袋式除塵器的除塵效率探討

趙新苓

（烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程系，內(nèi)蒙古 烏海 016000）

袋式除塵器的除塵效率探討

趙新苓

（烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程系，內(nèi)蒙古 烏海 016000）

就目前而言，煤依然是我國(guó)主要的發(fā)電用燃料，我國(guó)的粉塵總排放量有超過(guò)六成來(lái)自燃煤鍋爐。本文旨在對(duì)各類除塵技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要論述，隨后對(duì)袋式除塵器做重點(diǎn)介紹，并就除塵效率問(wèn)題將其與靜電除塵器進(jìn)行比較，希望能夠?yàn)閺V大業(yè)界同仁提供一定的啟示和參考。

袋式除塵器；除塵效率；探討

在我國(guó)，火電機(jī)組的優(yōu)勢(shì)是由一次能源結(jié)構(gòu)決定的。相關(guān)調(diào)查研究表明，我國(guó)在1996年有大約三分之一的煤炭產(chǎn)量用于火力發(fā)電，而到了2010年，這一數(shù)值占到了接近四成。預(yù)計(jì)在接下來(lái)的二三十年間，火電的比重將超過(guò)60%，燃煤機(jī)組的按容量將達(dá)到90%以上。作為人類健康的重要敵人之一，粉塵對(duì)人體有著極大的危害。粒徑在0.5μm-5μm之間的飄塵能夠沉積于肺部，若其具有較強(qiáng)的溶解性，還會(huì)隨血液到達(dá)全身，產(chǎn)生極強(qiáng)的毒害性和致癌性，在這其中，燃煤粉塵是最大的元兇。

1 除塵技術(shù)與原理探討

所謂的除塵技術(shù)主要是運(yùn)用兩相流動(dòng)的液固分離或氣固分離原理對(duì)氣體中的液態(tài)、固態(tài)顆粒物進(jìn)行捕捉和收集。一般來(lái)說(shuō)，較為常見(jiàn)的除塵設(shè)備有機(jī)械式除塵器、靜電除塵器、濕式除塵器、袋式除塵器等等。

1.1 機(jī)械式除塵器

這類除塵器主要是運(yùn)用離心力、重力以及慣性力的作用實(shí)現(xiàn)氣流與粉塵的分離和沉降，主要可以分為慣性除塵器、重力沉降室、旋風(fēng)除塵器等等。其中，前二者的除塵效率較低，旋風(fēng)除塵器的除塵效率大致居于眾多除塵設(shè)備中的中等。

1.2 靜電除塵器

這類除塵器的原理是使用高壓電場(chǎng)讓顆粒帶電，并使顆粒因庫(kù)侖力的作用而與氣流分離。靜電除塵器可以對(duì)粒徑范圍在0.01μm-100μm之間的各類霧狀液滴和細(xì)微粉塵進(jìn)行捕集，當(dāng)粉塵粒徑在0.2μm以上時(shí)，其效率能夠超過(guò)99%。因?yàn)槠洳都蹓m所利用的是庫(kù)侖力，因此流經(jīng)該設(shè)備時(shí)不會(huì)受到太大的阻力，能夠用于處理從低壓低溫到高壓高溫的各種含塵氣流。

1.3 濕式除塵器

這類除塵器主要是通過(guò)液膜或液滴來(lái)對(duì)含塵氣流進(jìn)行洗滌，從而使氣流與粉塵發(fā)生分離與沉降。其主要可以分為噴淋塔、旋流板塔、水膜除塵器等幾類。這類設(shè)備的主要原理是使水構(gòu)成液網(wǎng)，當(dāng)塵粒與液滴或液膜發(fā)生擴(kuò)散、吸附、凝聚以及慣性碰撞等各類作用時(shí)，就可以對(duì)塵粒進(jìn)行分離和捕集，這也能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)氣態(tài)污染物的收集和處理。一般來(lái)說(shuō)在黏性顆粒和高溫廢氣的處理中運(yùn)用較廣，也有著較高的除塵效率。

1.4 袋式除塵器

這類除塵器在對(duì)固、液粒子進(jìn)行捕集時(shí)所利用的是多孔過(guò)濾介質(zhì)，其可以分為外部過(guò)濾式與內(nèi)部過(guò)濾式兩種。其機(jī)理在于使用運(yùn)行一段時(shí)間后在過(guò)濾介質(zhì)表面所形成的粉塵初層作為過(guò)濾層，而其本身所配備的濾料層實(shí)際上是作為粉塵初層的骨架來(lái)發(fā)揮作用。此類除塵器對(duì)于粒徑在0.5μm以上的塵粒有著高達(dá)98%以上的捕集效率，而對(duì)于亞微米級(jí)或微米級(jí)的塵粒則可以達(dá)到99%以上。

