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摘要 袋式除塵技術在鋼鐵工業、水泥工業、有色金屬等方面廣泛利用,其除塵效果也不錯,但在濾料等方面存在著耐用性不良等問題。文中評述國內袋濾技術在工業除塵上應用的情況及存在的問題,并對今后的發展前景進行了預測。
1、前言
袋濾技術是一種高效除塵方法,它除塵的機理主要是過濾,用附著在濾袋上的一次塵,過濾二次塵,也就是說用粉塵來過濾粉塵。袋式除塵器也叫作過濾式除塵器。袋式除塵器的最大優點是除塵效率高。在實驗室試驗可高達99.9999%,在實際應用中也達到了99.99%。每標準立方米粉塵排放濃度可達到2mg,這是袋式除塵的機理所決定的。我國的實施污染物總量控制時,袋式除塵器在治理大氣污染、粉塵污染、二氧化硫污染方面均大有用武之地。本文就袋濾技術在我國工業除塵上的應用情況、發展方向以及應重點解決的一些技術問題進行以下探討。
2、袋濾技術在工業除塵上的應用
袋式除塵行業自50年代開始,在至今40多年的發展中,無論從袋式除塵的產品品種、單機能力、應用范圍以及設備制造能力、裝備水平、專業化程度等方面都取得了前所未有的進展。目前,袋濾技術和產品已完全可以滿足當前國內冶金、建材、化工、機械、電力等行業處理各類性質煙氣的需要。除個別配件和濾料所需的原材料外,它全部可以立足國產,部分產品已達到出口的要求。
2.1、在鋼鐵工業的應用
袋式除塵技術在我國鋼鐵工業中應用相當廣泛,從礦石破碎、篩分、皮帶轉運、焦化、耐火材料、鐵合金、煉鐵、煉鋼,基本上鋼鐵工業生產過程中的各道工序,都可采用袋式除塵器,使用效果良好。以上海寶鋼為例,寶鋼一期工程采用袋式除塵器109臺,占全廠除塵設備總數的70%,處理煙氣量18.8萬m3/h,總裝機容量2.8萬千瓦,整體運行效果良好,最高排放濃度為22.1 mg/m3。全年回收塵量47.5萬t,其中直接返回生產流水線24.2萬t,造小球送燒結回用19.5萬t,回收利用率92%,取得了良好的經濟效益、環境效益和社會效益。寶鋼二、三期工程又上了不少袋式除塵器,共擁有袋式除塵器260多臺,裝機濾料達60萬m2,占全國年產濾料的將近十分之一。那么,我國袋式除塵器和濾料及配件的市場潛力是可想而知的。
2.2、在水泥工業的應用
1997年我國的水泥產量達到5.2億t,連續數年高居世界第一位。每生產1t水泥,大約需要加工3噸物料,我國水泥行業的粉塵排放量高達1 000萬t 以上,是全國粉塵排放量極大的工業部門之一。過去,水泥廠給人的印象是煙囪林立,濃煙滾滾,廠區內和房頂上到處是水泥粉塵。而現在日產2 000 t水泥的北京昌平水泥廠卻是另一番景象,煙囪基本上看不見煙,周圍居民誤認為還沒有生產,一進廠門,辦公樓前,一塊綠草茵茵的大草坪,廠內干凈、整齊,這都是采用高效除塵設備—布袋除塵器的效果。北京昌平水泥廠除窯頭使用一臺電除塵器外,其它塵源點共采用了50多臺袋式除塵器。窯尾煙氣量約40萬m3/h,采用引進美國富樂公司技術設計制造的16 300 m3玻纖濾料的大型高溫反吹風袋式塵器,排放粉塵濃度為24 mg/m3,該機每小時可回收原料6t,每年回收原料434 200 t,價值259.2萬元,系統的
