高溫廢氣過(guò)濾除塵技術(shù)研究進(jìn)展
摘要:介紹了高溫廢氣除塵技術(shù)的種類及特點(diǎn),討論了過(guò)濾式除塵器的種類和過(guò)濾機(jī)理,重點(diǎn)綜述了國(guó)內(nèi)外高溫廢氣除塵技術(shù)的研究現(xiàn)狀,最后探討了高溫廢氣除塵技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞:高溫廢氣,過(guò)濾,研究進(jìn)展
1 高溫廢氣除塵的特點(diǎn)
冶金、機(jī)械、化工、電力等行業(yè)的各種工業(yè)爐窯所排放出來(lái)的廢氣不僅溫度高,而且含有大量的粉塵和有害氣體,是造成環(huán)境污染的主要因素之一。高溫條件下,由于廢氣黏滯力有較大變化,濕度大幅下降,細(xì)顆粒凝聚現(xiàn)象大為降低,所以對(duì)微粒的分離有較高難度[1 ] 。布袋式除塵器不能承受廢氣的高溫,濕式除塵使其熱能不能得到綜合利用;靜電除塵存在一次性投資高,占地面積大和絕緣等方面的問(wèn)題[2 ,3 ] 。目前,我國(guó)高溫含塵廢氣的處理方法大多是通過(guò)水冷凝,將高溫廢氣降至200 ℃左右,再用布袋除塵器除塵,這不僅增加了冷凝設(shè)備的投資和運(yùn)行費(fèi)用,也使大量的熱能流失[4 ] 。因此,新的高溫廢氣除塵技術(shù)是亟需開發(fā)的重要課題。
2 高溫廢氣除塵技術(shù)的種類
高溫廢氣除塵技術(shù)有:旋風(fēng)除塵、濕法除塵、靜電除塵、過(guò)濾除塵等。
EPRI 曾綜合除塵效率、經(jīng)濟(jì)性等因素,對(duì)各種高溫氣體除塵技術(shù)作過(guò)總結(jié),結(jié)果如表1 所示[5 ] 。
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3 過(guò)濾除塵器的主要種類
3. 1 袋式過(guò)濾除塵器
袋式除塵器是目前使用最多的過(guò)濾式除塵器。其除塵效率高,對(duì)亞微米級(jí)粉塵也有很高的除塵效率,不會(huì)造成二次污染,便于直接回收干料。袋式除塵器在大氣污染的治理方面做出了巨大貢獻(xiàn),目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用越來(lái)越廣,已占除塵設(shè)備的80 %。但在燃煤電廠鍋爐高溫除塵等方面,袋式除塵技術(shù)尚未能完全適應(yīng),有待進(jìn)一步改進(jìn)和完善,這與濾材性能提高和技術(shù)進(jìn)步密切相關(guān)。
濾料是組成袋式除塵器的核心,其性能對(duì)袋式除塵器操作有很大影響。選擇濾料時(shí)必須考慮含塵氣體的特征,如粉塵和氣體性質(zhì)(溫度、濕度、粒徑和含塵濃度等) 。性能良好的濾料應(yīng)容塵量大、吸濕性小、效率高、阻力低、使用壽命長(zhǎng), 同時(shí)具備耐濕、耐磨、耐腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。
3. 2 顆粒床過(guò)濾除塵器
顆粒床除塵器是利用物理和化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定的固體顆粒如石英砂等組成過(guò)濾層,通過(guò)顆粒間的空隙和曲折通道來(lái)發(fā)揮過(guò)濾作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體的除塵。顆粒床除塵器具有耐高溫、持久性好的優(yōu)點(diǎn),且能自清灰而實(shí)現(xiàn)連續(xù)過(guò)濾除塵,除塵效率一般在90 %以上,最高可達(dá)99 %。
