電袋復(fù)合除塵器在水泥廠改造中的應(yīng)用

李建軍徐莉萍

1.河南科技大學(xué)，河南 洛陽 471000；2. 河南中材環(huán)保有限公司，河南 平頂山 467002

電袋復(fù)合除塵器在水泥廠改造中的應(yīng)用

李建軍1徐莉萍2

1.河南科技大學(xué)，河南 洛陽 471000；2. 河南中材環(huán)保有限公司，河南 平頂山 467002

電袋復(fù)合除塵器是集成靜電過濾的除塵機(jī)器，具有清灰周期長、使用壽命長、運(yùn)行阻力小等特點(diǎn)，適用于水泥行業(yè)這種粉料環(huán)境，能夠有效實(shí)現(xiàn)高效清灰目的。電袋復(fù)合除塵器集合了電除塵和袋除塵的優(yōu)勢，并進(jìn)行技術(shù)升級。雖然電除塵器的改造措施大體上有靜電布袋串聯(lián)、靜電布袋并聯(lián)、電袋一體、低壓脈沖噴吹式四種改造措施，但結(jié)合水泥廠的實(shí)際情況，水泥廠電除塵器改造還是以靜電布袋這種改造方案居多。

電袋復(fù)合除塵 荷電收塵 攔截過濾 改造 措施

0 引言

為了適應(yīng)水泥生產(chǎn)的要求和社會(huì)環(huán)境要求，電、袋除塵器一直有針對性地在進(jìn)行技術(shù)升級。電袋復(fù)合除塵技術(shù)是在綜合電、袋除塵技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上的實(shí)踐創(chuàng)新，也得到了一些水泥企業(yè)的認(rèn)可和選用。面對目前電袋復(fù)合除塵器的應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合市場發(fā)展需求，融入創(chuàng)新技術(shù)對其進(jìn)行改造，不僅可以實(shí)現(xiàn)高效使用，還能有效提高機(jī)械設(shè)備的使用壽命。這就需要對電袋復(fù)合除塵技術(shù)的原理、優(yōu)勢、種類有準(zhǔn)確的認(rèn)知。本文就此及其在水泥行業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

1 電袋復(fù)合除塵器工作原理

電袋復(fù)合除塵器，顧名思義是一種有機(jī)集成靜電過濾的除塵機(jī)器，是目前比較常用的大型除塵設(shè)備，具有清灰周期長、使用壽命長、運(yùn)行阻力小等特點(diǎn)，適用于水泥行業(yè)這種粉料環(huán)境，能夠有效實(shí)現(xiàn)高效清灰目的[1]。電袋復(fù)合除塵器集合了電除塵和袋除塵的優(yōu)勢，并進(jìn)行技術(shù)升級；利用“荷電收塵”和“攔截過濾”的方式，能夠清除顆粒較大的灰塵。同時(shí)，借助荷電粉塵顆粒之間的電凝作用，對粉塵層進(jìn)行過濾改造，從而有效提高細(xì)微粉塵顆粒的吸附率。此外，利用同性相斥的物理原理，對過濾層進(jìn)行調(diào)整，形成氣膠懸浮分布，有效保證過濾層的透氣性（如圖1所示）。

電袋復(fù)合除塵是一個(gè)相對復(fù)雜的工作過程，基本構(gòu)造包括：電區(qū)、袋區(qū)、出氣煙道、 降溫系統(tǒng)等部分組成，結(jié)合了電除塵與袋除塵的優(yōu)勢特點(diǎn)，對除塵路徑、除塵方式、除塵周期進(jìn)行了有效改造，確保電區(qū)運(yùn)行的同時(shí)，袋區(qū)也能正常運(yùn)行（如圖2所示）[2]。電袋復(fù)合除塵工作過程中，煙氣從進(jìn)口喇叭進(jìn)入電區(qū)，粉塵在電場荷電的作用下，通過吸附收集，大量粉塵通過沉降的方式進(jìn)入灰斗，部分難以收集的粉塵在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)隨著煙氣進(jìn)入濾袋區(qū)，經(jīng)過二次處理后，有效完成煙氣的凈化處理。

