袋式除塵生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用情況分析
袋式除塵技術(shù)可大幅度削減煙塵和粉塵排放，是減排的主力軍
在產(chǎn)生粉塵或煙塵的各個行業(yè)中，凡采用袋式除塵技術(shù)的除塵系統(tǒng)，其固體顆粒物的排放濃度均遠遠低于采用其他除塵技術(shù)。目前國內(nèi)袋式除塵器的排放濃度普遍穩(wěn)定在30mg/Nm3以下，凈化燃煤鍋爐煙氣的袋式除塵系統(tǒng)大部分排放濃度在20mg/Nm3以下，凈化高爐煤氣和水煤氣的袋式除塵系統(tǒng)的排放濃度則在5mg/Nm3以下，用于生活垃圾焚燒發(fā)電廠尾氣凈化的袋式除塵器均普遍要求達到排放濃度在10mg/Nm3以下。
毋庸置疑，袋式除塵器可以大幅度降低煙塵和粉塵的排放量。以燃煤電廠為例，目前每年排放煙塵380萬噸，若全國50%的燃煤鍋爐采用袋式除塵器，則燃煤電力行業(yè)每年可減少排放煙塵120萬噸以上。袋式除塵器因高效的除塵特性可支持更加嚴格的環(huán)保標準。我國近年來相繼修訂了一些行業(yè)的排放標準，顆粒物排放限值為30mg/Nm3以下，與以往相比雖已嚴格的多，但與國際先進水平相比，仍顯落后。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，各項排放標準的更加嚴格化是大勢所趨。實際上，我國袋式除塵技術(shù)已經(jīng)完全能夠支持更為嚴格的標準。排放限值的進一步降低，將對固體顆粒物減排起到巨大的作用。以水泥行業(yè)為例，生產(chǎn)1噸水泥熟料的粉塵實際排放量，德國是15.6g/t，我國是2746g/t，約為德國的176倍。需要指出的是，袋式除塵器實現(xiàn)更為嚴格的顆粒物排放標準并不需要提高造價和運行費用，只要嚴格按照有關(guān)標準和規(guī)范設(shè)計、制造、安裝和運行，都能獲得好的效果？梢哉f袋式除塵技術(shù)是目前解決我國工業(yè)顆粒物排放的最佳技術(shù)。
袋式除塵器在多種復(fù)雜條件下實現(xiàn)減排
袋式除塵器對各種煙塵和粉塵都有很好的捕集效果，不受粉塵成分及比電阻等特性的影響。袋式除塵器對入口含塵濃度不敏感，在含塵濃度很高或很低的條件下，都能實現(xiàn)很低的粉塵排放。以往袋式除塵器的應(yīng)用受到諸多不利因素的制約，近年來袋式除塵技術(shù)的發(fā)展使此情況有了很大改觀，袋式除塵器在各種不利條件下都能成功應(yīng)用和穩(wěn)定運行。
1.煙氣高溫。在≤280℃下已普遍應(yīng)用；在300℃~500℃范圍內(nèi)也可應(yīng)用，國外已有應(yīng)用于更高溫度的實例。
2.煙氣高溫。例如烘干機、噴霧干燥機等的尾氣凈化。
3.高含塵濃度？芍苯犹幚砗瑝m濃度為1400mg/Nm3的氣體，并達標排放。
4.高腐蝕性。例如垃圾焚燒發(fā)電廠的煙氣凈化，煙氣中含HCl、HF等腐蝕性氣體。
5.煙氣含易燃、易爆粉塵或氣體。例如高爐煤氣、炭黑生產(chǎn)煙氣、煤粉磨機尾氣、煤調(diào)濕尾氣等。
6.除塵系統(tǒng)具有高負壓或高正壓。一些大型煤磨收塵系統(tǒng)的負壓為1.4萬~1.6萬Pa；大型高爐煤氣袋濾凈化系統(tǒng)的正壓可達到0.3MPa；而某些水煤氣袋濾凈化系統(tǒng)的正壓更高達0.6~4.0MPa。
實現(xiàn)對微細粒子的控制
微細粒子（PM10、PM2.5）是危害人體健康和污染大氣環(huán)境的主要因素之一，目前對于高效捕集微細粒子，除袋式除塵器外還沒有更好的除塵技術(shù)。袋式除塵器對PM2.5塵粒的捕集效率可達到98%~99%。因而可以說，目前只有袋式除塵技術(shù)能夠有效控制煙氣中的粉塵微細粒子。
高效去除有害氣體
袋式除塵器能夠高效去除有害氣體：電解鋁含氟煙氣的凈化是依靠袋式除塵器實現(xiàn)的；含瀝青煙氣的最有效凈化方法是以粉塵吸附并以袋式除塵器分離；煤礦開采、焚化爐一些特殊行業(yè)的煙塵排放也依靠袋式除塵器來解決。
