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(gè)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(yuǎn)遠(yuǎn)低于采用其他除塵技術(shù)。目前國(guó)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(dá)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(wàn)噸，若全國(guó)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(wàn)噸以上。袋式除塵器因高效的除塵特性可支持更加嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)近年來(lái)相繼修訂了一些行業(yè)的排放標(biāo)準(zhǔn)，顆粒物排放限值為30mg/Nm3以下，與以往相比雖已嚴(yán)格的多，但與國(guó)際先進(jìn)水平相比，仍顯落后。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各項(xiàng)排放標(biāo)準(zhǔn)的更加嚴(yán)格化是大勢(shì)所趨。實(shí)際上，我國(guó)袋式除塵技術(shù)已經(jīng)完全能夠支持更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。排放限值的進(jìn)一步降低，將對(duì)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(shí)際排放量，德國(guó)是15.6g/t，我國(guó)是2746g/t，約為德國(guó)的176倍。需要指出的是，袋式除塵器實(shí)現(xiàn)更為嚴(yán)格的顆粒物排放標(biāo)準(zhǔn)并不需要提高造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用，只要嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行，都能獲得好的效果。可以說(shuō)袋式除塵技術(shù)是目前解決我國(guó)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(shí)現(xiàn)減排
袋式除塵器對(duì)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(duì)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(shí)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(lái)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(yùn)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(guó)外已有應(yīng)用于更高溫度的實(shí)例。
2.煙氣高溫。例如烘干機(jī)、噴霧干燥機(jī)等的尾氣凈化。
3.高含塵濃度。可直接處理含塵濃度為1400mg/Nm3的氣體，并達(dá)標(biāo)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(jī)尾氣、煤調(diào)濕尾氣等。
6.除塵系統(tǒng)具有高負(fù)壓或高正壓。一些大型煤磨收塵系統(tǒng)的負(fù)壓為1.4萬(wàn)~1.6萬(wàn)Pa；大型高爐煤氣袋濾凈化系統(tǒng)的正壓可達(dá)到0.3MPa；而某些水煤氣袋濾凈化系統(tǒng)的正壓更高達(dá)0.6~4.0MPa。
實(shí)現(xiàn)對(duì)微細(xì)粒子的控制
微細(xì)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(duì)于高效捕集微細(xì)粒子，除袋式除塵器外還沒(méi)有更好的除塵技術(shù)。袋式除塵器對(duì)PM2.5塵粒的捕集效率可達(dá)到98%~99%。因而可以說(shuō)，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(xì)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(shí)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(kāi)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(lái)解決。
試驗(yàn)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(gè)“反應(yīng)層”的作用。若濾袋表面粉塵層厚度2.0mm，過(guò)濾風(fēng)速為1m/min，則含塵氣流通過(guò)粉塵層的時(shí)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(wú)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(duì)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(jià)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(huì)產(chǎn)生重新聚合的問(wèn)題。
根據(jù)對(duì)全國(guó)10家燃煤電廠28臺(tái)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(yùn)行。進(jìn)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(lái)一些電廠需三個(gè)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(kāi)發(fā)和節(jié)能工程的重要設(shè)備
在一些新能源開(kāi)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(kāi)發(fā)項(xiàng)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(jià)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(yùn)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(jì)效益十分顯著。占我國(guó)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(guó)電力行業(yè)解決顆粒物排放的最佳裝備之一。中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)袋式除塵委員會(huì)于2013年10月11日至18日組織專家對(duì)上海外高橋發(fā)電責(zé)任有限公司等10個(gè)燃煤電廠袋式除塵技術(shù)應(yīng)用情況進(jìn)行了調(diào)研，調(diào)查的10個(gè)電廠分別位于我國(guó)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(jī)組的裝機(jī)容量分別為：135MW、220MW、320MW、630MW、1000MW。涉及的袋式除塵器總計(jì)28臺(tái)。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(shí)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(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。調(diào)研的28臺(tái)袋式除塵器出口煙塵濃度全部在30mg/Nm3以下，其中19臺(tái)排放濃度≤20mg/Nm3，占調(diào)研總數(shù)的67.8%；6臺(tái)排放濃度≤10mg/Nm3，占21.4%。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)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(xiàn)。
2.自2001年內(nèi)蒙豐泰電廠開(kāi)創(chuàng)袋式除塵技術(shù)成功應(yīng)用的新局面以來(lái)，經(jīng)過(guò)十多年的不斷進(jìn)步，袋式除塵器的阻力已顯著降低。10個(gè)電廠28臺(tái)除塵設(shè)備的運(yùn)行表明，除塵器的阻力全部≤1200Pa，其中20臺(tái)的阻力≤1000Pa，占調(diào)研總數(shù)的71.4%。說(shuō)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(zhǎng)達(dá)數(shù)年。
