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2017年袋式除尘器技术的应用及进步

发布日期:2018-01-09 13:23    关键字: 袋式除尘器

更新日期:2017年12月23日
2017年,我国袋式除尘器技术的发展主要体现在主机、滤料、自动控制的质量和技术水平的提高上:袋式除尘器对于烟气的高温、高湿、高浓度以及微细粉尘、吸湿性粉尘、磨琢性粉尘、易燃易爆粉尘有了更强的适应性;并且在加强清灰、提高效率、降低消耗、减少故障、方便维修方面达到了更高的水平,特别是在设备大型化,处理200万m3 /h以上超大型烟气除尘方面;耐高温、耐腐蚀滤料的研发、生产以及耐高温、耐腐蚀特种纤维的研究、开发、生产等方面均有所突破。袋式除尘技术的开发和创新具体表现在以下方面:

(1)袋式除尘器设备结构的大型化,以适应大型锅炉机组和钢铁、水泥炉窑的烟气净化;

(2)低阻、高效袋式除尘器结构的创新,以适应节能减排的需要;

(3)以强力清灰为特征的脉冲技术升级,以满足长滤袋(7米以上)清灰要求;

(4)开发出气流分布技术和计算机数字模拟技术,以满足滤袋长寿命的要求;

(5)特殊滤料PPS、PTFE国产纤维的开发,以满足电厂、垃圾焚烧烟气净化的滤袋寿命要求;

(6)电袋复合式除尘器的研发和应用,以适应节能减排的需要;

(7)复合式袋式除尘器的研发和应用,以满足干法脱硫工艺的需求;

(8)电磁脉冲阀性能和质量的技术升级,以满足除尘器可靠性要求;

(9)PLC、DCS控制技术升级和模块化产品,以分别满足大型和中小型除尘系统的控制要求。

以上新的技术和产品已广泛应用于我国经济建设的各个行业。

1、水泥行业

袋式除尘器在水泥行业中的应用占据了主导地位。随着产业政策的调整,水泥工业立窑小水泥生产线大幅度减少,新型干法水泥生产线快速增加。尽管金融危机影响到我国的经济建设,但随着国家拉动内需的政策出台,水泥行业投资表现出强劲的势头,对袋式除尘器的需求依然很大。一些水泥回转窑的窑头、窑尾除尘,原来采用的是电除尘器,但无法满足达标排放要求,现在改造为袋式除尘器,取得了很好的效果,烟尘排放浓度一般都在20mg/m3以下,个别达到10mg/m3以下。在水泥行业,电改袋项目的潜在市场很大。袋式除尘器设备的大型化工作进展显著。水泥行业生料磨、水泥磨、窑头、窑尾用袋式除尘器的处理风量越来越大,从几十万m3风量、100多万m3风量到近200万m3风量;特别是窑尾袋式除尘器,至2008年底,珠江水泥厂5000t/d规模的窑尾袋式除尘器滤袋使用寿命已达4年多,排放浓度在10mg/m3以下,运行阻力为1200Pa;国内首条1万t/d水泥生产线窑尾袋式除尘器有望在2010年开工建设。水泥行业电除尘器改为袋式除尘器也是袋式除尘行业2010年的一个亮点。

2、 钢铁与有色冶金行业

钢铁行业是袋式除尘行业的第一大用户,袋式除尘器在钢铁行业中的应用比例已经占到95%。包括原料、焦化、石灰、高炉槽上槽下、出铁场、铁水预处理、铸铁机、转炉二次除尘、炼钢电炉、轧钢等工序的尘源点除尘,袋式除尘技术都比较成熟、可靠、稳定,除了高效除尘,还回收利用了许多宝贵的资源。

钢铁行业袋式除尘技术最显著的进步和应用表现在高炉煤气的净化。烟气净化的传统工艺是用湿法,能耗高、水资源消耗大、腐蚀性强、水处理投资费用高,因此将湿法改为干法是节能减排最显著的成果。近十年来,应用于中小型高炉的高炉煤气袋式除尘技术基本普及。目前,大型高炉煤气袋式除尘技术表现出强劲的势头,2008年3200m3高炉煤气袋式除尘器净化项目已获成功,5000m3高炉袋式除尘的项目也在进行中。干法净化高炉煤气采用袋式除尘技术取代了传统的双级文氏管湿法除尘技术。其突出的优点是总投资可节约30%,占地节省50%,节水200kg/t钢,节电70%以上,回收的煤气含水量低,且热值明显提高。应用该技术同时还可大幅降低烟尘排放量和废水排放量,并可减少管理人员数量。