試驗結(jié)果表明，在干法和半干法脫硫系統(tǒng)中，采用袋式除塵器可比其他除塵器提高脫硫效率約10%。濾袋表面的粉塵層含有未反應(yīng)完全的脫硫劑，相當(dāng)于一個“反應(yīng)層”的作用。若濾袋表面粉塵層厚度2.0mm，過濾風(fēng)速為1m/min，則含塵氣流通過粉塵層的時間為0.12s，可顯著提高脫硫反應(yīng)的效率。
在垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)中，袋式除塵器起著無可替代的作用，垃圾焚燒尾氣中含有多種有害氣體，袋式除塵器“反應(yīng)層”的特性對垃圾焚燒煙氣中的HCl、SO2、重金屬等污染物的去除具有重要價值。垃圾焚燒尾氣中二噁英的凈化方法，是用吸附劑吸附后再以袋式除塵器去除，且不會產(chǎn)生重新聚合的問題。
根據(jù)對全國10家燃煤電廠28臺設(shè)備的調(diào)研，燃煤電廠袋式除塵器的應(yīng)用有利于后續(xù)脫硫裝置的運行。進入脫硫裝置的煙塵量大幅度減少，不僅有利于提高脫硫效率，也避免或減緩了脫硫裝置的堵塞現(xiàn)象。原來一些電廠需三個月一次GGH的情況，在改用袋式除塵器后已不復(fù)存在。
新能源開發(fā)和節(jié)能工程的重要設(shè)備
在一些新能源開發(fā)和節(jié)能工程中，袋式除塵器作為重要環(huán)保設(shè)備提供了有力的支持。
在“煤制油”的新能源開發(fā)項目中，作為煤粉的收集設(shè)備，袋式除塵器是不可缺少的。高爐煤氣余壓發(fā)電具有重大的節(jié)能價值，采用干法袋式除塵器凈化高爐煤氣比濕式凈化可增加發(fā)電量30%~40%，節(jié)水80%~90%，節(jié)省投資30%~40%，節(jié)省運行能耗70%~80%，煤氣的熱值大幅度提高，凈煤氣的含塵量更低、凈化效果更穩(wěn)定，環(huán)境經(jīng)濟效益十分顯著。占我國煤炭保有資源量12.69%的褐煤，需經(jīng)提質(zhì)處理后方可使用，而袋式除塵器是該提質(zhì)工藝中不可替代的設(shè)備。
袋式除塵器在電力行業(yè)的應(yīng)用
袋式除塵器是我國電力行業(yè)解決顆粒物排放的最佳裝備之一。中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會袋式除塵委員會于2013年10月11日至18日組織專家對上海外高橋發(fā)電責(zé)任有限公司等10個燃煤電廠袋式除塵技術(shù)應(yīng)用情況進行了調(diào)研，調(diào)查的10個電廠分別位于我國東部、中部和北部地區(qū)，其中既有主力電廠，也有熱電廠；既有數(shù)十年的老廠，也有今年新建的電廠。其機組的裝機容量分別為：135MW、220MW、320MW、630MW、1000MW。涉及的袋式除塵器總計28臺。類型既有純袋除塵器，也有電袋除塵器；其清灰方式既有行噴脈沖，也有回轉(zhuǎn)脈沖；除塵器中既有新建的，也有電改袋的；有的電廠同時擁有純袋除塵器和電袋除塵器。濾袋材質(zhì)有：PPS/PPS、PPS+P84/PPS、PPS/PTFE、PPS+PTFE/PTFE，表層PTFE浸漬滲膜處理。調(diào)研的結(jié)論是：
1.袋式除塵技術(shù)能夠有效控制燃煤電廠的煙塵排放，這種效果可常年持續(xù)保持，除塵器的出口煙塵濃度不但低于新的排放限值，而且能夠滿足今后可能頒布的更嚴格的排放標準。調(diào)研的28臺袋式除塵器出口煙塵濃度全部在30mg/Nm3以下，其中19臺排放濃度≤20mg/Nm3，占調(diào)研總數(shù)的67.8%；6臺排放濃度≤10mg/Nm3，占21.4%。
隨著技術(shù)的不斷進步，袋式除塵技術(shù)必將成為PM2.5控制的主流技術(shù)之一，在燃煤電力行業(yè)的PM2.5控制中作出重要貢獻。
