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電袋復合式除塵器的應用及技術探討

2019-10-31信息來源 : 機電信息 高鵬

針對冶煉、廠礦、電力等企業除塵器設備選型、應用中存在的問題,介紹了電除塵器、布袋除塵器的除塵機理,分析了兩種除塵器的優缺點和影響除塵效率的因素,探討了粉塵、煙氣環境的治理思路,提出應用高效、節能、穩定、經濟的除塵設備———電袋復合式除塵器,并對其工作原理、優缺點等進行了分析、探討和總結。

燒結工序是鋼鐵工業原燃料的集散加工地,生產區域點多、線長、面廣、區域大。在燒結生產過程中,產生了大量煙粉塵。陜西龍門鋼鐵有限責任公司265㎡燒結系統主要采用電除塵器對粉塵進行凈化,隨著國家和地方環保標準對粉塵的排放要求越來越嚴格,原有電除塵器無法穩定滿足標準要求,需對燒結工藝過程中粉塵排放進行綜合治理。

燒結機尾及成品系統粉塵性質相似,除塵器改造主流思路是電除塵器改為袋式除塵器,因為袋式除塵器在控制排放濃度,即除塵效率上更具優勢。龍鋼公司根據粉塵性質,比較兩種除塵器的性能特點,采用電袋復合除塵器,對燒結機尾除塵及成品除塵系統進行改造,取得了較好的效果。

1 除塵原理

1.1 電袋復合式除塵器的除塵效率及優點

從除塵機理和實際運行效果來看,粉塵比電阻不合適的灰塵進入布袋過濾、凈化,新型電袋復合除塵器不僅消除了因粉塵比電阻問題引起的電除塵效率下降的缺點,而且荷電粉塵易粘附在布袋上形成二次過濾層,提高了布袋過濾、凈化的效率。

而且經過電場的重力沉降、初級凈化、冷卻,進入布袋區的煙塵工況條件有所改善,此區域的粉塵顆粒、濃度、溫度、風速都變小,更利于布袋過濾,使除塵效率更穩定高效,布袋使用壽命延長,也降低了運行維護費用和投資。

電袋復合式除塵器實際上強化了電場和布袋除塵的作用,達到了單一的電除塵器或布袋除塵器不能達到的除塵效果:

(1)因為電場除塵作用,細微塵粒可以有效捕集,即使PM2.5的微粒也能有效收集,彌補了布袋除塵的不足。

(2)消除了粉塵比電阻對電場除塵的不利影響,適用性廣,尤其是對工業爐窯粉塵的凈化。

(3)改善了進入布袋除塵區域的煙塵工況,且荷電粉塵利于粉塵凝聚,布袋表面容易形成二次過濾層、保護層,提高了布袋過濾、凈化的效果,使除塵器運行穩定高效,延長了布袋壽命,降低了運行維護費用,且投資較少。

(4)可實現高氣布比下的超高收塵效率,即適當提高布袋的過濾風速、減少過濾面積,從而降低造價、節約費用。

電除塵器比收塵面積降低,袋式除塵器的過濾風速可達3.0m/min,除塵效率更高,達99.99%。

1.2 電袋復合除塵器的性能特點

1)電袋復合式除塵器結合電除塵、袋式除塵的優點,能夠保持長期穩定高效運行。電袋除塵器采用電除塵、袋式除塵兩種現有的成熟除塵技術,將電除塵器作為一級除塵單元,將粉塵顆粒在10μm以上部分去除80%以上,從而降低廢氣含塵密度。

余下的細微粉塵再利用袋式除塵單元進行捕捉,保證除塵效率高效穩定可靠。從目前運行效果來看,排放密度可以低于10mg/m3。

2)電袋復合式除塵器利用電場的預荷電作用,使絕大部分粉塵帶負電,產生電凝作用,使細微粉塵凝聚成較大的粉塵顆粒便于捕集,因此電袋復合除塵對微細粉塵、氣溶膠粒子等有更高捕集效率,更適合收集燒結粉塵中輕而飄的絮狀顆粒。同時,濾袋間距更大,減輕了袋式除塵器清灰時因濾袋密引起的二次揚塵問題。

