針對冶煉、廠(chǎng)礦、電力等企業(yè)除塵器設備選型、應用中存在的問(wèn)題,介紹了電除塵器、布袋除塵器的除塵機理,分析了兩種除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)和影響除塵效率的因素,探討了粉塵、煙氣環(huán)境的治理思路,提出應用高效、節能、穩定、經(jīng)濟的除塵設備———電袋復合式除塵器,并對其工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)等進(jìn)行了分析、探討和總結。
燒結工序是鋼鐵工業(yè)原燃料的集散加工地,生產(chǎn)區域點(diǎn)多、線(xiàn)長(cháng)、面廣、區域大。在燒結生產(chǎn)過(guò)程中,產(chǎn)生了大量煙粉塵。陜西龍門(mén)鋼鐵有限責任公司265㎡燒結系統主要采用電除塵器對粉塵進(jìn)行凈化,隨著(zhù)國家和地方環(huán)保標準對粉塵的排放要求越來(lái)越嚴格,原有電除塵器無(wú)法穩定滿(mǎn)足標準要求,需對燒結工藝過(guò)程中粉塵排放進(jìn)行綜合治理。
燒結機尾及成品系統粉塵性質(zhì)相似,除塵器改造主流思路是電除塵器改為袋式除塵器,因為袋式除塵器在控制排放濃度,即除塵效率上更具優(yōu)勢。龍鋼公司根據粉塵性質(zhì),比較兩種除塵器的性能特點(diǎn),采用電袋復合除塵器,對燒結機尾除塵及成品除塵系統進(jìn)行改造,取得了較好的效果。
1 除塵原理
1.1 電袋復合式除塵器的除塵效率及優(yōu)點(diǎn)
從除塵機理和實(shí)際運行效果來(lái)看,粉塵比電阻不合適的灰塵進(jìn)入布袋過(guò)濾、凈化,新型電袋復合除塵器不僅消除了因粉塵比電阻問(wèn)題引起的電除塵效率下降的缺點(diǎn),而且荷電粉塵易粘附在布袋上形成二次過(guò)濾層,提高了布袋過(guò)濾、凈化的效率。
而且經(jīng)過(guò)電場(chǎng)的重力沉降、初級凈化、冷卻,進(jìn)入布袋區的煙塵工況條件有所改善,此區域的粉塵顆粒、濃度、溫度、風(fēng)速都變小,更利于布袋過(guò)濾,使除塵效率更穩定高效,布袋使用壽命延長(cháng),也降低了運行維護費用和投資。
電袋復合式除塵器實(shí)際上強化了電場(chǎng)和布袋除塵的作用,達到了單一的電除塵器或布袋除塵器不能達到的除塵效果:
(1)因為電場(chǎng)除塵作用,細微塵??梢杂行Р都?,即使PM2.5的微粒也能有效收集,彌補了布袋除塵的不足。
(2)消除了粉塵比電阻對電場(chǎng)除塵的不利影響,適用性廣,尤其是對工業(yè)爐窯粉塵的凈化。
(3)改善了進(jìn)入布袋除塵區域的煙塵工況,且荷電粉塵利于粉塵凝聚,布袋表面容易形成二次過(guò)濾層、保護層,提高了布袋過(guò)濾、凈化的效果,使除塵器運行穩定高效,延長(cháng)了布袋壽命,降低了運行維護費用,且投資較少。
(4)可實(shí)現高氣布比下的超高收塵效率,即適當提高布袋的過(guò)濾風(fēng)速、減少過(guò)濾面積,從而降低造價(jià)、節約費用。
電除塵器比收塵面積降低,袋式除塵器的過(guò)濾風(fēng)速可達3.0m/min,除塵效率更高,達99.99%。
1.2 電袋復合除塵器的性能特點(diǎn)
1)電袋復合式除塵器結合電除塵、袋式除塵的優(yōu)點(diǎn),能夠保持長(cháng)期穩定高效運行。電袋除塵器采用電除塵、袋式除塵兩種現有的成熟除塵技術(shù),將電除塵器作為一級除塵單元,將粉塵顆粒在10μm以上部分去除80%以上,從而降低廢氣含塵密度。
余下的細微粉塵再利用袋式除塵單元進(jìn)行捕捉,保證除塵效率高效穩定可靠。從目前運行效果來(lái)看,排放密度可以低于10mg/m3。
2)電袋復合式除塵器利用電場(chǎng)的預荷電作用,使絕大部分粉塵帶負電,產(chǎn)生電凝作用,使細微粉塵凝聚成較大的粉塵顆粒便于捕集,因此電袋復合除塵對微細粉塵、氣溶膠粒子等有更高捕集效率,更適合收集燒結粉塵中輕而飄的絮狀顆粒。同時(shí),濾袋間距更大,減輕了袋式除塵器清灰時(shí)因濾袋密引起的二次揚塵問(wèn)題。