3. 3 全濾餅式過(guò)濾除塵器
全濾餅式過(guò)濾除塵器(表面過(guò)濾器) 的濾材僅僅起一個(gè)支撐濾餅的骨架作用,系統(tǒng)始終維持在一個(gè)最優(yōu)的濾餅厚度范圍內(nèi), 讓粉塵形成的濾餅高效過(guò)濾粉塵。它具有耐高溫 (1 000 ℃) ,不易結(jié)霧,不易堵塞,清灰效果好,操作維修方便,價(jià)格低等特點(diǎn),對(duì)于超細(xì)粉塵(5μm 以下) 的煙氣排放質(zhì)量濃度可控制在5 mg/ m3 以下,特別適用于處理粘附性強(qiáng)及吸濕性強(qiáng)的粉塵[6 ] 。
3. 4 燒結(jié)多孔金屬過(guò)濾除塵器
燒結(jié)金屬除塵是利用燒結(jié)金屬多孔材料對(duì)含塵氣體進(jìn)行凈化。燒結(jié)多孔金屬過(guò)濾器可以對(duì)5μm以下的塵粒進(jìn)行精細(xì)除塵。在常溫下,多孔金屬材料具有整體強(qiáng)度好(強(qiáng)度是陶瓷材料的數(shù)倍) ,不發(fā)生斷裂,長(zhǎng)期工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)[7 ] 。但是在高溫下,其強(qiáng)度和耐蝕性低于陶瓷材料。
3. 5 多孔陶瓷過(guò)濾除塵器
從20 世紀(jì)70 年代以來(lái),世界先進(jìn)國(guó)家一直不斷研究各種材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的多孔陶瓷過(guò)濾器,用來(lái)進(jìn)行高溫過(guò)濾除塵, 已取得了良好效果。多孔陶瓷的主要物理性能指標(biāo)是孔隙率、滲透率、彎曲強(qiáng)度。研究表明,與其他類型的除塵器相比,多孔陶瓷過(guò)濾器的除塵效率高,可達(dá)99 %以上,能除去5 μm以上的塵粒,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,最重要的是耐高溫,工作溫度可達(dá)800 ℃以上,并且在氧化、還原等高溫環(huán)境下具有良好的抗腐蝕性,因此多孔陶瓷過(guò)濾器在高溫除塵方面可起重要作用[8 ,9 ] 。
多孔陶瓷的制造方法主要有無(wú)粘結(jié)劑燒結(jié)工藝、反應(yīng)燒結(jié)工藝和化學(xué)蒸汽滲透工藝。制造多孔陶瓷的材料分為氧化物材料(氧化鋁、堇青石等) 和非氧化物材料(碳化硅、氮化硅等) 。選擇和設(shè)計(jì)多孔陶瓷的材料和制備工藝,對(duì)陶瓷過(guò)濾器的性能及價(jià)格都有直接影響[10 ] 。
陶瓷過(guò)濾器按其結(jié)構(gòu)型式可分為:陶瓷纖維袋式過(guò)濾器、織狀陶瓷過(guò)濾器、燭狀(或管狀) 陶瓷過(guò)濾器、交叉流式陶瓷過(guò)濾器、蜂房式過(guò)濾器幾種[8 ] 。按陶瓷材料特性又可分為剛性陶瓷過(guò)濾器、柔性陶瓷過(guò)濾器。
陶瓷纖維過(guò)濾器和織狀過(guò)濾器的柔度較大,故稱為柔性陶瓷。該種陶瓷的形狀極易改變,可做成多種形狀,其核尺寸較大,晶格密度較小。其組成材料包括:各種配比的氧化硅、氧化鋁、氧化硼組合;氧化鋁、氧化硅石組合;碳化硅、氧化硅組合。
