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2017年袋式除塵器技術的應用及進步

發布日期:2018-01-09 13:23    關鍵字: 袋式除塵器

更新日期:2017年12月23日
2017年,我國袋式除塵器技術的發展主要體現在主機、濾料、自動控製的質量和技術水平的提高上:袋式除塵器對於煙氣的高溫、高濕、高濃度以及微細粉塵、吸濕性粉塵、磨琢性粉塵、易燃易爆粉塵有了更強的適應性;並且在加強清灰、提高效率、降低消耗、減少故障、方便維修方麵達到了更高的水平,特別是在設備大型化,處理200萬m3 /h以上超大型煙氣除塵方麵;耐高溫、耐腐蝕濾料的研發、生產以及耐高溫、耐腐蝕特種纖維的研究、開發、生產等方麵均有所突破。袋式除塵技術的開發和創新具體表現在以下方麵:

(1)袋式除塵器設備結構的大型化,以適應大型鍋爐機組和鋼鐵、水泥爐窯的煙氣淨化;

(2)低阻、高效袋式除塵器結構的創新,以適應節能減排的需要;

(3)以強力清灰為特征的脈衝技術升級,以滿足長濾袋(7米以上)清灰要求;

(4)開發出氣流分布技術和計算機數字模擬技術,以滿足濾袋長壽命的要求;

(5)特殊濾料PPS、PTFE國產纖維的開發,以滿足電廠、垃圾焚燒煙氣淨化的濾袋壽命要求;

(6)電袋複合式除塵器的研發和應用,以適應節能減排的需要;

(7)複合式袋式除塵器的研發和應用,以滿足幹法脫硫工藝的需求;

(8)電磁脈衝閥性能和質量的技術升級,以滿足除塵器可靠性要求;

(9)PLC、DCS控製技術升級和模塊化產品,以分別滿足大型和中小型除塵係統的控製要求。

以上新的技術和產品已廣泛應用於我國經濟建設的各個行業。

1、水泥行業

袋式除塵器在水泥行業中的應用占據了主導地位。隨著產業政策的調整,水泥工業立窯小水泥生產線大幅度減少,新型幹法水泥生產線快速增加。盡管金融危機影響到我國的經濟建設,但隨著國家拉動內需的政策出台,水泥行業投資表現出強勁的勢頭,對袋式除塵器的需求依然很大。一些水泥回轉窯的窯頭、窯尾除塵,原來采用的是電除塵器,但無法滿足達標排放要求,現在改造為袋式除塵器,取得了很好的效果,煙塵排放濃度一般都在20mg/m3以下,個別達到10mg/m3以下。在水泥行業,電改袋項目的潛在市場很大。袋式除塵器設備的大型化工作進展顯著。水泥行業生料磨、水泥磨、窯頭、窯尾用袋式除塵器的處理風量越來越大,從幾十萬m3風量、100多萬m3風量到近200萬m3風量;特別是窯尾袋式除塵器,至2008年底,珠江水泥廠5000t/d規模的窯尾袋式除塵器濾袋使用壽命已達4年多,排放濃度在10mg/m3以下,運行阻力為1200Pa;國內首條1萬t/d水泥生產線窯尾袋式除塵器有望在2010年開工建設。水泥行業電除塵器改為袋式除塵器也是袋式除塵行業2010年的一個亮點。

2、 鋼鐵與有色冶金行業

鋼鐵行業是袋式除塵行業的第一大用戶,袋式除塵器在鋼鐵行業中的應用比例已經占到95%。包括原料、焦化、石灰、高爐槽上槽下、出鐵場、鐵水預處理、鑄鐵機、轉爐二次除塵、煉鋼電爐、軋鋼等工序的塵源點除塵,袋式除塵技術都比較成熟、可靠、穩定,除了高效除塵,還回收利用了許多寶貴的資源。

鋼鐵行業袋式除塵技術最顯著的進步和應用表現在高爐煤氣的淨化。煙氣淨化的傳統工藝是用濕法,能耗高、水資源消耗大、腐蝕性強、水處理投資費用高,因此將濕法改為幹法是節能減排最顯著的成果。近十年來,應用於中小型高爐的高爐煤氣袋式除塵技術基本普及。目前,大型高爐煤氣袋式除塵技術表現出強勁的勢頭,2008年3200m3高爐煤氣袋式除塵器淨化項目已獲成功,5000m3高爐袋式除塵的項目也在進行中。幹法淨化高爐煤氣采用袋式除塵技術取代了傳統的雙級文氏管濕法除塵技術。其突出的優點是總投資可節約30%,占地節省50%,節水200kg/t鋼,節電70%以上,回收的煤氣含水量低,且熱值明顯提高。應用該技術同時還可大幅降低煙塵排放量和廢水排放量,並可減少管理人員數量。

