唐小东
武汉武钢绿色城市技术发展有限公司 湖北省武汉市 430000
摘要:除尘器是指把粉尘从烟气中分离出来的设备,可以通过除尘器的阻力损失处理气体量、气体,实现除尘效果和污染物防治,其价格、运行和维护费用、使用寿命长短都是该技术在工业大气污染物防治中被推广和应用的考虑因素。本文将从除尘器的主要分类、应用现状等问题入手分析不同除尘技术的除尘效果以及现阶段在研究和待开发的除尘器类别,为实现工业大气污染物安全达标排放和工业结构优化重组提供一定的方向性参考。
关键词:除尘器;工业大气污染;污染物防治;实践应用
一、引言
大气污染物排放标准是国家所制定的,为了控制污染物排放量,使空气质量达到环境质量标准而对排入大气中的污染物数量、浓度所规定的限制性标准。从1974年开始,我国就已经开始制定和实施相关的排放准则,并随着经济发展和环境质量不断的进行调整和变化,在最新的工业生产环境保护法中严格规定了如锅炉生产行业、工业炉窖、炼焦炉、火电厂、水泥生产、化肥生产等行业的排放准则,各省市也对类似于钢铁、耐火材料、铸造等行业制定和颁发了相应的工业大气污染物排放标准,相关企业和行业为了落实国家的政策和指导意见,结合自身发展结构和发展趋势,通过引入除尘器等设备实现对生产中污染气体的过滤分离,达到安全排放标准,实现企业的经济效益和环保效益。
二、应用较为广泛的除尘器类型及其优缺点和应用现状
除尘器按照工作原理可以分为过滤式除尘器,包含布袋除尘器、颗粒层除尘器、静电除尘器和磁力除尘器;按照防尘方式可以分为干式除尘器、半干式除尘器和湿式除尘器,在工业生产中应用较为广泛的有以下几种类型:
(一)袋式除尘技术
袋式除尘技术是使含有烟尘的气体通过布袋进行过滤,阻隔和隔离颗粒物,实现气体和固体的有效分离,布体选择有机纤维或无机纤维进行织造,分为上箱体、中箱体、下箱体等部分,烟气的温度、粉尘特性、过滤风速等直接影响了袋式除尘器的工作性能。
优点:机械设备占地面积小,对于待除尘气体的要求较少,可以实现小锅炉烟气除尘和较细微粉尘颗粒的除尘,除尘效果较好。
缺点:袋式除尘技术的过滤料对于烟气的温度、湿度、气流分布等要求较为严格,在过高的温度和过湿的情况之下都会直接影响过滤效果,并减少滤袋原本1-2年的使用寿命,而过滤袋成本较高,导致企业的除尘成本不断提升。
应用情况:此技术主要用于我国水泥工业的生产之中,可分为普通带式除尘器、防燃防爆袋式除尘器、单机袋式除尘器等多种方式,由于其运行的经济性能较差,过滤袋使用寿命较低,对于低粉尘浓度的过滤效果不尽如人意,导致使用范围和领域逐渐减少。
(二)干式静电场除尘技术
干式静电厂除尘技术是通过高压直流电源阴阳极板之间所形成的高压电厂。实现带电气体的分离与转化,从而去除烟气中的粉尘。
优点:可以适应较高的温度和空气阻力,在大流量烟气中除尘效率依然非常优秀,且使用寿命长,设备稳定性好。
缺点:设备占地面积大,设备运行时电能消耗量高,建造设备所需要的钢材用量较大,受烟气的温度、湿度影响明显。
应用情况:此技术多用于燃煤火电厂的除尘处理,除尘效果较好,但对于粉尘的比电阻要求较高,在操作过程中容易引起二次扬尘污染,难以突破技术性瓶颈。
(三)旋转电极除尘技术
旋转电极电除尘是依靠静电的工作原理,与静电除尘的主要区别方式是在于清灰的模式,用震动声波等在驱动轮的带动之下将附着在极板上的粉尘进行刷除,有效降低二次扬尘问题的产生。
优点:其主要优点是可以保持阳极板的清洁程度,方便长期应用,并且能提升高比电阻粉尘的收尘效果,最大程度上降低二次扬尘问题,提高除尘效率,也方便对老旧机组进行改造。
