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| 我國對于除塵技術及設備研究與開發 |
| 2015/11/21 閱讀次數：[2192] |
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我國是一個能源生產與消費大國，大氣環境污染基本特征是直接燃煤的煤煙型大氣污染。20世紀末，國內大中城市由煤煙型大氣污染向煤煙與汽車尾氣復合型污染轉移。因此除塵設備的開發是當前研究的熱點問題。
一般來說，除塵設備主要技術性能有4點：一是可處理氣體量；二是除塵效率；三是阻力（壓力損失）；四是負荷適應性，這是考察除塵器技術性能的首要問題。此外，還需考慮除塵設備占地面積、投資與運行費用、操作與檢修復雜程度、有無二次污染等因素。
2常見除塵器分析
在大氣顆粒污染物防治中，常見除塵器有：機械除塵器、濕式除塵器、過濾式除塵器、靜電除塵器、電袋復合式除塵器等5大類。
2.1機械除塵器
常見的機械除塵器有：干（濕）式重力沉降室、慣（惰）性除塵器、旋風除塵器等3種類型。由于旋風除塵器普及率較高，因此，在國內4t/h以下的鍋爐有較大的代表性。
機械除塵器結構簡單，安裝-維護-管理方便，投資小，運行費用低；主要用于凈化非粘性、非纖維性粉塵，但除塵效率較低，一般用于一級除塵或環境空氣質量要求相對較低區域的普通鍋爐除塵。
2.2濕式洗滌除塵器
濕式除塵器有兩種類型：一是含塵氣體沖入液體內洗滌氣體，塵粒被加濕，而被液滴、液膜捕集，例如：水浴（膜）除塵器、自激式除塵器；二是將凈水噴入含塵氣體中，使塵粒與液滴、液膜發生相互碰撞而被捕集。目前，國內較有代表性的濕式除塵器有：自激式除塵器、文丘里水膜除塵器、麻石（花崗巖）水膜除塵器。因噴淋塔-淋浴式除塵器用于水泥廠機立窯的窯尾煙氣二級除塵效果較好，故廣泛應用于環境空氣質量功能較低區域中型水泥廠機立窯煙氣除塵。
濕式洗滌除塵器的問題是：除塵水泥漿處理困難，氣態污染物溶于水中造成二次污染，設備腐蝕嚴重。
2.3過濾式除塵器
過濾式除塵器，比較常見的是袋式除塵器和顆粒層除塵器。目前，國內外較有代表性的過濾除塵器是袋式除塵器。袋式除塵器，對粒徑<1μm塵粒，具有較好的捕集效果。若適用性選擇和設備運行得當，其除塵效率可達99.9%以上。它可處理高比電阻粉塵，并有利于干粉塵回收利用。
袋式除塵器的不足之處是：設備體積較大，結構復雜，建設投資和運行費用較高；因滌綸濾袋適用溫度為120℃左右，玻璃纖維濾袋適用溫度為250℃左右，不宜處理高溫、高濕、強腐蝕性氣體；同時，一般濾袋壽命在1年左右，使用壽命較短，但國外進口濾袋壽命可達3年左右。
2.4靜電除塵器
目前，國內的靜電除塵器多為板式，管式靜電除塵器比較少見。影響靜電除塵器除塵效率的關鍵因素是塵粒比電阻，一般塵粒比電阻104～1011Ω·cm較適宜，其主要技術性能參數與應用范圍，見表1。
靜電除塵器的性能優越，自動化程度和除塵效率高，可處理高溫和大流量氣體，是目前國內外廣泛推崇的高效除塵器。
靜電除塵器的主要問題是：設備占地面積大，安裝精度要求高，對處理粉塵比電阻范圍有一定要求，建設投資和運行費用都很大。
2.5電袋復合式除塵器
電袋復合式除塵器原理：煙氣先經前級靜電除塵區，大部分煙塵由靜電除塵方式被收集，未被捕集的荷電塵粒，再均勻入后級布袋除塵區，達到凈化目的；其中：靜電除塵區原理起到以下兩個作用。
2.5.1除塵作用
FE型電袋復合式除塵器，充分發揮靜電除塵器一電場高除塵效率特點，利用靜電除塵區，先去除煙氣80%煙塵，降低入布袋除塵區煙塵濃度與粗顆粒含量；后級布袋除塵區僅收集剩余<20%煙塵（圖1）。
此外，通過電場荷電作用，使進入后級布袋區的塵粒特性發生改變，成為荷電粉塵，為布袋除塵建立一種新的工作條件。
2.5.2荷電作用
理論與實踐證明：荷電塵粒自靜電除塵區入濾袋區后，大部分帶負電荷塵粒在趨近和到達濾袋表面時，因荷電塵粒帶相同電荷，同性電荷塵粒相互排斥，在濾袋表面形成規則有序、結構疏松的粉塵層。
此外，部分異性荷電塵粒發生電凝并作用，吸附濾袋表面形成粉塵層前，由小顆粒凝并成較大顆粒，更易被濾袋阻留。運行設備大量試驗比對結果表明：電袋除塵器中煙塵經靜電除塵區收集后，濃度與細度降低、煙塵荷電等有積極作用，除塵器電場阻力更低、出口煙塵濃度更小。
因荷電塵粒吸附作用形成的粉塵層特性發生根本性變化，既改變粒徑狀態，又改變塵粒堆積特性，較常規布袋中不同粒徑不帶電荷粒子形成的粉塵層透氣性與粉塵清灰性能更好，對提高微細塵粒（粒徑<10μm）捕集效率有明顯作用。
2.5.3主要性能特點
（1）除塵效率長期高效穩定。FE型電袋復合式除塵器除塵效率不受煤種和粉塵特性影響，且對細微和超細微粒捕集效果優于其他類型除塵裝置，煙（粉）塵排放濃度可長期達到30mg/Nm3，具有長期高效、穩定性。
（2）設備運行阻力小。FE型電袋復合式除塵器在靜電除塵區的除塵與荷電作用下，并通過多項技術措施，降低各環節阻力，大幅降低了除塵器運行阻力。
（3）節能效果顯著。FE型電袋復合式除塵器既可長期高效穩定保證煙塵排放濃度≤30mg/Nm3，且在相同煙塵排放濃度下，綜合能耗較靜電除塵器和布袋除塵器低。
（4）延長濾袋使用壽命。在相同使用條件下，FE型電袋復合式除塵器較一般布袋除塵器，延長除塵器濾袋使用壽命的主要因素：一是清灰頻率與壓力降低，減緩袋口因清灰產生異常破損；二是濾袋壓差小，減緩濾袋強度和疲勞破損；三是布袋區粗顆粒粉塵量少，減緩濾袋磨損。
電袋復合除塵器兼有電除塵器和布袋除塵器的優點和缺點，對煤種和煙塵比電阻變化的適應能力比電除塵器強，運行阻力低于純布袋除塵器，濾袋壽命較布袋除塵器更長，電耗也低于電除塵器。但由于兼有電除塵和布袋除塵兩套單元，因此運行維護較復雜。
3結語
根據我國現行產業技術政策、環境保護技術政策和經濟實力，大氣固體顆粒污染物污染防治技術，主要有三：一是改變能源消費結構和燃燒方式；二是采用 的燃料燃燒與生產工藝技術設備；三是實施消煙除塵，將固體顆粒污染物從氣體介質中分離出來，抑制向大氣環境排放。此外，大氣環境污染治理，還應考慮環境功能區目標和區域大氣環境容量，以及治理設施運行經濟效益與社會效益。
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