鋼鐵工業的燒結機機頭、機尾除塵,原來大都采用電除塵器。由於國家煙塵排放標準提高到50mg/m3以下,一些城市和企業排放標準達到20~30mg/m3。對於小於10μm的微細顆粒物,電除塵器難以捕集,如增強電場或將電場斷麵擴大,其投資、能耗、運行費用都將顯著增加,並仍難以達標排放,因而近年來許多企業開始采用布袋除塵器或電改袋;燒結機機頭煙氣淨化主要的任務是脫硫,在半幹法脫硫中,應用袋式除塵器,煙塵排放濃度可大幅度降低到20~30mg/m3以下,設備運行穩定,不受燒結機工況波動的影響,並可大大改善廠區和周邊環境。

轉爐煉鋼二次煙氣和電爐煙氣采用的均是脈衝袋式除塵器,也是鋼鐵行業大型除塵器的應用場所,處理風量達100萬~150萬m3 /h。轉爐煙氣的一次除塵目前大多采用的是濕法,從節能減排政策的要求來看,用袋式除塵取代濕法意義重大,但因為安全方麵的技術瓶頸,該世界性的難題,尚需要攻關解決。

鐵合金電爐煙氣均采用的是袋式除塵器,並使用高溫濾料。宏觀上看,小的鐵合金爐逐漸在淘汰,目前鐵合金爐的容量都在10,000kVA。

電解鋁行業主要采用袋式除塵煙氣淨化技術,隨著電解槽的加大,處理100萬~300萬m3 /h風量的袋式除塵器也越來越多。

銅、鉛、鋅等冶煉爐窯的煙氣淨化應采用袋式除塵器,整體上看,有色冶金行業的改造工作任務艱巨,因而對袋式除塵器的需求較大。

3、電力行業

火電廠燃煤鍋爐煙氣控製80%采用電除塵器,但隨著國家排放標準的嚴格,袋式除塵器的應用比率迅速增加。新建項目20萬kW、30萬kW機組使用袋式除塵器較多,也有幾台60萬kW機組采用袋式除塵器。電廠鍋爐袋式除塵器大型化工作進展迅速,單機處理能力可達400萬m3 /h,排放濃度一般可以控製在20mg/m3以下。電廠的袋式除塵主流技術有兩種:一是長袋低壓脈衝技術,二是以德國魯奇公司為代表的低壓回轉噴吹技術。

20萬、30萬kW機組采用幹法脫硫日益廣泛,所配套的高濃度脈衝袋式除塵器已開發應用,市場需求量很大。電廠袋式除塵器所用濾料主要為P P S、PPS+PTFE,這種高溫濾料市場的需求很大,多由奧伯尼公司、台鷹公司、必達夫公司等外國公司提供,國內濾料廠家的銷售比例隻占30%。

2009年,中國環境保護產業協會袋式除塵委員會對電力行業袋式除塵器的使用情況進行了調查,整體上看,應用情況尚可,但濾料的使用壽命普遍達不到3萬小時,原因是多方麵的。另外,係統的設計和配置還未形成標準化。

電袋複合除塵器在電力行業的應用形成了熱點,其特點是低阻高效。但應用的實例不多,使用的時間也較短,對其進行綜合評價為時過早,需要經過時間的檢驗。

4 、垃圾焚燒行業

垃圾及危險廢物、醫療廢物的焚燒項目日益增多,但煙塵量比火電廠、鋼鐵廠、水泥廠小很多。垃圾焚燒爐排放的煙塵含二惡英,若不嚴格控製,危害極大。目前國內的垃圾焚燒爐除塵均采用袋式除塵器,煙塵排放濃度可控製在10mg/m3,甚至5mg/m3以下。我國的垃圾處理基本不分選,成分複雜,含濕量又很大,故垃圾焚燒爐工況惡劣,煙氣中含有硫化物、氮氧化物、氯化氫、溴化物等,腐蝕性強,因此對垃圾焚燒爐尾部的袋式除塵器的要求很高,特別是對濾袋的性能要求很高。業內普遍認為選用PTFE濾料作為垃圾焚燒除塵係統的濾袋比較合理,其它濾料均難以抵禦垃圾焚燒爐煙氣的腐蝕,壽命較短。隨著城市化進程的加快,采用袋式除塵技術將是垃圾焚燒行業去除有害氣體的首選方式。