钢铁工业的烧结机机头、机尾除尘,原来大都采用电除尘器。由于国家烟尘排放标准提高到50mg/m3以下,一些城市和企业排放标准达到20~30mg/m3。对于小于10μm的微细颗粒物,电除尘器难以捕集,如增强电场或将电场断面扩大,其投资、能耗、运行费用都将显著增加,并仍难以达标排放,因而近年来许多企业开始采用布袋除尘器或电改袋;烧结机机头烟气净化主要的任务是脱硫,在半干法脱硫中,应用袋式除尘器,烟尘排放浓度可大幅度降低到20~30mg/m3以下,设备运行稳定,不受烧结机工况波动的影响,并可大大改善厂区和周边环境。

转炉炼钢二次烟气和电炉烟气采用的均是脉冲袋式除尘器,也是钢铁行业大型除尘器的应用场所,处理风量达100万~150万m3 /h。转炉烟气的一次除尘目前大多采用的是湿法,从节能减排政策的要求来看,用袋式除尘取代湿法意义重大,但因为安全方面的技术瓶颈,该世界性的难题,尚需要攻关解决。

铁合金电炉烟气均采用的是袋式除尘器,并使用高温滤料。宏观上看,小的铁合金炉逐渐在淘汰,目前铁合金炉的容量都在10,000kVA。

电解铝行业主要采用袋式除尘烟气净化技术,随着电解槽的加大,处理100万~300万m3 /h风量的袋式除尘器也越来越多。

铜、铅、锌等冶炼炉窑的烟气净化应采用袋式除尘器,整体上看,有色冶金行业的改造工作任务艰巨,因而对袋式除尘器的需求较大。

3、电力行业

火电厂燃煤锅炉烟气控制80%采用电除尘器,但随着国家排放标准的严格,袋式除尘器的应用比率迅速增加。新建项目20万kW、30万kW机组使用袋式除尘器较多,也有几台60万kW机组采用袋式除尘器。电厂锅炉袋式除尘器大型化工作进展迅速,单机处理能力可达400万m3 /h,排放浓度一般可以控制在20mg/m3以下。电厂的袋式除尘主流技术有两种:一是长袋低压脉冲技术,二是以德国鲁奇公司为代表的低压回转喷吹技术。

20万、30万kW机组采用干法脱硫日益广泛,所配套的高浓度脉冲袋式除尘器已开发应用,市场需求量很大。电厂袋式除尘器所用滤料主要为P P S、PPS+PTFE,这种高温滤料市场的需求很大,多由奥伯尼公司、台鹰公司、必达夫公司等外国公司提供,国内滤料厂家的销售比例只占30%。

2009年,中国环境保护产业协会袋式除尘委员会对电力行业袋式除尘器的使用情况进行了调查,整体上看,应用情况尚可,但滤料的使用寿命普遍达不到3万小时,原因是多方面的。另外,系统的设计和配置还未形成标准化。

电袋复合除尘器在电力行业的应用形成了热点,其特点是低阻高效。但应用的实例不多,使用的时间也较短,对其进行综合评价为时过早,需要经过时间的检验。

4 、垃圾焚烧行业

垃圾及危险废物、医疗废物的焚烧项目日益增多,但烟尘量比火电厂、钢铁厂、水泥厂小很多。垃圾焚烧炉排放的烟尘含二恶英,若不严格控制,危害极大。目前国内的垃圾焚烧炉除尘均采用袋式除尘器,烟尘排放浓度可控制在10mg/m3,甚至5mg/m3以下。我国的垃圾处理基本不分选,成分复杂,含湿量又很大,故垃圾焚烧炉工况恶劣,烟气中含有硫化物、氮氧化物、氯化氢、溴化物等,腐蚀性强,因此对垃圾焚烧炉尾部的袋式除尘器的要求很高,特别是对滤袋的性能要求很高。业内普遍认为选用PTFE滤料作为垃圾焚烧除尘系统的滤袋比较合理,其它滤料均难以抵御垃圾焚烧炉烟气的腐蚀,寿命较短。随着城市化进程的加快,采用袋式除尘技术将是垃圾焚烧行业去除有害气体的首选方式。