3.濾袋破損曾經(jīng)是令人擔(dān)心的問(wèn)題，但隨著袋式除塵技術(shù)的進(jìn)步和濾料制造水平和質(zhì)量的提高，以及電廠對(duì)袋式除塵技術(shù)認(rèn)識(shí)的深化和維護(hù)管理規(guī)范化，使這一問(wèn)題不再令人擔(dān)心。10個(gè)電廠28臺(tái)袋式除塵器中，濾袋壽命超過(guò)52個(gè)月的11臺(tái)，占調(diào)研總數(shù)的39.3%，其中壽命最長(zhǎng)的分別為92個(gè)月、90個(gè)月和85個(gè)月；還有兩臺(tái)的濾袋壽命為60個(gè)月，另有4臺(tái)的濾袋壽命已經(jīng)使用了52~57個(gè)月，現(xiàn)在仍在使用；機(jī)組投運(yùn)未超過(guò)4年、濾袋正常使用的占53.6%，壽命仍在累積中，其中兩臺(tái)已分別使用36個(gè)月和40個(gè)月。只有兩臺(tái)除塵器的濾袋早期失效，其原因一個(gè)是機(jī)組頻繁啟停導(dǎo)致糊袋，至42個(gè)月時(shí)將濾袋更換；另一個(gè)是機(jī)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(gè)電廠的經(jīng)驗(yàn)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(jī)的電耗，但省去了電場(chǎng)高、低壓供電的電耗。10個(gè)電廠從應(yīng)用實(shí)踐得出結(jié)論：就三電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)曾經(jīng)擔(dān)心袋式除塵器的維護(hù)檢修工作量大。10個(gè)電廠的應(yīng)用實(shí)踐證明，只要袋式除塵器濾料正常使用壽命達(dá)到電廠要求的3~4年，其維護(hù)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(yùn)行。進(jìn)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(gè)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(jiàn)了。
7.電力行業(yè)對(duì)袋式除塵技術(shù)的認(rèn)識(shí)不斷深化，對(duì)袋式除塵系統(tǒng)的重視程度顯著提高，對(duì)袋式除塵系統(tǒng)的管理顯著加強(qiáng)，這是袋式除塵系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期正常運(yùn)行的重要因素。這也說(shuō)明袋式除塵器技術(shù)確實(shí)給電廠帶來(lái)實(shí)實(shí)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(xiàn)。
與國(guó)外燃煤鍋爐相比，我國(guó)煤種來(lái)源變化多、煤質(zhì)條件差、含硫量高、鍋爐運(yùn)行條件不穩(wěn)定、現(xiàn)場(chǎng)管理水平欠缺，導(dǎo)致了我國(guó)燃煤鍋爐煙氣條件比國(guó)外苛刻得多，在諸多的困難和風(fēng)險(xiǎn)面前，袋除塵行業(yè)頂住了技術(shù)、資金壓力，經(jīng)過(guò)與現(xiàn)場(chǎng)用戶的共同努力及多年的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，袋除塵技術(shù)取得了很大的成就，從袋除塵的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用水平與針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)煙氣的適應(yīng)性，以及應(yīng)對(duì)技術(shù)方案的水平，我國(guó)的袋除塵技術(shù)已走在世界前列，這就為我國(guó)袋除塵行業(yè)進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)積累了豐富的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，并打下扎實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)和工程基礎(chǔ)。
袋式除塵技術(shù)的進(jìn)步
近幾年我國(guó)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(dòng)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(kuò)大。
我國(guó)的高爐煤氣袋濾凈化在世界上率先實(shí)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(wú)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(zhǎng)期以來(lái)，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(lái)越多，濾袋平均使用壽命為3年左右，也有的超過(guò)4年或更長(zhǎng)。用于300MW機(jī)組的袋式除塵器已很普遍，與2×660MW機(jī)組配套的脫硫、脫硝除塵一體化的袋式除塵機(jī)組已投入運(yùn)行。
2013年我國(guó)袋式除塵技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)在主機(jī)、濾料、自動(dòng)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(kāi)發(fā)、生產(chǎn)等方面取得突破，高端纖維的國(guó)產(chǎn)化帶動(dòng)了國(guó)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(guó)產(chǎn)化，使原來(lái)進(jìn)口濾料占據(jù)主要市場(chǎng)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(guó)產(chǎn)濾料的比例越來(lái)越大，高端濾料的國(guó)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(jìn)展，2013年已大批量生產(chǎn)和工業(yè)化試用。自主開(kāi)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(duì)于煙氣的高溫、高濕、高濃度以及微細(xì)粉塵、吸濕性粉塵、琢磨性粉塵、易燃易爆粉塵有了更強(qiáng)的適應(yīng)性，在加強(qiáng)清灰、提高效率、降低消耗、減少故障、方便維修方面達(dá)到了更高的水平。袋式除塵技術(shù)的開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)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(wàn)m3/h以上），適應(yīng)大型燃煤鍋爐機(jī)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(zhǎng)期在800Pa以下運(yùn)行已很常見(jiàn)，適應(yīng)了國(guó)家節(jié)能減排的需要；
3.以合理清灰強(qiáng)度為特征的清灰技術(shù)的進(jìn)步，滿足長(zhǎng)濾袋清灰要求；
4.開(kāi)發(fā)出氣流分布技術(shù)和計(jì)算機(jī)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(zhǎng)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(guó)產(chǎn)纖維的開(kāi)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(duì)濾料的要求；
6.超細(xì)（亞微米級(jí)）纖維的研發(fā)，以提升對(duì)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(jí)，適應(yīng)了袋式除塵器高強(qiáng)度清灰和穩(wěn)定運(yùn)行的要求；
9.PLC、DCS控制技術(shù)升級(jí)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(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告《袋式除塵行業(yè)2013年發(fā)展綜述》
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