圖1 除塵原理

圖2 電袋復(fù)合除塵器基本構(gòu)造

2 電袋復(fù)合除塵器技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)勢

電袋復(fù)合除塵器的工作特點(diǎn)主要體現(xiàn)在高效、穩(wěn)定、節(jié)能等方面，電袋復(fù)合一體不僅實(shí)現(xiàn)了電除塵的效果，還發(fā)揮了袋除塵的價(jià)值，便于充分展現(xiàn)電袋復(fù)合除塵器在水泥行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

2.1 電袋復(fù)合除塵器技術(shù)特點(diǎn)

首先，電袋復(fù)合除塵器是電除塵與袋除塵的結(jié)合體，電袋除塵將電除塵殘留的頑固灰塵進(jìn)行袋除塵，大大改善了電除塵與袋除塵的弊端，并且電袋結(jié)合能夠有效降低濾袋的粉塵負(fù)荷量，從而擴(kuò)大清灰周期。由此可見，電袋復(fù)合有效克服了電除塵與袋除塵的缺點(diǎn)，并且除塵效率大大提高，可針對不同大小、密度、類型的粉塵進(jìn)行吸附、懸浮處理。此外，電袋復(fù)合除塵器的運(yùn)行阻力相對較小，清灰周期大，所以次數(shù)減少，從而提高了設(shè)備的使用壽命。因此，電袋復(fù)合除塵是目前相對完善的除塵設(shè)備，在水泥行業(yè)的應(yīng)用具有重要價(jià)值。

2.2 電袋復(fù)合除塵器應(yīng)用優(yōu)勢

（1）電袋復(fù)合滿足遠(yuǎn)、近、中長期環(huán)保排放要求，不受時(shí)間、地點(diǎn)等因素影響，采用高頻高壓供電、整體式布局，促使其工作周期相對穩(wěn)定，運(yùn)行過程中，分別采用電、袋相對結(jié)合的方式進(jìn)行綜合剝離除塵，能夠?qū)煔庵械臒焿m進(jìn)行分類清除，從而運(yùn)行高效穩(wěn)定[3]。

（2）運(yùn)行環(huán)保節(jié)能。電袋復(fù)合很大程度上提高了工作效率，同時(shí)由于清灰徹底，具有環(huán)保節(jié)能價(jià)值。電袋復(fù)合除塵過程中，采用多次除塵，相比袋除塵來說，濾袋所沉受的負(fù)荷相對較小，對濾袋起到一定的保護(hù)作用，且粉塵對氣流的阻力較小，方便灰塵的清理，降低了設(shè)備的能耗。

（3）維護(hù)費(fèi)用低。電袋復(fù)合運(yùn)行周期長，清灰面積大、效率高，分前后期針對不同灰塵進(jìn)行多次清理，有效減少了濾袋的數(shù)量，從而延長濾袋的使用周期，并且運(yùn)行阻力大大減少，使清灰周期延長，對除塵器具有保護(hù)作用，運(yùn)行過程由于損耗低，所以維修護(hù)理費(fèi)用相對較少。

3 電袋復(fù)合除塵器在水泥行業(yè)的改造措施

3.1 靜電布袋串聯(lián)

靜電布袋串聯(lián)是指“前電后袋”的方式，利用電除塵清理80%以上的粉塵，針對少量難以清理的灰塵采用袋式除塵，兩種并重的除塵方式，可以有效清除全部灰塵。前者，可以捕捉高濃度粉塵，進(jìn)入后者可以將粉塵懸浮于袋內(nèi)，進(jìn)行全方位、多角度清理，且前電后袋的除塵模式，可以提高粉塵在濾袋上的過濾性，擴(kuò)大濾袋的透氣性，有效改善濾袋的過濾效率，進(jìn)而提升濾袋的使用壽命。

