我国环保除尘设备的现状和发展前景

前言 　　我国的能源结构中以燃煤为主，我国是世界上最大的煤炭消费国，每年都有大量的烟尘排放，环境污染严重。因此环保要求也日趋严格，国家已经对烟尘及s0 2 的排放提出更加严格的要求。《火电厂大气污染物排放标准》(gb13223-2003)规定：自2004年1月1日起，通过建设项目环境影响报告书审批的新建、扩建、改建火电厂建设项目，烟尘最高允许排放质量浓度为50mg/m 3 。对于新标准，目前使用的静电除尘器即使由四电场改为五电场、六电场也很难满足上述要求。与此同时，为减少s0 2 排放，许多电厂将燃用低硫煤或采取相应的 脱硫 设施，从而导致静电除尘器的除尘效率下降，尤其是燃用煤中硅、铝含量超过85% 的电厂，采用静电除尘器处理的烟尘排放质量浓度已远远达不到国家环保要求。 根 据当前发展形势，燃煤电厂 除尘 将优先选用 除尘 器'>袋式 除尘 器，静电 除尘 器改造为布袋 除尘 器已经势在必行。 　　1　除尘器应用现状 　　目前建设的火力发电厂中，高效除尘装置的选择以静电除尘器和布袋除尘器为主。静电除尘器在国内的应用较早，20世纪70年代就已经应用于火力发电厂，如吉林热电厂、保定发电厂。经过多年的开发应用，静电除尘器技术成熟，除尘效率较高，目 前已被广泛应用于电力、冶金、化工、建材等行业。国内已建600mw火电机组全部选用了高效静电除尘器。 　　除尘器'>袋式除尘器在美国、加拿大、澳大利亚及欧洲等地的一些火电厂被广泛采用，燃煤锅炉应用除尘器'>袋式除尘器已是一项成熟的技术，最长已有30余年的历史。除尘器'>袋式除尘器在我国矿山、建材、食品、制药、冶金、化工等行业已经成功应用多年，但在燃煤锅炉上，直到2001在呼和浩特市丰泰发电厂才首次应用成功，发展到现在已有10余家公司的除尘器'>袋式除尘器在全国不同地区的应用，如天津开发区5号热源厂、张家港保税区热电厂、焦作发电厂；而且许多火电厂的静电除尘器改造成了除尘器'>袋式除尘器，如呼和浩特热电厂、赤峰市富龙热力股份有限公司热电厂。 　　2　除尘器'>袋式除尘器 　　2.1　 原理 　　除尘器'>袋式除尘器也称为过滤式除尘器，是一种干式高效除尘器，它利用有机纤维或无机纤维编织物制作的袋式过滤元件将含尘气体中固体颗粒物滤出的除尘设备，用于捕集非粘结性、非纤维性的工业粉尘。其作用原理是尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截。细微的尘粒(粒径为1um或更小)则受气体分子冲击(布朗运动)不断改变着运动方向，由于纤维间的空隙小于气体分子布朗运动的自由路径，尘粒便与纤维碰撞接触而被分离出来。它的优点是除尘效率高且稳定，对于2um以上的粉尘，其效率可达99.9%以上，且造价较低，管理简单、维修方便。因此，它在除尘装置中，是一种除尘性能优异、能满足当前《环境保护法》严格要求的、值得信赖的除尘设备。 　　2.2　分类 　　国家标准《除尘器'>袋式除尘器分类及规格性能表示方法》(gb6719—97)对除尘器'>袋式除尘器的分类作了明确的规定。根据清灰方法的不同，可分为机械振动类、分室反吹类、喷咀反吹类、脉冲喷吹类、机械回转反吹类5种类型。脉冲喷吹式布袋除尘器由于其脉冲喷吹强度和频率可进行调节，清灰效果好，是目前世界应用最为广泛的除尘装置。 　　2.3　性能的改进 　　以往国内燃煤锅炉应用除尘器'>袋式除尘器不成功，分析起来有以下几方面的原因：(1)滤料选用不当；(2)没能针对燃煤锅炉烟气是高温酸性气体的特性采取相应的技术保护措施，照搬除尘器'>袋式除尘器在冶金、建材、化工等行业成功的运行经验；(3)除尘器本身制造质量不好以及系统运行控制保护措施不当等原因。 　　现在这几方面都已经取得了巨大进步： 首先除尘器'>袋式除尘器在滤布的强度、耐高温、耐腐、耐磨等方面都有很大的提高 。国外筛选出了适合于反吹类除尘器'>袋式除尘器的专用滤料——玻璃纤维，以及适合于脉冲、反吹两类除尘器'>袋式除尘器的通用型滤料——聚笨硫醚(pps)、聚酰亚胺(p84)、聚四氟乙烯(ptee)。