2.自2001年內(nèi)蒙豐泰電廠開創(chuàng)袋式除塵技術(shù)成功應(yīng)用的新局面以來，經(jīng)過十多年的不斷進步，袋式除塵器的阻力已顯著降低。10個電廠28臺除塵設(shè)備的運行表明，除塵器的阻力全部≤1200Pa，其中20臺的阻力≤1000Pa，占調(diào)研總數(shù)的71.4%。說明袋式除塵器的阻力可以穩(wěn)定控制在1000Pa以下，并且保持這種低阻力長達數(shù)年。
3.濾袋破損曾經(jīng)是令人擔(dān)心的問題，但隨著袋式除塵技術(shù)的進步和濾料制造水平和質(zhì)量的提高，以及電廠對袋式除塵技術(shù)認識的深化和維護管理規(guī)范化，使這一問題不再令人擔(dān)心。10個電廠28臺袋式除塵器中，濾袋壽命超過52個月的11臺，占調(diào)研總數(shù)的39.3%，其中壽命最長的分別為92個月、90個月和85個月；還有兩臺的濾袋壽命為60個月，另有4臺的濾袋壽命已經(jīng)使用了52~57個月，現(xiàn)在仍在使用；機組投運未超過4年、濾袋正常使用的占53.6%，壽命仍在累積中，其中兩臺已分別使用36個月和40個月。只有兩臺除塵器的濾袋早期失效，其原因一個是機組頻繁啟停導(dǎo)致糊袋，至42個月時將濾袋更換；另一個是機組燃用高硫煤引發(fā)了濾袋腐蝕，煙氣中SOx的濃度為4000~5000mg/Nm3，最高為6000~8000mg/Nm3。
4.10個電廠的經(jīng)驗表明，袋式除塵器的能耗不比電除塵器高。采用袋式除塵器后，雖因阻力大于電除塵器而增加了引風(fēng)機的電耗，但省去了電場高、低壓供電的電耗。10個電廠從應(yīng)用實踐得出結(jié)論：就三電場電除塵器而言，袋式除塵器的電耗與之基本持平；而與四電場以上的電除塵器相比，則袋式除塵器的電耗顯著降低。
5.一些電場曾經(jīng)擔(dān)心袋式除塵器的維護檢修工作量大。10個電廠的應(yīng)用實踐證明，只要袋式除塵器濾料正常使用壽命達到電廠要求的3~4年，其維護管理工作量比電除塵器小得多。
6.袋式除塵器的應(yīng)用有利于后續(xù)脫硫裝置的運行。進入脫硫裝置的煙塵量大幅度減少，不但有利于提高脫硫效率，也避免或緩解了脫硫裝置的堵塞現(xiàn)象。一些電廠三個月清理一次GGH和除霧器的情況，在改用袋式除塵器后再也不見了。
7.電力行業(yè)對袋式除塵技術(shù)的認識不斷深化，對袋式除塵系統(tǒng)的重視程度顯著提高，對袋式除塵系統(tǒng)的管理顯著加強，這是袋式除塵系統(tǒng)能夠長期正常運行的重要因素。這也說明袋式除塵器技術(shù)確實給電廠帶來實實在在的效益。
8.袋式除塵技術(shù)應(yīng)當(dāng)而且能夠與電除塵技術(shù)一起，在火電行業(yè)普遍推廣應(yīng)用，為火電行業(yè)的節(jié)能減排和PM2.5治理作出應(yīng)有的貢獻。
與國外燃煤鍋爐相比，我國煤種來源變化多、煤質(zhì)條件差、含硫量高、鍋爐運行條件不穩(wěn)定、現(xiàn)場管理水平欠缺，導(dǎo)致了我國燃煤鍋爐煙氣條件比國外苛刻得多，在諸多的困難和風(fēng)險面前，袋除塵行業(yè)頂住了技術(shù)、資金壓力，經(jīng)過與現(xiàn)場用戶的共同努力及多年的現(xiàn)場實踐，袋除塵技術(shù)取得了很大的成就，從袋除塵的現(xiàn)場應(yīng)用水平與針對現(xiàn)場煙氣的適應(yīng)性，以及應(yīng)對技術(shù)方案的水平，我國的袋除塵技術(shù)已走在世界前列，這就為我國袋除塵行業(yè)進入國際市場積累了豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗，并打下扎實的技術(shù)基礎(chǔ)和工程基礎(chǔ)。
袋式除塵技術(shù)的進步
近幾年我國袋式除塵應(yīng)用技術(shù)的水平有很大提高，袋式除塵器在各行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用。在鋼鐵、有色冶煉、建材、動力、化工、糧食加工行業(yè)和爐窯煙氣凈化中，各種復(fù)雜環(huán)境和不利因素都被克服，袋式除塵技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。