3.2 靜電布袋并列

并列是水平的，并列排放有效將電除塵與袋除塵進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，對于傳統(tǒng)的老式除塵器來說，電區(qū)與袋區(qū)是分離狀態(tài)，將其并列組合，可以集中捕捉粉塵，避免粉塵四處流竄。分離的除塵器，無法高效捕捉不同顆粒物，并列式隨著區(qū)域長度的增長，進(jìn)入濾袋的氣流會(huì)持續(xù)減少，當(dāng)濾袋需要清灰時(shí)，有效將電除塵與袋除塵相結(jié)合，可以減少粉塵遺漏。

3.3 電袋一體

水泥行業(yè)所產(chǎn)生的粉塵呈懸浮狀，電袋一體又稱嵌入式電袋復(fù)合除塵器，不同于傳統(tǒng)除塵器的最大區(qū)別在于，電袋一體式除塵器是將電除塵嵌入袋除塵內(nèi)部，利用電除塵與濾袋的交錯(cuò)排列，借助電除塵的工作原理，將濾袋中的所有粉塵進(jìn)行“一網(wǎng)打盡”[4]。電袋一體的工作效率相對較高，早在國外就投入使用，并取得顯著成效，是比較科學(xué)的除塵方式，適合水泥行業(yè)使用。

3.4 低壓脈沖噴吹式

低壓脈沖噴吹式是一種干式除塵裝置（圖3），善于吸附和捕捉細(xì)小的非纖維粉塵。低壓脈沖噴吹式除塵器分層進(jìn)行除塵處理，初層是濾料的主要濾層，當(dāng)粉塵集中在濾袋上時(shí)，布袋內(nèi)的除塵器借助除塵系統(tǒng)的風(fēng)力作用，將細(xì)小的粉塵集中控制，利用高壓氣體或外部大氣反吹濾袋，將濾袋上積落的灰塵徹底清除，按照下進(jìn)風(fēng)上出風(fēng)的原理工作。

圖3 低壓脈沖噴吹式除塵器

4 電袋復(fù)合除塵器在水泥行業(yè)改造項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用

2005年以前建設(shè)的水泥廠，由于當(dāng)時(shí)的環(huán)保要求標(biāo)準(zhǔn)為50 mg/Nm3，甚至有的地方環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)是100 mg/Nm3，再加上當(dāng)時(shí)袋除塵器整體一次投資高、維護(hù)費(fèi)用高（主要是濾料等主要部件的費(fèi)用），造成水泥廠特別是回轉(zhuǎn)窯窯頭和窯尾絕大部分采用的都是電除塵器，使得電除塵器在當(dāng)時(shí)水泥行業(yè)回轉(zhuǎn)窯窯頭、窯尾廢氣粉塵設(shè)備中占到90%以上的比例。

但隨著國家環(huán)保要求標(biāo)準(zhǔn)的提高，水泥廠原來配套的電除塵器逐漸不能滿足當(dāng)前形勢下的環(huán)保要求，電除塵器改造升級換代勢在必行。雖然電除塵器的改造措施大體上有靜電布袋串聯(lián)、靜電布袋并聯(lián)、電袋一體、低壓脈沖噴吹式四種改造措施，但結(jié)合水泥廠的實(shí)際情況，水泥廠電除塵器改造還是以靜電布袋這種改造方案居多，究其原因主要有以下幾點(diǎn)：

（1）充分發(fā)揮電除塵器和袋除塵器各自的優(yōu)勢，由電除塵收集粉塵總量的80%～90%，由布袋除塵器收集剩下10%～20%的粉塵。

（2）利用荷電粉塵吸附和排斥作用，通過第一電場使粉塵荷電，帶異性電荷的粉塵相互吸附，產(chǎn)生電凝并作用，使細(xì)顆粒粉塵凝并成較大顆粒粉塵利于捕集；相同極性粉塵相互排斥，使得沉積到濾袋表面的粉塵顆粒排列有序，形成的粉塵層透氣性好，孔隙率高，剝離性好，提高清灰效果。