燭狀過(guò)濾器、交叉流式過(guò)濾器、蜂房式過(guò)濾器均屬剛性陶瓷過(guò)濾器。剛性陶瓷過(guò)濾器材料可用氧化物、非氧化物及其混合物組成,最普遍的氧化物包括:氧化鋁、多鋁紅柱石 (3Al2O3·2SiO2) 、堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2) 、硅酸鋁泡沫、黏土組合鋁、火燒黏土及由化學(xué)蒸汽滲透(CVI) 而產(chǎn)生的連續(xù)陶瓷纖維組合而成。非氧化物包括:黏土結(jié)合的碳化硅、燒結(jié)的氮化硅、再結(jié)晶碳化硅及由化學(xué)蒸汽滲透(CVI) 而產(chǎn)生的碳化硅強(qiáng)化纖維。剛性陶瓷的核尺寸較小,晶格密度較高。見報(bào)道的日本Asahi 公司生產(chǎn)的均質(zhì)堇青石陶瓷濾管孔徑為40 - 60 mm ,耐溫達(dá)1 000 ℃,抗熱沖擊性較好[11 ] 。
泡沫陶瓷過(guò)濾器是一種氣孔率高達(dá)70 % - 90 % ,體積密度只有0. 3 - 0. 6 g/ cm3 ,具有三維立體網(wǎng)絡(luò)骨架和相互貫通氣孔結(jié)構(gòu),強(qiáng)度沒(méi)有方向性的變化的多孔陶瓷制品。泡沫陶瓷使用方便、價(jià)格便宜、制造工藝簡(jiǎn)單,通常用回彈性高、孔徑均勻的泡沫塑料作為前驅(qū)體浸漬陶瓷料漿燒制而成。它除了具有耐高溫、耐腐蝕等一般陶瓷所具有的性能外,且具有密度小、氣孔率高、比表面積大,對(duì)流體自擾性強(qiáng)等特點(diǎn)[12 ] 。
4 國(guó)外高溫過(guò)濾除塵技術(shù)的研究現(xiàn)狀
美國(guó)高溫氣體陶瓷凈化除塵技術(shù)的研究起步較早,其主要的代表技術(shù)有陶瓷過(guò)濾技術(shù)、顆粒床過(guò)濾技術(shù)和錯(cuò)流過(guò)濾技術(shù)等[5 ] 。
全美從事陶瓷除塵技術(shù)的機(jī)構(gòu)很多,其中Westinghouse (西屋) 是最典型的一個(gè)。其陶瓷管高溫氣體過(guò)濾技術(shù)較為成熟,具有以下特點(diǎn): ①整套系統(tǒng)具備相當(dāng)高的除塵效率,且壓力損失始終保持穩(wěn)定; ②密封、金屬結(jié)構(gòu)及脈沖反沖管具備良好操作特性; ③瓷管的整體機(jī)械強(qiáng)度高; ④系統(tǒng)可靠性好,這主要表現(xiàn)在系統(tǒng)操作范圍寬且不形成灰餅等。
德國(guó)Schumacher 公司、美國(guó)西屋公司、日本的AsahiGlass 公司等[8 ] 已開發(fā)出燭狀陶瓷過(guò)濾器,除塵效率均達(dá)99 %以上。燭狀陶瓷過(guò)濾器適用于高溫(260 - 1 093 ℃) 、高壓(1. 0 - 3. 0 MPa) 條件下塵粒去除。當(dāng)輸入載荷達(dá)0. 5 %時(shí),輸出塵粒粒度小于0. 5μm ,體積分?jǐn)?shù)低于5 ×10 - 6 ,滿足高溫高壓煤(煙) 氣凈化要求。英國(guó)Grimethorpe 電廠測(cè)試了燭狀陶瓷過(guò)濾器特性[8 ] 。
美國(guó)西屋公司開發(fā)的交叉流式過(guò)濾器[8 ] 可在650 - 900 ℃,1. 0 - 3. 0 MPa 條件下運(yùn)行,在加利福尼亞Montebello 的 Texaco 氣化爐上做了示范試驗(yàn)并經(jīng)過(guò)了8 000 h 的測(cè)試。日本旭硝子株式會(huì)社[12 ]開發(fā)研制的高溫廢氣處理用陶瓷過(guò)濾器為圓管狀多孔堇青石(LOTEC - M) ACTF 型陶瓷管過(guò)濾器,孔徑為40 - 60μm ,方向孔徑無(wú)梯度,通孔率為16 % - 22 % ,抗彎強(qiáng)度為15 - 18 MPa ,耐熱性優(yōu)良, 可處理高達(dá) 1 000 ℃的高溫含塵煙氣,幾乎能100 %地過(guò)濾直徑大于孔徑的1/ 20 以上的粉塵。為了使過(guò)濾器能連續(xù)運(yùn)行,采用反洗的方式進(jìn)行定期清灰,即通過(guò)安裝在各清潔室出口的噴射器,將高壓反洗氣流短時(shí)間吹入清潔室內(nèi),一般在0. 2 - 0. 3 s 完成, 并可聯(lián)機(jī)反洗, 其收塵效率達(dá)99. 999 %。芬蘭的 Ahlstrow公司和美國(guó)的Babcock&Wilcox 公司等鍋爐制造廠都引進(jìn)了ACTF 技術(shù)。
