袋式除塵技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

發(fā)布日期：2017-12-13 10:29

【摘要】袋式除塵技術(shù)的每次革新無一不是從濾料的變革更新開始。O、高風(fēng)速、低阻力、低價格、耐高溫復(fù)合型針刺氈是濾料發(fā)展的必然趨勢。袋式除塵技術(shù)會在不同領(lǐng)域中得到更加廣泛的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】袋式除塵技術(shù) 濾料 溫度

1　袋式除塵技術(shù)的發(fā)展

袋式除塵技術(shù)是一種主要的除塵手段，廣泛應(yīng)用于冶金、鑄造、建材、電力等行業(yè)。由于袋式除塵器具有除塵效率高、能滿足嚴格排放標準的特點，受到普遍重視，袋式除塵器及相關(guān)技術(shù)獲得了極大的發(fā)展與應(yīng)用。

德國水泥工業(yè)80%的廢氣是通過袋式除塵后凈化的，這使水泥粉塵的散失量小于其產(chǎn)量的0.05%。一些傳統(tǒng)上使用電除塵器的場所（如水泥廠回轉(zhuǎn)窯尾和冷卻機）也開始改造為大型袋式除塵器，原因是袋式除塵器的設(shè)備費用往往只有電除塵器的一半，更重要的是，電除塵器的排放濃度很難達到50mg/m3。許多發(fā)達O（如美國、加拿大、澳大利亞）在電廠的除塵中，也大量采用袋式除塵器替代電除塵器，使得電廠粉塵的散發(fā)量大大降低。

在O，袋式除塵技術(shù)在水泥、煤炭、氣力輸送等行業(yè)的應(yīng)用也得到較大的發(fā)展。袋式除塵技術(shù)的應(yīng)用主要取決于濾料的選材。長期以來，制約袋式除塵技術(shù)發(fā)展的原因是濾料的耐溫問題以及過濾風(fēng)速偏低問題。20世紀80年代中期，隨著濾料技術(shù)、制造技術(shù)、控制技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，袋式除塵技術(shù)在立窯水泥廠烘干及窯頭窯尾、超高功率電弧爐、高爐煤氣凈化、炭黑廠尾氣收集等行業(yè)都取得了很大的進步。

2　目前使用的濾料品種

目前用于布袋式除塵器的國產(chǎn)耐高溫濾料品種較少，使用纖維的品種集中在玻璃纖維和美塔斯(Metarnax)化學(xué)纖維兩種原料。濾布的材質(zhì)主要有：小高爐用的機織玻璃纖維布，為中堿玻璃纖維，一般為后處理，也有用素布的。300m3左右的中型高爐絕大部分使用的為前處理或后處理的下班纖維布，中堿、無堿均有。部分,300m3中型高爐近年來采用首鋼設(shè)計的高爐煤氣凈化技術(shù)———長袋低壓脈沖除塵器，選用的濾料為杜邦———帝人公司的美塔斯針刺過濾氈。大型煉鐵高爐(如首鋼、太鋼)使用的濾料為日本進口的美塔斯針刺氈。上海五鋼公司100t/h直流電弧爐使用的濾料為滌綸針刺氈。立窯水泥廠的袋式除塵器使用的濾料為玻璃纖維，結(jié)構(gòu)為膨體紗和連續(xù)纖維的，還有Midwesco公司提供的玻璃纖維濾料。

3　濾料的選用原則

濾料通常是以纖維為原料制成的，各種纖維具有不同的理化特性，在滿足溫度、濕度、強度，以及耐化學(xué)穩(wěn)定性要求方面各有所長。作為濾料用途，必須充分掌握含塵氣體的特性，認真對照各種纖維所具有的性能，加以合理選擇。

含塵氣體的溫度是選用濾料的首要因素。按連續(xù)工作溫度（干態(tài)）可把濾料分為三類：低于130℃為常溫濾料；130℃～200℃為中溫濾料；高于200℃為高溫濾料。通常要按連續(xù)使用溫度選定濾料，對于氣體溫度激烈波動的工況條件，宜選擇安全系數(shù)稍大些的，但瞬間峰值溫度不得超過濾料的上限溫度。對于高溫?zé)煔猓梢灾苯舆x用高溫濾料，也可按采取冷卻措施后的溫度選用中溫或常溫濾料，選取時通過技術(shù)經(jīng)濟分析后確定。能耐200℃以上高溫的濾材，除美塔斯和玻璃纖維外，還有惡二唑、聚苯硫醚、聚亞酰胺、聚四氟乙烯、不銹鋼纖維等；后幾種纖維的耐溫性、化學(xué)穩(wěn)定性并不比前兩種差，但要從制造加工成本和生產(chǎn)難易程度上加以分析確定。

除溫度因素外，還要綜合考慮含塵氣體的濕度、腐蝕性、可燃性、爆炸性，粉塵形狀、粒徑大小、附著力和凝聚性，以及根據(jù)袋式除塵器的清灰方式來選擇濾料。清灰方式也是選擇濾料結(jié)構(gòu)品種的主要因素，不同清灰方式的除塵器因清灰能量、除塵濾袋形變特征的不同，需選用不同結(jié)構(gòu)品種的濾料。例如脈沖除塵器為脈動清灰，屬于高能清灰，要求濾料強度高、耐磨、耐折、耐沖擊，需采用氈類濾料，不宜應(yīng)用玻纖布和機織布。