2 袋式除塵器的原理與應(yīng)用分析

袋式除塵器的應(yīng)用很大程度上是受濾料的耐腐蝕、耐高溫性能影響的。一般來(lái)說(shuō)，普通濾料可耐溫80到130攝氏度，而經(jīng)過(guò)石墨、硅油以及聚四氟乙烯等工藝處理之后的濾料能夠承受250至300攝氏度的高溫。其原理主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）篩濾。一般而言，濾料網(wǎng)眼的直徑為5μm-50μm，若網(wǎng)眼直徑或沉積在濾料之間的粉塵顆?？障缎∮诜蹓m粒徑，粉塵就會(huì)被阻隔下來(lái)。濾料在剛投入使用時(shí)除塵效率會(huì)偏低，但隨著其越來(lái)越多的使用，濾布的表層會(huì)形成一層由粒徑較大的粗塵構(gòu)成的粉塵初層，進(jìn)而使過(guò)濾效率大大提升。

（2）慣性碰撞。當(dāng)含有粉塵的氣流靠近濾料時(shí)，氣流會(huì)輕易繞過(guò)濾料纖維，而粒徑在1μm以上的塵粒會(huì)因慣性與氣流的流線發(fā)生偏離，因與纖維發(fā)生撞擊而遭到捕集。因此，通過(guò)提升氣流的流速能夠強(qiáng)化慣性碰撞，進(jìn)而達(dá)到提升捕集效率的目的。

（3）靜電。粒徑在5μm以下的粒子會(huì)因摩擦等原因與濾料之間形成電位差，在其隨著氣流接近濾料的過(guò)程中，庫(kù)侖力會(huì)促使粒子與濾料進(jìn)行碰撞，從而實(shí)現(xiàn)濾料吸附力的提升。

（4）擴(kuò)散。粒徑在1μm以下，尤其是0.2μm以下的亞微米粒子會(huì)因受到氣體分子的沖擊而脫離氣流流線并作布朗運(yùn)動(dòng)，其在與濾料纖維產(chǎn)生接觸時(shí)會(huì)被捕集。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，氣流的速度越慢，粒子的直徑越小，其擴(kuò)散的效果也就越好。

3 靜電除塵器與袋式除塵器的除塵效率比較

袋式除塵器與靜電除塵器相比較而言有著以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)于直徑在1μm-5μm之間的微小塵粒而言，其除塵效率達(dá)到了99%，同時(shí)袋式除塵器甚至還能夠去除粒徑為0.1μm的塵粒。經(jīng)過(guò)袋式除塵器過(guò)濾之后，所排放的煙塵濃度可以控制在每立方米10mg以下。②袋式除塵器的使用不會(huì)受到比電阻、含塵濃度、顆粒分散度以及煙氣成分等諸多因素的影響。③袋式除塵器不會(huì)受到因鍋爐負(fù)荷變化而導(dǎo)致的煙氣量波動(dòng)的過(guò)多影響。④在對(duì)粉塵進(jìn)行捕集的同時(shí)，袋式除塵器還可以借助其他輔助手段來(lái)去除其中的超細(xì)顆粒、有毒有害氣體，以及Hg、Se等重金屬，有著較好的協(xié)同脫除效果。⑤袋式除塵器有著更加簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和更加便捷的操作、維護(hù)方式，可以通過(guò)設(shè)定程序來(lái)自動(dòng)完成其清灰流程，不會(huì)對(duì)水資源造成污染，大大降低了日常維護(hù)和運(yùn)行的成本。⑥袋式除塵器在清除塵粒的同時(shí)還能有效實(shí)現(xiàn)有害氣體的控制和硫元素的脫除。

4 結(jié)語(yǔ)

袋式除塵器有著極高的除塵效率，能夠?qū)α皆?μm以下的有毒、有害細(xì)微顆粒進(jìn)行高效的捕集，同時(shí)還不會(huì)受到粉塵的性質(zhì)和煙氣的成分的影響。所以，在近年來(lái)環(huán)保法律法規(guī)紛紛出臺(tái)、鍋爐污染物排放標(biāo)準(zhǔn)大大提升的背景下，袋式除塵器的安裝有著十分重要的意義。只有嚴(yán)格落實(shí)除塵工作，將責(zé)任落實(shí)到每一個(gè)燃煤鍋爐，才能更好地在為國(guó)家經(jīng)濟(jì)做出貢獻(xiàn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的保護(hù)。

［1］胡志光，賈博強(qiáng).中國(guó)電除塵器與袋式除塵器的現(xiàn)狀比較與分析［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2012，37（12）∶93-97.

［2］宋鳳敏.袋式除塵器和旋風(fēng)除塵器的性能及其應(yīng)用的比較［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2012，37（08）∶90-92，119.

［3］王實(shí)樸.袋式除塵器在高效煤粉工業(yè)鍋爐中的應(yīng)用［J］.潔凈煤技術(shù)，2013，19（04）∶100-104.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.257

趙新苓（1982-），女，蒙古族，碩士研究生，主要從事化工方面的研究。