近年來,霧霾天氣頻繁襲擊我國大部分地區,PM2.5也成為大家耳熟能詳的名詞。從NASA公布的一張PM2.5污染地圖來看,_細顆粒物污染_嚴重的地區為北非及我國的華北、華東和華中地區,我國大部分地區細顆粒物年均濃度接近80微克/立方米,約為世界衛生組織規定的安全值(年均10微克/立方米)的8倍,空氣污染形勢嚴峻。
目前我國工業污染是 PM2.5的_來源,其中水泥制造、燃煤電站和鋼鐵冶金_是工業污染源中的三大殺手,因此治理PM2.5,工業除塵不可忽視。
然而工業除塵并非易事,這是因為工業煙塵溫度較高,且常常含有酸性、堿性氣體,對應用于工業除塵的技術、材料有較高要求。目前工業除塵主流的技術有兩種,分別是靜電除塵、袋式除塵;在此二者基礎上又衍生出了電袋復合除塵。
三種除塵器技術經濟性能比較
項目
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袋式除塵器
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靜電除塵器
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電袋復合除塵器
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出口排放濃度(mg/Nm³)
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20以下
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40-50
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20以下
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運行阻力(Pa)
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800-1000
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250
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前期800-1000,中后期1500
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濾袋壽命
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3-4年
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--
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嚴重的幾個月_破袋
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占地面積
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小
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比袋式大30%-40%
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比袋式大30%
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投資
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少
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大
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較少
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運行費用
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較小
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小
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較小
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操作維護
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較簡便
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簡便
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復雜
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PM2.5去除率
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高
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低
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高
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汞去除率
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高
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低
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高
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鋼材耗量
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較小
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大
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較大
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設備制造和安裝難易程度
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簡易,關鍵件_用工裝_
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較復雜,專用工裝多
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復雜,專用工裝多
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目前我國電除塵技術已達到應用成熟階段,袋式除塵技術正處于快速發展時期,但是隨著_對工業煙氣污染控制要求不斷提高,電除塵技術已經不能_滿足要求,采用袋式除塵技術和電袋復合除塵替代電除塵技術已經成為主流。
袋式除塵作用機理:利用特種纖維制成濾袋,將含塵氣體噴入濾袋中,用濾袋過濾和捕集粉塵,過濾效果取決于濾袋的質量。
袋式除塵器是以織物為過濾材料做成口袋狀,捕獲穿過織物孔隙的氣體中所含粉塵的設備。袋式除塵器的過濾過程分兩個階段:(1)含塵氣體通過清潔的濾料,此時起過濾作用的主要是濾料纖維的阻留;(2)當被阻留的粉塵不斷增加,一部分粉塵嵌入到濾料的內部,另一部分覆蓋在濾料表面形成粉塵層,此時主要靠粉塵層過濾含塵氣體。對于工業用袋式除塵器而言,除塵的過程主要是在_階段進行的。袋式除塵器在工業中應用已經有一百多年的歷史。在這漫長的過程中,它有兩方面的發展_為重要:一是開發出多種不同特性的濾料,包括_纖維濾料、無機纖維濾料和合成纖維濾料等。二是開發出多種不同工作原理、不同結構的清灰裝置,但其基本原理不外乎三種,即機械振動、氣流反吹和脈沖噴吹。其中,脈沖噴吹袋式除塵器在處理氣體量相同的情況下,所需要的濾料面積比另兩種清灰裝置少得多,因而設備體積、重量、占地面積都相應的小得多,初始投資也_少得多。此外,脈沖噴吹袋式除塵器還具有可在線清灰、可處理高濃度含塵氣體等優點,是目前_上_普遍、_效的袋式除塵器。
二、靜電除塵器
靜電除塵器是在含塵氣體通過高壓電場進行電離的過程中,使塵粒荷電,并在電場力的作用下使塵粒沉積在集塵_上,將塵粒從含塵氣體中分離出來的一種除塵設備。靜電除塵器是一種較為成熟的除塵技術,具有處理煙氣量大、壓力降小、日常維護費用少等特點。
靜電除塵器本身也屬于_除塵器,但是它的除塵效率容易受很多因素的影響,這些因素大致可以歸納為三個方面:煙塵性質、設備狀況和操作條件。如圖所示,各種因素的影響直接關系到電暈電流、粉塵比電阻、除塵器內的粉塵收集和二次飛揚這三個環節,_后的結果表現為除塵效率的高低。
由于靜電除塵器容易受眾多因素的影響而降低除塵效率,所以近年來針對它的改造比較常見,改造的主要途徑有三種:(1)靜電除塵器的自身改造。包括利用_技術對內部核心部件改造(如以阿爾斯通公司為代表的高頻電源技術、日本為代表的旋轉電_技術等)和常規增容改造(加寬、加高、加電場等)。(2)靜電除塵器改造為袋式除塵器。(3)靜電除塵器改造為電袋復合除塵器。
三、電袋復合除塵器
電袋復合除塵器是將靜電除塵器的一電場保留,在二、三電場中拆除所有_線、_板改為袋式除塵器的一種新型除塵裝置。它的除塵原理是將靜電和袋濾兩種機理結合在一起——粉塵先經過電場荷電,并除去大部分粉塵,然后再經過濾袋過濾。
電袋復合除塵器實際上是合理運用了靜電除塵器和布袋除塵器各自的除塵優點,又能充分克服靜電除塵和布袋除塵各自的缺點。在實際應用中,它具有如下特點:(1)除塵效率不受煤種、煙氣特性、飛灰比電阻影響,可以長期保持_、穩定、可靠運行,且排放濃度低于符合環保標準。(2)運行阻力低,濾袋清灰周期時間長。具有節能功效的電袋復合式除塵器濾袋的粉塵負荷量小,再加上粉塵荷電效應作用,因此濾袋形成的粉塵層對氣流的阻力小,易于清灰,比常規布袋除塵器_低的運行阻力。(3)濾袋使用壽命_長。由于濾袋清灰周期延長,所以清灰次數減少,且濾袋粉塵透氣性強、阻力低,濾袋的強度負荷小,從而延長濾袋使用壽命。不過,有_提出,電袋復合除塵器中前置的靜電除塵器在工作過程中易產生臭氧,會強氧化并且腐蝕布袋,造成破袋。我們的調研也印證了這一現象的存在。雖然可以通過改進布袋來減少這種情況的發生,但目前還無法_消除這一弊端。(4)運行、維護費用低。通過適量減少濾袋數量、延長濾袋的使用壽命、降低運行阻力、延長清灰周期等途徑能夠降低除塵器的運行、維護費用。