脫硫率還高達88%,不但取得良好的環境效益,還得到了較好的經濟效益。如果我國的大中型水泥廠都象北京昌平水泥廠這樣,那么,我國水泥行業的粉塵排放量將減少數百萬噸。
2.3、在鋁工業的應用
近十幾年來,我國鋁工業得到了長足的發展,鋁冶煉生產是以氧化鋁為原料,氟化鹽為熔劑,炭素材料作導體,用電解法制取金屬鋁的生產過程,主要設備是電解槽,生產過程中產生大量的氟化物和粉塵等有害物,是一個污染較嚴重的生產工藝。例如貴州鋁廠和廣西平果鋁廠,電解槽系統風量分別是278萬m3/ h和291萬m3/ h,入口粉塵濃度30 g/m3~50 g/ m3,用1.68萬m2和2.17萬m2的脈沖袋式除塵器,出口濃度各降到9.11 mg/ m3和9.34mg/ m3,出口氟濃度分別是0.22 mg/ m3和0.84mg/m3。采用袋式除塵器凈化鋁電解槽煙氣系統,技術成熟,運行可靠,有效地控制電解槽煙氣污染,比較徹底地解決了電解槽的煙氣污染問題。
2.4、在其他工業的應用
除了上面談到的鋼鐵、水泥、有色冶金工業外,炭黑、機械、電力、煤炭、陶瓷、化工、醫藥、輕工、化肥、農藥、糧食加工、轉運、糧庫、港口運輸、交通筑路等等,工業行業都廣泛采用袋式除塵器,尤其是在各種產業領域的中小規模發生源設施上,采用袋式除塵器更為廣泛,效果良好,為我國保護大氣環境,治理煙塵污染做出了很大貢獻。
2.5、目前存在的幾個問題
無可否認,袋式除塵具有一系列的優點,但迄今為止從已開發和已定型的幾種主導產品看,均無較為完善和較為集中的體現;分析數家產品各有特點和優點,但在實際運行中也各暴露出不同的缺點和問題。最為突出的是耐用性不好,運行的可靠性欠佳,難以經受住長時間運行的考驗;有的除塵器有背離簡捷、實用的原則,結構日趨復雜化,條件要求愈加苛刻的傾向;總體說來有關袋式除塵的理論尚顯
蒼白,技術思想緊痼,基本上以引進、模擬、消化、移植為主,沒有重大突破,缺管創新和中國特色;制造工藝水平不高,執行標準不嚴,質量控制和管理體系薄弱。產品總體質量難以保證,與國外同類產品相比尚有明顯差距。
3、袋濾技術在工業除塵應用上的發展趨勢
近年來,隨著我國工業的飛速發展,工業粉塵對大氣的污染加重而環境排放日益嚴格。袋式除塵器的發展趨勢主要是向大型化、高效率、使用可靠、簡化設備結構、經濟等方面發展。獲得良好的清灰效果,從而保證較低的設備阻力和除塵系統良好的煙塵捕集能力以及開發新的耐高溫、高濕度的濾料新品種是脈沖布袋除塵器需要重點發展的方向。比如,國內外都已開發成功的覆膜濾料,它的斥水性強,水分子不會埋入覆膜,這是一種先進的表面過濾技術,相對于傳統的濾料深層過濾而言,通風阻力更小,清灰效果更佳,除塵效率更高。另外,國內外都已研制成功的一種新的過濾技術—褶式濾筒,可以成倍增加過濾面積,過濾更高含塵量的氣體,大大降低濾筒風速,減少摩擦,延長濾袋壽命。國外鋼鐵廠、水泥廠除了安裝高效除塵設備控制煙塵污染外,監測煙囪排放濃度的連續監測已開始普及。今后,我國的煙塵污染物排放大戶,除了安裝高效率除塵設備外,也應安裝煙囪粉塵排放的連續監測儀,這也將是今后的一種發展趨勢。袋式除塵器的除塵效率最高,并且不受粉塵比電阻變化的影響,同時還有一定的脫硫效率,隨著排放標準的提高,今后在火電廠鍋爐除塵、脫硫、垃圾焚燒爐煙氣除塵、工業鍋爐、采暖鍋爐除塵等高溫煙氣污染治理方面,還將進一步發展。