旭硝子株式會(huì)社還開發(fā)了APT 型顆粒捕集器。該捕集器的過(guò)濾器主要材質(zhì)為堇青石。堇青石是以電熔法制造的堇青石玻璃經(jīng)結(jié)晶化處理而制得的。將堇青石制成具有一排貫穿孔的平板,并在一邊預(yù)留一定間隔的狹縫(用于凈化氣體的排出) ,然后將一定數(shù)量(根據(jù)處理廢氣量確定) 的平板疊層制成過(guò)濾器部件,整體呈盒狀。其常用規(guī)格為:高140 mm ×寬103 mm ×長(zhǎng)200 mm、體積2. 9 L、重量1. 8 kg、貫通孔形狀3 mm ×5 mm(橢圓形) 、貫通孔數(shù)量17 ×37、過(guò)濾面積0. 9 m2 。一般采用高壓空氣(0. 6 - 0. 8 MPa) 脈沖氣流進(jìn)行反吹,將顆粒堆積層吹落,反吹時(shí)間為0. 2 - 0. 5 s。APT裝置在1 000 h 運(yùn)行考核中,顆粒捕集率在96 %以上,壓力損失保持在9 - 11 kPa。
俄羅斯S.V. Entin 等[13 ]進(jìn)行了耐火材料生產(chǎn)中除塵工藝的研究,并設(shè)計(jì)出一套實(shí)驗(yàn)裝置。該裝置采用的是盤狀多孔不銹鋼過(guò)濾板對(duì)含塵氣體進(jìn)行過(guò)濾。除塵過(guò)程中,含塵氣體通過(guò)進(jìn)氣管進(jìn)入過(guò)濾器的除塵室,粉塵粒子沉積到過(guò)濾體的外表面,處理后的氣體穿過(guò)過(guò)濾體進(jìn)入凈氣室,最終由出氣管排出。采用U 形管壓力計(jì)測(cè)定過(guò)濾阻力,通過(guò)過(guò)濾器的氣體體積由壓縮空氣測(cè)量試管和MMN 微型壓力計(jì)控制,過(guò)濾效果由過(guò)濾器內(nèi)外氣體的含塵濃度對(duì)比進(jìn)行評(píng)價(jià)。該裝置適用于建筑材料、食品、化工、冶金以及核電等行業(yè)。俄羅斯B.L. Krasnyi 等[14 ] 深入研究多孔陶瓷過(guò)濾元件后認(rèn)為:利用多孔陶瓷作為過(guò)濾元件具有很多優(yōu)點(diǎn),如高的使用溫度和高的耐熱性、耐腐蝕、抗振性,能同時(shí)除去粉塵及氮氧化物等。但該種陶瓷必須利用特殊工藝進(jìn)行生產(chǎn),以便控制其孔徑和孔徑分布。這種多孔陶瓷根據(jù)拓?fù)鋵W(xué)規(guī)律可以分為2 類,即:有組織性和無(wú)組織性微觀結(jié)構(gòu)材料。無(wú)組織性微觀結(jié)構(gòu)的陶瓷由粉末和纖維或兩者混合而成。由粉末制得的多孔陶瓷開孔率為20 % - 45 % ,孔徑為5 - 400μm。而由纖維制得的多孔陶瓷開孔率為30 % - 90 % ,孔徑為5 - 200μm。有組織性微觀結(jié)構(gòu)的多孔陶瓷包括網(wǎng)狀、細(xì)胞狀、蜂窩狀等結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)由預(yù)置系統(tǒng)決定。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的材料由紡織或編織機(jī)制得的陶瓷纖維所制成,其開孔率為20 % - 80 % ,孔徑約20 - 200μm ,但是由于其高溫下使用壽命短,用壓縮空氣噴吹清灰再生后易破壞,所以未能得到廣泛應(yīng)用。由陶瓷片充填細(xì)胞狀泡沫多孔脈石制得的細(xì)胞滲透陶瓷材料其開孔率為75 % - 95 % ,孔徑為200 - 500μm;而采用特制鋼模擠壓可塑性陶瓷粉末或其與纖維質(zhì)混合物所制得的細(xì)胞滲透材料,其生坯干燥焙燒后開孔率為50 % - 80 % ,方形開孔尺寸約800 - 7 000μm。B. L. Krasnyi 等最終研制出FKI - 45 除塵器,屬袋式除塵器。裝置中采用盤狀多孔滲透陶瓷制造管狀過(guò)濾器件,直徑為60 - 62 mm ,厚度約8 - 23 mm , 可以耐1 000 ℃高溫。