針刺氈濾料是相對于紡織濾料的一個進步，具有更高的除塵效率和透氣率；通過燒毛或熱軋光等表面整理，具有良好的粉塵剝離性能。更主要的是，采用脈沖噴吹的強力清灰的方式，可保證設(shè)備阻力處于較低的范圍之內(nèi)。

目前有性能更優(yōu)的濾料，例如：薄膜濾料、涂層濾料等，誠然可以獲得更高的除塵效率和過濾風(fēng)速、更低的設(shè)備阻力、更長的使用壽命，但價格較貴。薄膜濾料通常只在回收貴重物料或凈化要求特別高的場合，才值得使用，即使在發(fā)達O和地區(qū)，其市場占有率也不高。因此氈類濾料在今后很長一段時期內(nèi)將成為過濾材料的主流產(chǎn)品。

4　氈類濾料在應(yīng)用中存在的問題

長袋低壓脈沖除塵器經(jīng)過實踐證明，具有濾速高，清灰效果好、濾袋壽命長、設(shè)備簡單、故障少、操作維護方便等優(yōu)點，完全可以取代大布袋反吹風(fēng)除塵系統(tǒng)。但目前所使用的兩種氈類濾料均存在不同缺點，還不是O理想的濾料。

美塔斯針刺氈的使用壽命長，但價格較貴，耐溫在220℃左右，對現(xiàn)場操作水平和溫度水平均要求較高。玻纖氈濾袋雖耐溫波動范圍較大，但價格便宜，但同美塔斯針刺氈相比，運行阻力高、耐磨和耐折性差、使用壽命短。二者的綜合使用成本相差不太大，對比之下，前者性能好，價格也高；后者性能差，價格也低。

5　新型的耐高溫濾料

近年來，O幾家大的濾布生產(chǎn)廠家，在玻纖氈的基礎(chǔ)上研制開發(fā)了氟美斯耐高溫過濾布袋的系列產(chǎn)品，部分產(chǎn)品已批量投放市場。其中O適合高爐煤氣凈化使用的耐高溫過濾氈為FMS9806型，它是P84與玻纖的復(fù)合產(chǎn)品，耐溫為260℃，透氣性好于玻纖氈，價格與玻纖氈差距不大。此濾氈抱合更牢固，耐磨、耐折，并可以達到化纖氈的壽命。因P84纖維的截面不是圓柱型，為無規(guī)則形截面，因此具有更大的表面積，其產(chǎn)品過濾效果更佳，是今后很有發(fā)展前景的價廉物美的新型濾料。表為玻纖氈、美塔斯氈、氟美斯三種產(chǎn)品主要性能比較表。

從表中看出，氟美斯氈的強度較好；斷裂伸長率僅為6%～9%，大大低于常規(guī)合成纖維濾料；透氣性好于玻纖氈，略低于美塔斯氈；靜態(tài)除塵率在325目標準粉塵狀態(tài)下達到99.99%，過濾效率完全可以達到高爐煤氣凈化的要求。

氟美斯過濾氈，在韶關(guān)冶煉廠應(yīng)用效果很好，壽命達9個月～10個月，比玻纖氈壽命長6個月～7個月；在盤錦天然氣化肥廠應(yīng)用，在300℃煙氣條件下，使用壽命達6個月；在蒙西水泥有限公司，應(yīng)用于4m/min的高過濾風(fēng)速除塵器中，有時溫度還超標，目前使用壽命已超過半年。綜合以上實踐證明，在高爐煤氣凈化中，氟美斯過濾氈的使用壽命與玻纖氈相比，可提高0.5倍～2倍。

6　高爐煤氣凈化用布袋及濾料的發(fā)展趨勢

近年來，隨著我國工業(yè)的飛速發(fā)展，工業(yè)粉塵對大氣的污染在加重，排放標準日益嚴格，因而對濾料提出了更高的要求。濾料是布袋除塵器的心臟，每次袋式除塵技術(shù)的革新無一不是從濾料的變革更新開始的。O、高風(fēng)速、低阻力、低價格、耐高溫復(fù)合型針刺氈是濾料發(fā)展的必然趨勢。氟美斯過濾氈濾料將應(yīng)用于大型袋式除塵器。

長袋低壓脈沖除塵器因其過濾風(fēng)速高、投資節(jié)省、操作運行方便，仍將在一段時間內(nèi)成為袋式除塵器的主力機型。反吹風(fēng)布袋除塵器因占地面積大、過濾風(fēng)速低、投資規(guī)模大，將處于逐步淘汰的局面。大型袋式除塵設(shè)備過濾風(fēng)速低，屬低能清灰，易于保護布袋，可保證除塵器穩(wěn)定地運行，它仍是某些領(lǐng)域的主要凈化設(shè)備，只是使用的濾料在提高過濾精度和濾料強度、降低運行阻力、防止?jié)B漏及降低布袋伸長率等方面還會不斷地改進。