其中聚酰亚胺(p84)、聚四氟乙烯(ptfe)由于价格高昂使用者甚少，玻璃纤维由于只能用于反吹类(微压清灰)除尘器'>袋式除尘器，使用者也不多。只有聚苯硫醚(pps)，性能较好，价格居中，通用性强，得到了广泛应用。 　　其次，针对燃煤锅炉烟气是高温酸性气体的特性采取了相应的技术保护措施——烟气过滤前处理工艺。通过大截面结构、气流均布装置、格栅形惯性分离器等装置降低烟气流速、去除大颗粒及带火烟尘，用粉尘预涂工艺处理低温烟气，用烟气紧急喷雾降温工艺处理高温烟气。 　　第三，设备的制造、安装水平已有明显进步，普遍实现了工装、模具化，专业队伍的安装水平也有较大提高；系统控制已实现自动化，采用plc进行自动控制，对运行参数进行时实监控。 　　 3　布袋除尘器与静电除尘器技术经济比较 　　3.1 静电除尘器 　　(1)优点　除尘效率较高，可达99%以上；压力损失小，本体阻力100～200 pa；用的温度范围较广(从露点到金属的温度极限)；如运行得当，需要的维护工作量少；技术成熟，应用广泛。 　　(2)缺点　 设备庞大，占地面积大；需要高压直流电源系统，一次性投资费用高；锅炉工况和负荷的变化等能影响其净化效率，导致排放浓度不稳定；对煤种变化较敏感，除尘效率受飞灰电阻影响大；制造、安装及运行管理水平要求高；在维修时一般需要 设备停止运行 　　 3.2　除尘器'>袋式除尘器 　　(1)优点　除尘效率很高，可达99.98% 以上，排出的粉尘浓度低，一般可低于50mg/m 3 ，甚至可达10mg/m 3 ；排出的浓度可不受粉尘的比电阻、浓度、粒度等性质的影响，锅炉负荷的变化、烟气量波动对除尘器'>袋式除尘器出口排放浓度的影响不大；适应力强，能处理不同类型的颗粒物，特别对静电除尘器不易捕集的高比电阻尘粒亦很有效；适应的质量浓度范 大，对烟气流速的变化也具有一定的稳定性；结构和维护均较简单，一般采用分室结构，并在设计中留有余地，使除尘器可轮换检修，而不影响锅炉的运行；袋式除 器的投资和运行费总计低于静电除尘器。 　　(2)缺点　压力损失大，本体阻力800～1500pa；在国内大型机组的应用依赖进口。 　　3.3　主要经济指标对比(见表1) 参数 75t/h 670t/h 静电 布袋 静电 布袋 设备占地/m 2 300.8 58.6 836 305 设备投资/万元 660.8 195.0 1850 1155 运行维护费/万元 52.6 24.0 154 99 排污收费/万元 5.1 3.2 86 28 　　 4　除尘器'>袋式除尘器应用前景 　　虽然我国在锅炉上应用除尘器'>袋式除尘器还不多，但是随着我国经济的持续稳健发展，燃煤锅炉烟气治理的除尘器'>袋式除尘器产品必将迎来巨大的发展机遇。因为： 　　(1)对环境保护要求日趋严格，促使我国锅炉使用除尘器'>袋式除尘器。目前世界上一些工业发达国家在燃煤锅炉除尘方面应用除尘器'>袋式除尘器是相当多的。他们解决了除尘器'>袋式除尘器用于锅炉出现的一些问题，锅炉应用除尘器'>袋式除尘器成为一项成熟的技术而推广。 　　(2)通过工程实践，火力发电厂锅炉尾部烟气处理采用布袋除尘器是完全可行的，国外锅炉上使用除尘器'>袋式除尘器已是相当普遍了，滤袋使用寿命也很长，一般都超过2a，有的甚至达到6a以上。 　　(3)它除尘效率高，一次性投资省，设备占地小(相对于四电场以上静电除尘器)，运行成本及排污收费低。尤其是近年来，由于制造技术的发展，滤袋的腐蚀、磨损等问题都得到了有效地解决，为除尘器'>袋式除尘器的应用提供了有力保证。 　　(4)由于除尘器的运行、故障及异常诊断均采用自动化监控管理，使其操作管理较简便。 所以，在燃煤锅炉上应用除尘器'>袋式除尘器来净化烟气，在技术上是成熟的，在经济上是可行的。我们相信，只要针对锅炉烟气的具体条件采用适应的设备部件、运行方法和设计，对除尘器的制造质量严格要求，加强日常的维护管理，锅炉应用除尘器'>袋式除尘器肯定能取得良好效果。