日本Imada. K. 等[15 ]在廢氣除塵移動(dòng)床材料的研究中, 用作移動(dòng)床的材料為顆粒直徑1 - 10 mm、氣孔率20 % - 60 %的多孔粒徑材料。該移動(dòng)床材料已被應(yīng)用于煉鋼、煉鐵、焦炭爐的廢氣除塵。
英國(guó)太棉公司(TENMAT) 研制的太棉高溫氣體過(guò)濾器是專門為超過(guò)袋式除塵器、電除塵器等傳統(tǒng)除塵器所承受的工作溫度而開發(fā)的一種硬式表面過(guò)濾器。太棉可長(zhǎng)期應(yīng)用于 1 200 ℃的高溫?zé)煔庀到y(tǒng),最高可耐1 600 ℃,使用過(guò)程中遇火不燃燒,具有超強(qiáng)的耐酸堿性能,使用壽命長(zhǎng)達(dá)10 a 以上, 而袋式除塵器一般1 a 多就需更換。同時(shí),太棉除塵器能過(guò)濾小于1μm的塵粒,過(guò)濾效率達(dá)99. 99 %以上。由于太棉過(guò)濾器濾料好、設(shè)備簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)、不用維護(hù)等優(yōu)勢(shì),使得除塵總費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于袋式除塵設(shè)備。
5 國(guó)內(nèi)高溫過(guò)濾除塵技術(shù)的研究現(xiàn)狀
我國(guó)現(xiàn)有工業(yè)窯爐近20 萬(wàn)座,年耗煤(焦炭) 量約2 億 t ,在生產(chǎn)過(guò)程中,排放大量高溫含塵有害氣體,嚴(yán)重地污染了大氣環(huán)境。其排放尾氣的特點(diǎn)是:溫度高,含塵濃度高,黑度大,溫度和煙氣量變化范圍廣。
我國(guó)鍋爐除塵裝置制造技術(shù)已經(jīng)歷了4 個(gè)發(fā)展階段, 即:干式旋風(fēng)除塵,文丘里水膜除塵,高壓靜電除塵,袋式除塵[16 ] 。
廣東省東莞市垃圾電廠鍋爐上已成功地應(yīng)用袋式除塵裝置,其除塵效率高達(dá)99 %以上。目前采用袋式除塵的鍋爐最大已達(dá)680 t/ h。寶鋼在高爐建設(shè)時(shí)所采用的也是布袋除塵器,除塵效果良好,實(shí)現(xiàn)了“無(wú)超標(biāo)排放”的目標(biāo)[17 ] 。北京市勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所齊金彥等[18 ]開發(fā)研究了陶瓷微孔管過(guò)濾式除塵器,其結(jié)構(gòu)及過(guò)濾機(jī)理與袋式過(guò)濾器相同,不同的是陶瓷微孔管在反吹時(shí)形狀保持不變,所形成的一次粉塵層免遭破壞,除塵效率保持不變。高溫?zé)煔庥锰沾少|(zhì)微孔管過(guò)濾式除塵器,不需采用降溫冷卻措施,可省去部分投資,并可進(jìn)行熱回收。該除塵器除塵效率高,過(guò)濾后的潔凈氣體對(duì)熱交換管束不存在腐蝕和堵塞問(wèn)題。該除塵器耐磨損、耐急冷急熱性能好,使用壽命長(zhǎng)。
