袋式除塵器的發(fā)展及其在高溫條件下的應(yīng)用研究
1 袋式除塵器的發(fā)展
1.1 袋式除塵器的概念
袋式除塵器是一種干式除塵器,常用于捕捉煙氣中的細小、干燥顆粒物,含塵氣體進入濾袋后,顆粒污染物會在重力的作用下進行沉降,從而降低氣體中的顆粒物含量,達到凈化氣體的目的。經(jīng)過篩濾、滯留、靜電等效應(yīng)后,除塵器的濾袋表面就聚集了一層被捕捉到的顆粒物,這層顆粒物的存在可以幫助袋式除塵器提高過濾效率,然而隨著顆粒物的積累,袋式除塵器濾袋上的壓力會很大,一些顆粒物會被從濾袋上擠壓過去,從而降低袋式除塵器的過濾效率,影響袋式除塵器的工作質(zhì)量。
1.2 袋式除塵器的發(fā)展歷史
袋式除塵是一種歷史較為悠久的除塵技術(shù),早出現(xiàn)在18世紀80年代,當(dāng)時的除塵效率很低,去除氣體中顆粒物的效果遠低于預(yù)期;19世紀80年代,德國科學(xué)家在普通除塵袋中加入了機械振動技術(shù),并在Betch工廠的煙氣處理中及性能應(yīng)用,提高了袋式除塵器的工作效率;20 世紀 50 年代中,1954 年HjHersey 在機械振動袋式除塵器中應(yīng)用了逆噴型吹氣環(huán)清灰技術(shù),提高了袋式除塵器的清灰效率,實現(xiàn)了袋式除塵器的除塵、清灰連續(xù)操作,穩(wěn)定了袋式除塵器的濾袋壓力,提高了袋式除塵器的清灰效率;三年后,TVReinauer發(fā)明并應(yīng)用了脈沖袋式除塵器, 在逆噴型吹氣環(huán)清灰袋式除塵器之后,脈沖袋式除塵器將進一步穩(wěn)定了濾袋壓力,進一步提高了袋式除塵器的清灰效率,且由于將振動、吹灰等機械設(shè)備從除塵器內(nèi)部排除,有效延長了袋式除塵器的使用壽命,降低了袋式除塵器的故障率。
1.3 袋式除塵器的濾袋材料發(fā)展
袋式除塵器的濾袋是十分重要的元件,濾袋材料的過濾性在一定程度上影響著袋式除塵器的除塵效率,在初期,袋式除塵器的濾袋主要采用素色棉帆布、毛呢類產(chǎn)品,后來日本廠家生產(chǎn)出聚酯機織濾料,提高了濾袋的過濾性,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,普通纖維、耐高溫纖維類材料開始越來越多的應(yīng)用在袋式除塵器濾袋生產(chǎn)中,例如聚酯、聚丙烯、尼龍、玻璃纖維、聚四氟乙烯等纖維材料,不斷提供著袋式除塵器的除塵效率、環(huán)保節(jié)能水平。我國在20世紀50~70年代并沒有專門生產(chǎn)袋式除塵器濾袋材料的廠家,70年代開始逐漸研究、制作滌綸絨布作為袋式除塵器的濾袋,后仿造日本額聚酯機織濾料進行開發(fā);80年代初期,合成纖維技術(shù)開始興起,我國袋式除塵器中開始應(yīng)用合成纖維針刺氈,80年代中末期我國開始研制芳砜綸類耐高溫纖維和針刺氈,不僅提高了袋式除塵器的除塵效率,還可用于焦化、冶煉等高溫生產(chǎn)領(lǐng)域的煙氣除塵過程中,擴大了袋式除塵器的應(yīng)用范圍;90年代初期,我國的技術(shù)進一步發(fā)展,開始開發(fā)聚四氟乙烯類覆膜濾料、玻纖濾料等性能優(yōu)良的過濾材料,逐步提高著袋式除塵器的除塵效率和適應(yīng)環(huán)境。
1.4 袋式除塵器的應(yīng)用發(fā)展
20世紀70年代后,美、日及歐州等國相繼在火力發(fā)電站、電爐除塵、焦化廠等方面應(yīng)用袋式除塵器,通過干式除塵來降低工業(yè)生產(chǎn)排放出的顆粒污染物量,減少工業(yè)生產(chǎn)對大氣環(huán)境的污染程度,提高工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)保程度。我國引進袋式除塵器是在20世紀50年代,也就是建國之后,當(dāng)時我們應(yīng)用的是機械振動+吹風(fēng)清灰的袋式除塵器,并在此基礎(chǔ)上進行技術(shù)研究和還原,70年代左右我國開始通過仿造生產(chǎn)袋式除塵器,發(fā)展到今天,我國研發(fā)生產(chǎn)的袋式除塵器已經(jīng)是先進水平。