我國的高爐煤氣袋濾凈化在世界上率先實現(xiàn)了全干法工藝，且普遍推廣應(yīng)用于大型高爐，凈煤氣含塵量低于5mg/Nm3。無論是應(yīng)用數(shù)量，還是技術(shù)成熟方面，都處于世界領(lǐng)先地位。
長期以來，新型干法水泥窯頭、窯尾煙氣除塵普遍采用電除塵器，近期新建的新型干法水泥窯則全部采用袋式除塵器。近兩年僅5000~12000t/d規(guī)模的水泥窯就有數(shù)百條，工藝線全部采用袋式除塵器，煙塵排放濃度均在20mg/m3或10mg/m3以下。袋式除塵技術(shù)在燃煤電廠鍋爐煙氣除塵中的應(yīng)用越來越多，濾袋平均使用壽命為3年左右，也有的超過4年或更長。用于300MW機組的袋式除塵器已很普遍，與2×660MW機組配套的脫硫、脫硝除塵一體化的袋式除塵機組已投入運行。
2013年我國袋式除塵技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)在主機、濾料、自動控制的質(zhì)量和技術(shù)水平普遍提高，耐高溫、耐腐蝕特種纖維和復(fù)合濾料的研究、開發(fā)、生產(chǎn)等方面取得突破，高端纖維的國產(chǎn)化帶動了國產(chǎn)高端濾料的發(fā)展。PTFE纖維、PPS纖維、聚酰亞胺纖維和芳綸纖維的國產(chǎn)化，使原來進口濾料占據(jù)主要市場的垃圾焚燒、燃煤電廠鍋爐、水泥窯尾、窯頭、鋼鐵等行業(yè)的袋式除塵器使用國產(chǎn)濾料的比例越來越大，高端濾料的國產(chǎn)化率顯著提高。聚酰亞胺（PI）纖維的規(guī)模化生產(chǎn)取得突破性進展，2013年已大批量生產(chǎn)和工業(yè)化試用。自主開發(fā)的玄武巖和玻纖改性纖維都取得較大的發(fā)展。袋式除塵器對于煙氣的高溫、高濕、高濃度以及微細粉塵、吸濕性粉塵、琢磨性粉塵、易燃易爆粉塵有了更強的適應(yīng)性，在加強清灰、提高效率、降低消耗、減少故障、方便維修方面達到了更高的水平。袋式除塵技術(shù)的開發(fā)和創(chuàng)新具體表現(xiàn)在以下幾個方面：
1.袋式除塵器的設(shè)備結(jié)構(gòu)大型化（如處理煙氣量200萬m3/h以上），適應(yīng)大型燃煤鍋爐機組和鋼鐵、水泥窯尾的煙氣凈化；
2.低阻、高效袋式除塵器結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，袋式除塵系統(tǒng)阻力長期在800Pa以下運行已很常見，適應(yīng)了國家節(jié)能減排的需要；
3.以合理清灰強度為特征的清灰技術(shù)的進步，滿足長濾袋清灰要求；
4.開發(fā)出氣流分布技術(shù)和計算機數(shù)字模擬技術(shù)，滿足了大型袋式除塵器合理氣流分布、延長濾袋壽命的要求；
5.特殊濾料所需的PPS、PTFE、聚酰亞胺和芳綸國產(chǎn)纖維的開發(fā)，滿足電廠、鋼廠、水泥廠和垃圾焚燒煙氣凈化的復(fù)雜工況對濾料的要求；
6.超細（亞微米級）纖維的研發(fā)，以提升對PM2.5的控制效果；
7.脫酸加除塵的復(fù)合式袋式除塵器的研發(fā)和應(yīng)用，可滿足干法脫酸除塵工藝的需求；
8.脈沖閥性能和質(zhì)量的技術(shù)升級，適應(yīng)了袋式除塵器高強度清灰和穩(wěn)定運行的要求；
9.PLC、DCS控制技術(shù)升級和模塊化產(chǎn)品，可分別滿足大型和中、小型除塵系統(tǒng)的控制要求。
——摘自2013中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告《袋式除塵行業(yè)2013年發(fā)展綜述》
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