華中科技大學(xué)姬宏杰等[19 ]利用泡沫陶瓷對(duì)高溫焦?fàn)t煤氣過(guò)濾技術(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。孔隙率為85 %的泡沫陶瓷片在模擬氣體(粉塵粒徑為75μm以下) 流量為0. 15 - 1. 05 L/ h 時(shí),其粉塵過(guò)濾效率均> 90 %。
清華大學(xué)資新運(yùn)等[20 ]建立了基于泡沫陶瓷微粒過(guò)濾單元的三維物理模型和氣粒兩相流模型。通過(guò)模擬計(jì)算,分析了氣體流速、微粒粒徑、泡沫陶瓷微孔參數(shù)對(duì)微粒擴(kuò)散攔截和慣性碰撞攔截效率的影響。
西安交通大學(xué)高鐵瑜[21 ]對(duì)燃煤聯(lián)合循環(huán)陶瓷過(guò)濾器過(guò)濾流動(dòng)進(jìn)行了深入的研究,分析了影響陶瓷過(guò)濾元件過(guò)濾性能的幾種重要機(jī)制以及重要的影響因素,提出“實(shí)際分級(jí)最小厚度”概念,這是過(guò)濾精度在陶瓷過(guò)濾元件壁厚上的度量值,有望為今后陶瓷過(guò)濾元件的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供必要的理論依據(jù)。同時(shí)提出: ①在陶瓷過(guò)濾元件制備時(shí),應(yīng)盡可能選取直徑相近的陶瓷顆粒; ②錐狀截面陶瓷過(guò)濾元件的壓降要稍低于柱狀截面陶過(guò)濾元件的變化幅度,而且相同的位置處壓降和速度值也低些,在同一流速下,壓降隨陶瓷顆粒直徑的減小而增大; ③為減小或消除過(guò)濾過(guò)程的粉塵“架橋”現(xiàn)象,應(yīng)該使孔隙率沿軸向從封閉端到開口端逐漸增大,孔隙率沿軸向的這種變化對(duì)脈沖反吹清洗也是有利的; ④脈沖反吹清洗過(guò)程中,燭狀陶瓷過(guò)濾元件沿軸向各個(gè)部位脈沖壓力峰值隨著噴射壓力的增大而增大。陶瓷過(guò)濾元件開口端壓力峰值明顯高于中部和封閉端壓力峰值,而中部、封閉端壓力峰值接近。
西安交通大學(xué)徐廷相等[22 ]研究了含塵超音速高溫高壓氣體的氣固兩相分離過(guò)程,提出了用增加縮放噴管長(zhǎng)度的方法,使含塵高溫高壓氣體中的灰塵顆粒獲得實(shí)現(xiàn)氣固兩相分離所必需的更高動(dòng)量的途徑。采用這種氣體凈化概念有可能使大于5μm的灰塵顆粒和大部分小于5 μm 的顆粒從含塵氣體中清除掉。
中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所楊金權(quán)等[23 ]采用D50 mm ×480 mm等效孔徑40μm普通不銹鋼制作了高溫?zé)Y(jié)金屬絲網(wǎng)過(guò)濾器進(jìn)行了試驗(yàn)。煤氣溫度為460 - 638 ℃,進(jìn)口粉塵質(zhì)量濃度為1. 0 - 25. 0 g/ m3 ,在不同入口粉塵質(zhì)量濃度及不同過(guò)濾氣速下,過(guò)濾效率均大于99 % ,最高達(dá)99. 9 % , > 20μm的顆粒去除率為100 %。試驗(yàn)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行穩(wěn)定, 過(guò)濾元件(管) 反吹性能良好,安裝固定容易,無(wú)損壞現(xiàn)象。該研究在過(guò)濾效率、反吹清灰及運(yùn)行特性方面取得了較好效果,為該技術(shù)進(jìn)一步開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
