕集細(xì)微而干燥的粉塵,所收的干塵便于處理和回收利用。

5.袋式除塵器收集含有爆炸危險或帶有火花的含塵氣體時安全性較高。

(二)布袋除塵器的缺點

1.收集濕度高的含塵氣體時,應(yīng)采取保濕措施,以免因結(jié)露而造成“糊袋”,因此布袋除塵氣對氣體的濕度有一定的要求。

2.對于不同類型氣體,應(yīng)選用相應(yīng)類型的布袋;且需要經(jīng)常更換布袋,布袋消耗量較大。

3.對于高溫氣體,必須采用降溫措施。

4.阻力較大,一般壓力損失為1000～1500Pa。

5.接收粒徑大的含塵氣體時,布袋較易磨損。

隨著布袋除塵器核心部件濾袋、脈沖閥、PLC控制技術(shù)及其它配套件技術(shù)水平的提高,原來布袋除塵器在燃煤鍋爐煙氣除塵運用中失敗的因素,都得到了比較妥善的解決。我國第一臺應(yīng)用于300MW燃煤鍋爐發(fā)電機組的袋式除塵器,在山西陽光發(fā)電廠成功點火投入運行,此項工程的運行成功,在除塵方面具有深遠(yuǎn)意義。

四、結(jié)語

綜合電除塵與布袋除塵的優(yōu)劣,可以得知,隨排放氣體含塵量要求的逐漸提高,靠電除塵達(dá)到要求將大幅增加投入成本。而布袋除塵技術(shù)條件的日趨成熟,尤其是一些核心問題的解決,使布袋除塵器的投資運行成本遠(yuǎn)低于點除塵器的投資運行成本。因此,布袋除塵器在不遠(yuǎn)的將來將成為主導(dǎo)的收塵設(shè)備。

目前有一種新的理論,那就是充分利用電除塵器對粒徑較大的塵粒高效收集和布袋除塵器對粒徑較小的塵粒的高效收集的特點,生產(chǎn)出一種由電除塵器和布袋除塵器各自特性結(jié)合的新型收塵裝置,從而使收塵效率更好,投資更少。有專家建議在整個收塵裝置中,前部分采用電除塵器收塵,后面部分采用布袋除塵器收塵,但是二者的接口問題還不能有效解決,因此這種假想還在理論方面,沒有形成實際的產(chǎn)品。相信在不遠(yuǎn)的將來我們會有更高效的收塵設(shè)備。

參考文獻(xiàn)

[1]上海冶金礦山機械廠.電氣收塵和電收塵器.

作者簡介:李付濤(1979-),男,安徽臨泉人,南通聯(lián)合重工科技有限公司助理工程師,研究方向:除塵器。