（3） 由于大多數(shù)老的水泥廠，場地都是非常緊張，靜電布袋串聯(lián)結(jié)構(gòu)的改造方案，充分利用原來電除塵器的殼體，不需要新增加場地，可滿足絕大多數(shù)水泥廠的改造要求。

（4）近幾年來隨著國內(nèi)水泥市場的飽和，水泥價(jià)格也是有很大回落，使得水泥企業(yè)的日子也是非常難過。靜電布袋串聯(lián)式的改造方案不僅一次改造投資較低，而且后期的維護(hù)費(fèi)用也較低（主要是提高了濾料等主要配套件的使用壽命）。

（5）改造的周期短、效果好、施工方便。以5 000 t/d的水泥熟料生產(chǎn)線窯尾電除塵器改造為例，我公司可在停窯后15～20天內(nèi)改造施工完畢?？梢岳盟嗥髽I(yè)的大修時(shí)間完成改造，不影響水泥企業(yè)的正常生產(chǎn)經(jīng)營。

5 電袋復(fù)合除塵器在水泥廠的改造案例分析

太原山水水泥有限公司2 500 t/d窯頭電除塵器，排放結(jié)果長期不能達(dá)標(biāo)，為滿足現(xiàn)階段的國家環(huán)保要求，業(yè)主2013年年底對窯頭電除塵器進(jìn)行技術(shù)改造，經(jīng)過專家的討論研究最終決定改造為電袋復(fù)合除塵器。

改造前后參數(shù)如表1所示。

該電袋復(fù)合除塵器于2014年4月安裝完畢并一次調(diào)試成功。截止目前，已連續(xù)運(yùn)行兩年有余，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行非常穩(wěn)定，滿足生產(chǎn)和環(huán)保要求。具體數(shù)據(jù)如下：

保證排放：≤20 mg/Nm3；

實(shí)際排放：經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保局監(jiān)測≤20 mg/Nm3；

表1 電除塵器本體改造技術(shù)參數(shù)

保證阻力：≤1 200 Pa；

運(yùn)行阻力（平均）：700 Pa。

6 結(jié)束語

綜上所述，電袋復(fù)合除塵器在水泥行業(yè)的改造及推廣應(yīng)用，是提高除塵效率的重要途徑。隨著水泥行業(yè)的快速發(fā)展以及對空氣質(zhì)量的要求越來越高，除塵器的改造迫在眉睫。目前，常用的粉塵除塵器分別存在相應(yīng)的優(yōu)勢和劣勢，為了更好地滿足水泥行業(yè)的不同除塵要求，需要針對除塵器進(jìn)行技術(shù)改造，包括串聯(lián)、并列、一體、脈沖等不同形式。根據(jù)水泥行業(yè)的具體工作特點(diǎn)，針對除塵器的工作原理進(jìn)行科學(xué)改進(jìn)，進(jìn)而有效提高粉塵除塵器的工作效率及應(yīng)用價(jià)值。

[1] 李昌斌,李宇,路曉鋒. 電改電袋復(fù)合除塵器在水泥窯尾的成功應(yīng)用[N]. 中國建材報(bào). 2010-11-16 (B03) .

[2] 盧徐勝,明平洋.電袋復(fù)合除塵器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及工程應(yīng)用[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2011(08)40-43.

[3] 杜宇江.電袋復(fù)合除塵器實(shí)現(xiàn)超低排放的設(shè)計(jì)探討[A]// 第十六屆中國電除塵學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C]. 2015 .

[4] 孫禮明.電袋復(fù)合除塵器在高濃度高負(fù)壓電除塵改造中的應(yīng)用[A]//2015中國硅酸鹽學(xué)會(huì)環(huán)境保護(hù)分會(huì)學(xué)術(shù)交流會(huì)會(huì)議文集[C]. 2015 .

2016-07-20）

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