上海化工研究院黃曉衛(wèi)等[24 ]開發(fā)的全濾餅式過(guò)濾除塵器,濾餅為不銹鋼濾料,除塵效率理論值幾乎為100 % ,其在結(jié)構(gòu)形式上及清灰技術(shù)上都有與眾不同之處,除塵流程操作全部由可編程序控制器(PLC) 控制,極易與計(jì)算機(jī)接口。此過(guò)濾器的另一關(guān)鍵技術(shù)是采用了大通量的高溫程控延期換向閥,這種具有特殊結(jié)構(gòu)形式的高溫?zé)煔鈸Q向閥的開發(fā)成功是整個(gè)高溫?zé)煔獬龎m技術(shù)的重要保證。它可以實(shí)現(xiàn)高精度要求的除塵,對(duì)于一定粒度的粉塵,出口濃度(過(guò)濾效率) 可以通過(guò)控制過(guò)濾風(fēng)速,過(guò)濾材料和過(guò)濾阻力而達(dá)到。
國(guó)家電力公司熱工研究院許世森[25 ]研究溫度等因素對(duì)移動(dòng)顆粒層過(guò)濾高溫除塵性能的影響規(guī)律,首次提出溫度與捕集比的理論關(guān)系式,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,得到了移動(dòng)顆粒層在高溫狀態(tài)下進(jìn)行過(guò)濾除塵的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,為移動(dòng)顆粒層過(guò)濾高溫除塵工藝的放大和工程化打下基拙。
國(guó)家電力公司熱工研究院夏軍倉(cāng)等[26 ]研究開發(fā)出一套移動(dòng)顆粒層高溫高壓煤氣除塵中試系統(tǒng),通過(guò)實(shí)際煤氣考核試驗(yàn)研究,積累和掌握了系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律和設(shè)計(jì)依據(jù),為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)工程化奠定了基礎(chǔ)。試驗(yàn)表明,該過(guò)濾器能實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的除塵過(guò)程,除塵效率較高,可達(dá)99. 65 % - 99. 80 % , > 20μm的顆粒去除率為100 %。大型化后可適用于高溫氣體的過(guò)濾除塵。
6 高溫?zé)煔膺^(guò)濾除塵技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
(1) 加強(qiáng)泡沫陶瓷高溫高效除塵技術(shù)的研究,提高陶瓷過(guò)濾器的除塵效率及其韌性,改善其清灰再生技術(shù),延長(zhǎng)使用壽命。
(2) 進(jìn)一步提高袋式除塵設(shè)備的性能,使其適應(yīng)于高溫、高含塵濃度、大煙氣量的需要,延長(zhǎng)其使用壽命。
(3) 重視除塵機(jī)理研究,探索現(xiàn)有各種除塵技術(shù)的基本規(guī)律,作為設(shè)計(jì)和改進(jìn)設(shè)備的依據(jù)。
(4) 加快對(duì)顆粒床除塵器的研究,提高其對(duì)細(xì)微塵粒的捕集效率,進(jìn)一步研究系統(tǒng)磨損問(wèn)題及運(yùn)行的控制因素。目前,高溫?zé)煔獬龎m技術(shù)發(fā)展迅速,特別是美、德、日正努力控制煙氣含塵排放濃度趨向目視為“零”,即除塵器出口濃度接近大氣中的含塵濃度。因此,我們必須緊跟世界步伐,與國(guó)際接軌,加強(qiáng)與國(guó)際社會(huì)在環(huán)境保護(hù)方面的深入合作,充分借鑒利用高新技術(shù),不斷創(chuàng)新,開發(fā)出經(jīng)濟(jì)實(shí)用的新型高溫高效煙氣除塵設(shè)備。
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