5、 耐高溫、耐腐蝕濾料的研發、生產取得突破

除塵濾袋是袋式除塵器的核心部件之一。隨著袋式除塵器在各行業的廣泛應用,麵臨的實際工況越來越複雜,這就要求濾袋產品能適應理化性質更為複雜的工況。2009年新上的新型幹法水泥生產線較多,很多采用了玻纖覆膜濾料或P84濾料,並取得了較好的效果。煙塵排放濃度都在30mg/m3以下,不少項目的煙塵排放濃度還低於10mg/m3。P84針刺氈還可適當提高過濾風速、減少設備體積和鋼耗量,從而可減少初投資,使除塵布袋安裝更方便。燃煤鍋爐煙氣的淨化除塵都采用袋式除塵器,濾料基本都是采用PPS針刺氈,有的還在PPS纖維中摻進少量的P84針刺氈,也有少數在PPS針刺氈表麵覆膜並取得了很好的效果,煙塵排放濃度<30mg/m3,有的還能達到<10mg/m3。

針對我國垃圾的複雜成分和焚燒時惡劣的工況條件,業內專家一致認為,垃圾焚燒爐配用的袋式除塵器采用PTFE針刺氈濾袋較為合理。2008年國產PTFE濾料和PTFE加玻纖機織布在垃圾焚燒爐袋式除塵器上取得了一些應用效果,開辟了我國高端濾料使用的先河。

耐高溫、耐腐蝕的合成纖維以前在國內不能自行生產,主要依靠從日本、歐洲和美國進口;PTFE纖維是一種性能非常好的纖維,但售價高達52萬元/t。為打破國外壟斷,我國的科研企業在該領域重點研發,並加大投入,不斷取得進展。國內目前已有淩橋等幾家公司研發成功用作濾袋的基布和高溫縫線,並已於2006年製成PTFE針刺氈,用於垃圾焚燒和燃煤鍋爐,可耐240℃的高溫和各種酸、堿腐蝕。為此,PTFE纖維價格降到28萬元/t以下,為國產PTFE濾料的廣泛采用打下了良好基礎。

PPS纖維主要用於電廠的袋式除塵器,市場巨大以前全球隻有日本兩家公司生產,長期以來供不應求;我國自行研發的PPS纖維,打破了日本企業的壟斷,2008年已達到批量生產,為國內大批量采用PPS針刺氈做出了貢獻。為使國產PPS纖維的性能和指標進一步提高,國家在“十一五”期間設立了863計劃課題,由東北大學、江蘇瑞泰、三五二一公司承擔。

值得一提的是,2009年在濾料技術應用方麵,國內的有關部門贏得了與日本東洋紡的知識產權糾紛,維護了國家的利益,保護了我國企業的知識產權。

6、袋式除塵器自動控製技術的進步

袋式除塵器的自動控製已普遍采用PLC機,工控機(IPC)也已進入該領域。中小型設備多采用單片機或集成電路為核心的控製技術。新型PLC單片機以PLC為核心,前接壓差、溫度等變送器,後有數據通信接口,除能實現對除塵器的運行參數(如壓差、溫度)進行實時控製,還能作為集散係統的終端設備與主機進行數據通訊,進入工廠的管控網絡接受遠程控製。自動控製係統普遍加強了自身的抗幹擾性能,在供電電壓波動、季節溫度變化、粉塵侵擾等不利條件下,不少產品都能可靠運行。自控係統的功能更為齊全,可對清灰進行程控,自動監測記錄並顯示除塵設備係統的溫度、壓力、壓差、流量 參數、超限報警(周期、持續時間等)。對各控製參數的調節亦更加方便。大型袋式除塵器的自動控製係統以PLC或工控機為核心,完善的智能、網絡化控製技術得到了很好的應用;國內有企業已經開發出了完全施行清、卸灰控製的“傻瓜式”大型袋式除塵器專家控製係統,並開始在一些工程中應用。

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