缺点:设备的制作安装工艺要求较高,内部包含的转动部件较多,极容易在运行时发生机械故障,各个部件受天气的温度、湿度条件影响较大,在运行中又容易与粉尘发生摩擦,导致除尘效果不够理想,影响设备的运转效率。
应用情况:此技术从日本公司研发应用至今已有几十年的历史,主要用于燃煤火电厂、硫化床等的除尘处理,但在具体应用中即便增加设备数量也不能完全达到超洁净的排放标准。
(四)电袋复合除尘技术
此方法结合了静电除尘和袋式除尘的特点,应用前级电厂进行烟气的收集和后级的过滤除尘,弥补了不同除尘方式的缺点,提高了粉尘在过滤袋上的过滤特性。
优点:可以不受烟气种类特性、比电阻等因素的干扰,并实现高效稳定作业,滤袋的清灰周期变长,次数减少,透气性更佳,使用寿命得以延长,还可以抵抗一定的运行阻力。
缺点:在结合两种除尘方式时,电区和袋区之间如结合形式、供电条件等结合工艺需要提高,在检修和后期维护时较难操作。
应用情况:其作为一种新型的复合除尘器,在国内大型燃煤机组中有较多的应用,但不能保证烟囱粉尘的排放低于标准值,应用情况在随着技术革新而变少。
(五)湿式静电除尘技术
湿式电除尘器主要放置在脱硫设施和烟囱之间,可以通过阳极和阴极之间的高压电场的作用产生大量的负离子和少量的阳离子,并与烟尘中的粒子进行碰撞,进而用水冲刷方式进行消除,达到除尘效果。
优点:可以实现对于亚微米大小颗粒的有效收集与去除,减少了二次扬尘现象的产生,能处理高湿高温状态下的烟气,提高单位面积的集尘效率,设备内部没有复杂的运动部件,设备运行稳定性较高。
应用情况:由于湿式电除尘器的显著优势,其现在已在我国如益阳电厂、舟山电厂等多个电厂中投入运行,对运行结果的检测也验证了其对微细颗粒物的收集和除尘效果。
三、技术革新
在经过不断的排放标准调整和工业布局发展,以及对除尘器工作原理优劣势的分析之后,技术人员可以从其处理风量、使用温度、入口含尘浓度、出口含尘浓度、过滤速度、操作压力等多方面进行技术的创新与发展:
(一)负压反吹滤袋除尘器:由进气口、电机、螺旋输送机、集尘斗等部分组成,是一种结合卧式链条炉排锅炉生产特点而设计改装的除尘器,利用锅炉引风机组成负压烟气流动系统,结合滤袋进行清尘,其结构简单,占地面积小,并可以根据实际生产需要进行灵活调整和布局,并可以有效捕捉对人体有危害的烟尘和悬浮微尘,治理锅炉废气污染。
(二)生物纳膜除尘:此技术手段是由国外开始兴起的、最为先进的生物纳膜技术,可以抑制物料生产中所产生的粉尘,属于粉尘散发前除尘,减少物料在破碎过程中成尘的概率,有效防治PM2.5、PM10等污染,同时不会产生水污染和副作用,适用于矿山、采石场、钢铁厂等环境下的粉尘污染治理。
(三)低压脉冲长布袋除尘:此方法是在总结各种袋式除尘器基础上发展而成的新型高效除尘器,利用离线低压脉冲喷吹清灰技术实现除尘效果,提高过滤速度,延长滤袋使用寿命,并可以通过编程实现自动清灰、送灰,处理量大,清灰效果好,运行可靠,维护方便,占地面积较少。
四、结语
对于工业生产废气的有效防,既可以实现大气友好型企业的发展,也有利于带动相关生产行业生产结构的变革。依据国外的生产技术和经验可以融合无动力除尘、水雾除尘、通风除尘的各种优势开发更多新型科技技术手段,提高除尘效率,避免二次污染,带动产业的优势化发展与进步,实现我国经济结构的重组。
参考文献:
[1] 汪为忠, 韩晓春, 席颖,等. 一种工业用防大气污染除尘装置:, CN209317251U[P]. 2019.
[2] 王贤志. 窑尾电除尘器改为电袋复合除尘器的实践[J]. 江苏建材, 2019, 000(004):6-11.