3)與單純袋式除塵器相比,由于電除塵單元的預除塵作用,能降低濾袋區含塵濃度,降低濾袋阻力,從而使濾袋可用較長的清灰周期,避免較大顆粒的沖刷,減輕了對濾袋的損壞。

而且荷電作用可使濾袋表面的粉塵顆粒之間能有序排列,形成的濾餅層孔隙率大、透氣性好、易剝離,對氣流的阻力小,便于清灰,因而電袋復合除塵器在運行過程中可以保持更低的運行阻力,可以采用較低的噴吹壓力和較長的清灰周期,延長了濾袋的使用壽命。

4)在投資上,與單純的電除塵器相比電袋復合除塵器只有一級電場,占地面積減少,可以大大節省設備費和土建費;與單純的袋式除塵器單元相比濾袋少、濾袋以及相應輔助設施的費用也大大減少,同時占地面積減小;與袋式除塵器基本持平。

在運行費用上,由于阻力小、能耗低、濾袋更換周期增長,運行費用比相同規模的電除塵器和袋式除塵器都低。因此綜合考慮,電袋復合除塵器的費用最低。

5)電袋復合除塵器凈化性能穩定,對生產負荷及原料變化適應性強,能夠利用原有除塵部分基礎和設備,尤其適合舊電除塵的增效改造。

2 除塵效率影響因素分析

2.1電除塵器除塵效率及影響因素分析

電除塵器是利用高壓強電場使含塵氣體電離、粉塵荷電,然后粉塵在電場力的作用下粘附在極板、極線上,通過振打裝置振打極板、極線清灰,最終粉塵落入灰倉被收集起來。電除塵器可以處理高溫、高濃度、大流量甚至腐蝕性煙氣,壓力損失及阻力小,而且處理的粉塵幾乎不受粒徑的影響,即使對小于1μm的粉塵仍有很高的除塵效率。

在電除塵器的實際應用中發現,粉塵比電阻是影響電除塵器除塵效率和排放濃度的一個非常重要的因素。粉塵比電阻是衡量粉塵導電性能的一個指標,其數值上等于單位面積的粉塵在單位厚度時的電阻值。最適于電除塵器工作的比電阻為106~1011Ω·cm,在這個數值范圍以外,電除塵器的性能將下降。

粉塵比電阻對粉塵的粘附性有很大影響,高比電阻會導致粉塵粘附性增大,這樣會導致需要提高除塵器的振打強度以清除電極上的粉塵層,這也將造成正常情況下二次飛揚加大,最終降低除塵器的除塵效率。而粉塵比電阻太低,容易出現粉塵荷電不足,在氣流作用下無法吸附在極板、極線上,最后被氣流帶出電場除塵區域,進入除塵器出口,影響除塵效果。

電除塵器應用范圍廣,還可用于高溫煙氣治理,但對于冶煉、廠礦、電力等企業來說,由于粉塵中含有氧化鈣、氧化鉀、氧化鎂等成分,即堿性物料含量大,粉塵比電阻處于較高范圍,除塵效率受到較大影響,排放很難達到新的限值標準。

例如燒結廠的燒結粉塵,其比電阻與其堿度(CaO/SiO2)有關,當燒結礦的堿度為0.5時,除塵效率為95%,而堿度提高到1.3時,除塵效率則降至85%。

2.2布袋除塵器除塵效率及影響因素分析

布袋除塵器結構簡單,除塵效率高,運行穩定,維護方便,被廣泛用于治理非高溫揚塵環境,回收粉狀物料。影響布袋除塵效果的主要因素是過濾風速和濾袋。過濾風速越低,布袋對粉塵的凈化效果越好,但要得到較低的過濾風速,需要加大箱體尺寸、增加過濾面積等,將引起設備造價上升。

而濾袋用來阻留粉塵,是粉塵凈化、過濾的核心材料,其性能和質量直接影響除塵器的排放指標、壽命、造價等。在選擇濾袋時要針對工況的煙氣特性、粉塵特性和運行環境選用合適的布袋材質,提高粉塵的凈化效果,保證布袋除塵器性能。

布袋除塵器除塵效率雖高,但布袋耐溫差,不宜超過300℃,而高溫布袋價格昂貴,維護費用高。布袋除塵器除塵效率與過濾風速、布袋材質密切相關,為單純追求排放指標,選用較低的過濾風速或好材質的布袋,又會引起造價、投資及維護費用增加。布袋除塵對于高溫、高腐蝕、強氣流、潮濕環境等場所應用具有一定的局限性。

3 結語

經過幾十年的發展,在起重機設計制造方面國內外同仁積累了豐富的經驗,逐步形成了國內獨特的起重機設計、制造技術特點。同時也為同行提供了寶貴經驗。

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