5、 耐高温、耐腐蚀滤料的研发、生产取得突破

除尘滤袋是袋式除尘器的核心部件之一。随着袋式除尘器在各行业的广泛应用,面临的实际工况越来越复杂,这就要求滤袋产品能适应理化性质更为复杂的工况。2009年新上的新型干法水泥生产线较多,很多采用了玻纤覆膜滤料或P84滤料,并取得了较好的效果。烟尘排放浓度都在30mg/m3以下,不少项目的烟尘排放浓度还低于10mg/m3。P84针刺毡还可适当提高过滤风速、减少设备体积和钢耗量,从而可减少初投资,使除尘布袋安装更方便。燃煤锅炉烟气的净化除尘都采用袋式除尘器,滤料基本都是采用PPS针刺毡,有的还在PPS纤维中掺进少量的P84针刺毡,也有少数在PPS针刺毡表面覆膜并取得了很好的效果,烟尘排放浓度<30mg/m3,有的还能达到<10mg/m3。

针对我国垃圾的复杂成分和焚烧时恶劣的工况条件,业内专家一致认为,垃圾焚烧炉配用的袋式除尘器采用PTFE针刺毡滤袋较为合理。2008年国产PTFE滤料和PTFE加玻纤机织布在垃圾焚烧炉袋式除尘器上取得了一些应用效果,开辟了我国高端滤料使用的先河。

耐高温、耐腐蚀的合成纤维以前在国内不能自行生产,主要依靠从日本、欧洲和美国进口;PTFE纤维是一种性能非常好的纤维,但售价高达52万元/t。为打破国外垄断,我国的科研企业在该领域重点研发,并加大投入,不断取得进展。国内目前已有凌桥等几家公司研发成功用作滤袋的基布和高温缝线,并已于2006年制成PTFE针刺毡,用于垃圾焚烧和燃煤锅炉,可耐240℃的高温和各种酸、碱腐蚀。为此,PTFE纤维价格降到28万元/t以下,为国产PTFE滤料的广泛采用打下了良好基础。

PPS纤维主要用于电厂的袋式除尘器,市场巨大以前全球只有日本两家公司生产,长期以来供不应求;我国自行研发的PPS纤维,打破了日本企业的垄断,2008年已达到批量生产,为国内大批量采用PPS针刺毡做出了贡献。为使国产PPS纤维的性能和指标进一步提高,国家在“十一五”期间设立了863计划课题,由东北大学、江苏瑞泰、三五二一公司承担。

值得一提的是,2009年在滤料技术应用方面,国内的有关部门赢得了与日本东洋纺的知识产权纠纷,维护了国家的利益,保护了我国企业的知识产权。

6、袋式除尘器自动控制技术的进步

袋式除尘器的自动控制已普遍采用PLC机,工控机(IPC)也已进入该领域。中小型设备多采用单片机或集成电路为核心的控制技术。新型PLC单片机以PLC为核心,前接压差、温度等变送器,后有数据通信接口,除能实现对除尘器的运行参数(如压差、温度)进行实时控制,还能作为集散系统的终端设备与主机进行数据通讯,进入工厂的管控网络接受远程控制。自动控制系统普遍加强了自身的抗干扰性能,在供电电压波动、季节温度变化、粉尘侵扰等不利条件下,不少产品都能可靠运行。自控系统的功能更为齐全,可对清灰进行程控,自动监测记录并显示除尘设备系统的温度、压力、压差、流量 参数、超限报警(周期、持续时间等)。对各控制参数的调节亦更加方便。大型袋式除尘器的自动控制系统以PLC或工控机为核心,完善的智能、网络化控制技术得到了很好的应用;国内有企业已经开发出了完全施行清、卸灰控制的“傻瓜式”大型袋式除尘器专家控制系统,并开始在一些工程中应用。

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