2 袋式除塵器在高溫條件下的應(yīng)用
2.1 應(yīng)用耐高溫濾袋材料
高溫?zé)煔獬龎m中應(yīng)用的袋式除塵器首先要擁有透氣性能好、耐腐蝕、耐高溫、耐化學(xué)侵蝕的性能,例如:聚苯硫醚纖維,縮寫為PPS,具有較好的耐水解、耐高溫能力,可耐190℃的高溫,但在200℃以上的環(huán)境內(nèi),PPS纖維會發(fā)生熱縮現(xiàn)象,在高溫影響下變硬、老化,影響濾袋的性能;聚酰亞胺纖維,縮寫為P84,是一種耐高溫、阻燃、不吸濕性能穩(wěn)定的纖維,可耐260℃的瞬時高溫,過濾效果非常好,但P84纖維的耐水解性較差,容易水解老化。由此可見,不同的纖維材料制成的濾袋都有著相應(yīng)的優(yōu)勢和劣勢,因此,在應(yīng)用袋式除塵器時,需要根據(jù)現(xiàn)場需求進行除塵濾袋材料的選擇,從而提高除塵效率,延長除塵器濾袋材料的使用壽命。
2.2 對普通濾袋材料進行耐高溫處理
耐高溫濾袋材料往往市場價格較高,并不是所有的高溫?zé)煔馓幚韽S家都適用,有時候適用耐高溫濾袋材料會進一步影響生產(chǎn)經(jīng)濟效率,不利于工業(yè)企業(yè)的順利發(fā)展。濾袋材料中還有一類是普通濾料,市場價格相對較低,對普通濾料進行相應(yīng)的耐高溫處理可以制造出符合使用要求的濾袋材料,提高袋式除塵器除塵效率。普通濾袋材料的耐高溫處理主要有覆膜等方式,在濾袋材料表面噴涂薄膜, 使濾袋材料表面覆蓋一層摩擦系數(shù)小、耐高溫、微孔化的薄膜,使顆粒物不能進入濾袋材料內(nèi)部,提高濾袋材料的性能,實現(xiàn)表面過濾,節(jié)約工業(yè)企業(yè)的成本,提高煙氣除塵效率。
2.3 在煙氣進入袋式除塵器前進行降溫
煙氣溫度高是普通袋式除塵器無法適應(yīng)除塵需求的主要原因,焦化廠等企業(yè)排出煙氣溫度通常較高,顆粒物含量較高,除塵和耐高溫十分重要,除了提高濾袋材料的耐高溫性能外,還可以采用提前降低煙氣溫度的方式保護普通袋式除塵器,使袋式除塵器可以正常使用。
2.3.1 袋式除塵器前段設(shè)置冷卻器
在袋式除塵器前設(shè)置冷卻器可以使高溫?zé)煔庀冗M入冷卻器,后進入袋式除塵器,使除塵器的濾袋材料不必再高溫環(huán)境下工作,提高袋式除塵器的使用壽命和除塵效率。常見的冷卻器通常是水冷卻器和空氣冷卻器兩種,其中水冷卻器具有能耗更低的優(yōu)勢,但存在耗水量大、容易腐蝕、結(jié)垢、成本價格高等劣勢, 不適合應(yīng)用在工業(yè)煙氣冷卻中;空氣冷卻器則具有成本價格低、能耗低、管理方便、故障率低等優(yōu)勢,較水冷卻器更適合用于工業(yè)煙氣冷卻中。
2.3.2 袋式除塵器前設(shè)置冷風(fēng)閥
在袋式除塵器前設(shè)置吸風(fēng)冷卻閥可以防止溫度超過180℃的高溫?zé)煔膺M入袋式除塵器,這是因為冷風(fēng)閥中設(shè)置了一個蝶閥,借助溫度感應(yīng)器和微型計算機設(shè)置,根據(jù)溫度信號來控制閥門及性能調(diào)節(jié),借助吸入煙道的空氣量來降低煙氣的溫度,使進入袋式除塵器的煙氣溫度在適宜范圍內(nèi),控制范圍通常在±20℃之內(nèi),因此,不適合在焦化廠煙氣溫度過高的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中應(yīng)用。
3 結(jié)語
在大氣污染防治的社會大環(huán)境下,除塵器的應(yīng)用是為合適的選擇,可以有效降低排放煙氣中顆粒物的含量,降低大氣中的粉塵含量,減少出現(xiàn)霧霾天氣的可能性。袋式除塵器在各種除塵器中的優(yōu)勢在于除塵效率高、不受粉塵比電阻的變化影響、運行費用、故障率低,在與電除塵器等設(shè)備的競爭中獲得好評。在國內(nèi)外市場中應(yīng)用前景廣闊,對我國的環(huán)境保護事業(yè)意義重大。
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