3)與單純袋式除塵器相比,由于電除塵單元的預除塵作用,能降低濾袋區含塵濃度,降低濾袋阻力,從而使濾袋可用較長(cháng)的清灰周期,避免較大顆粒的沖刷,減輕了對濾袋的損壞。
而且荷電作用可使濾袋表面的粉塵顆粒之間能有序排列,形成的濾餅層孔隙率大、透氣性好、易剝離,對氣流的阻力小,便于清灰,因而電袋復合除塵器在運行過(guò)程中可以保持更低的運行阻力,可以采用較低的噴吹壓力和較長(cháng)的清灰周期,延長(cháng)了濾袋的使用壽命。
4)在投資上,與單純的電除塵器相比電袋復合除塵器只有一級電場(chǎng),占地面積減少,可以大大節省設備費和土建費;與單純的袋式除塵器單元相比濾袋少、濾袋以及相應輔助設施的費用也大大減少,同時(shí)占地面積減??;與袋式除塵器基本持平。
在運行費用上,由于阻力小、能耗低、濾袋更換周期增長(cháng),運行費用比相同規模的電除塵器和袋式除塵器都低。因此綜合考慮,電袋復合除塵器的費用*低。
5)電袋復合除塵器凈化性能穩定,對生產(chǎn)負荷及原料變化適應性強,能夠利用原有除塵部分基礎和設備,尤其適合舊電除塵的增效改造。
2 除塵效率影響因素分析
2.1電除塵器除塵效率及影響因素分析
電除塵器是利用高壓強電場(chǎng)使含塵氣體電離、粉塵荷電,然后粉塵在電場(chǎng)力的作用下粘附在極板、極線(xiàn)上,通過(guò)振打裝置振打極板、極線(xiàn)清灰,*終粉塵落入灰倉被收集起來(lái)。電除塵器可以處理高溫、高濃度、大流量甚至腐蝕性煙氣,壓力損失及阻力小,而且處理的粉塵幾乎不受粒徑的影響,即使對小于1μm的粉塵仍有很高的除塵效率。
在電除塵器的實(shí)際應用中發(fā)現,粉塵比電阻是影響電除塵器除塵效率和排放濃度的一個(gè)非常重要的因素。粉塵比電阻是衡量粉塵導電性能的一個(gè)指標,其數值上等于單位面積的粉塵在單位厚度時(shí)的電阻值。*適于電除塵器工作的比電阻為106~1011Ω·cm,在這個(gè)數值范圍以外,電除塵器的性能將下降。
粉塵比電阻對粉塵的粘附性有很大影響,高比電阻會(huì )導致粉塵粘附性增大,這樣會(huì )導致需要提高除塵器的振打強度以清除電極上的粉塵層,這也將造成正常情況下二次飛揚加大,*終降低除塵器的除塵效率。而粉塵比電阻太低,容易出現粉塵荷電不足,在氣流作用下無(wú)法吸附在極板、極線(xiàn)上,*后被氣流帶出電場(chǎng)除塵區域,進(jìn)入除塵器出口,影響除塵效果。
電除塵器應用范圍廣,還可用于高溫煙氣治理,但對于冶煉、廠(chǎng)礦、電力等企業(yè)來(lái)說(shuō),由于粉塵中含有氧化鈣、氧化鉀、氧化鎂等成分,即堿性物料含量大,粉塵比電阻處于較高范圍,除塵效率受到較大影響,排放很難達到新的限值標準。
例如燒結廠(chǎng)的燒結粉塵,其比電阻與其堿度(CaO/SiO2)有關(guān),當燒結礦的堿度為0.5時(shí),除塵效率為95%,而堿度提高到1.3時(shí),除塵效率則降至85%。
2.2布袋除塵器除塵效率及影響因素分析
布袋除塵器結構簡(jiǎn)單,除塵效率高,運行穩定,維護方便,被廣泛用于治理非高溫揚塵環(huán)境,回收粉狀物料。影響布袋除塵效果的主要因素是過(guò)濾風(fēng)速和濾袋。過(guò)濾風(fēng)速越低,布袋對粉塵的凈化效果越好,但要得到較低的過(guò)濾風(fēng)速,需要加大箱體尺寸、增加過(guò)濾面積等,將引起設備造價(jià)上升。
而濾袋用來(lái)阻留粉塵,是粉塵凈化、過(guò)濾的核心材料,其性能和質(zhì)量直接影響除塵器的排放指標、壽命、造價(jià)等。在選擇濾袋時(shí)要針對工況的煙氣特性、粉塵特性和運行環(huán)境選用合適的布袋材質(zhì),提高粉塵的凈化效果,保證布袋除塵器性能。
布袋除塵器除塵效率雖高,但布袋耐溫差,不宜超過(guò)300℃,而高溫布袋價(jià)格昂貴,維護費用高。布袋除塵器除塵效率與過(guò)濾風(fēng)速、布袋材質(zhì)密切相關(guān),為單純追求排放指標,選用較低的過(guò)濾風(fēng)速或好材質(zhì)的布袋,又會(huì )引起造價(jià)、投資及維護費用增加。布袋除塵對于高溫、高腐蝕、強氣流、潮濕環(huán)境等場(chǎng)所應用具有一定的局限性。
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