锅炉烟气袋式除尘技术

1.1 大幅度削减烟尘和粉尘排放

在产生粉尘或烟尘的各个行业中，凡采用袋式除尘技术的除尘系统，其固体颗粒物排放浓度均远远低于采用其他除尘技术。目前国内袋式除尘器的排放浓度普遍稳定在30~50mg/Nm3以下，净化燃煤锅炉烟气的袋式除尘系统大部分排放浓度为20~30mg/Nm3，净化高炉煤气和水煤气的袋式除尘系统则为5~10mg/Nm3，用于垃圾焚烧发电厂的袋式除尘器更实现了排放浓度2.3~4.1mg/Nm3的业绩。

袋式除尘器可以大幅度降低烟尘和粉尘的排放量。以火电厂行业为例，目前每年排放烟尘380万吨，若全国50%的燃煤锅炉采用袋式除尘器，则火电行业每年可减少排放烟尘120万吨以上。袋式除尘器这种高效的除尘特性可支持更加严格的环保标准。我国近年来相继修订了一些行业的排放标准，颗粒物排放限值为50mg/Nm3，与以往相比虽已严格得多，但与国际先进水平相比，仍显落后。我国垃圾焚烧烟气中含有多种有害物质，特别是二恶英类剧毒物质，但颗粒物排放限值却为80mg/Nm3，既不适应环境保护的要求，也与我国袋式除尘技术能够达到的水平相距甚远，因此该项标准亟待重新修订。随着国民经济的发展，各项排放标准的更加严格化是大势所趋。实际上，我国袋式除尘技术已经完全能够支持更为严格的标准。排放限值的进一步降低，将对固体颗粒物减排起到巨大的作用。以水泥行业为例，目前每生产1吨产品约排放烟尘和粉尘0.8~1kg，年排放量约为1200万吨，若将固体颗粒物排放限值降至20~30mg/Nm3，则烟尘和粉尘排放量每年可削减650~800万吨。需要指出的是，袋式除尘器实现更严格的颗粒物排放标准并不需要提高造价和运行费用，只要严格按照有关标准和规范设计、制造、安装和运行，都能获得好的效果。

1.2 实现对微细粒子的控制

微细粒子(PM10、PM2.5)是危害人体健康和污染大气环境的主要因素之一，将微细粒子的控制纳入国家标准只是时间问题。目前电除尘器捕集微细粒子的效率很低，对小于10μm的尘粒，其捕集率只有60%左右。而袋式除尘器对粒径小于1μm的粒子，其捕集效率却可达到98%~99%。因而可以说，目前只有袋式除尘技术能够有效控制微细粒子。

1.3 高效去除有害气体

袋式除尘器能够高效去除有害气体。如电解铝含氟烟气的净化是依靠袋式除尘系统实现的。沥青烟气的最有效净化方法是以粉尘吸咐并以袋式除尘器分离。试验结果表明，在半干法脱硫中，采用袋式除尘器可比电除尘器提高脱硫效率约10个百分点。滤袋表面的粉尘层含有未反应的脱硫剂，相当于一个"固定床"的作用，可显著延长脱硫反应的时间。在垃圾焚烧烟气净化中，袋式除尘器的"固定床"特性对垃圾焚烧烟气净化具有重要的价值。垃圾焚烧烟气中的二恶英的净化方法之一是以活性炭吸附再以袋式除尘器去除。目前国外一种去除二恶英的新技术，就是在袋式除尘器的滤料上加催化剂，促使二恶英分解。

1.4 在多种复杂条件下实现减排

袋式除尘器对各种烟尘和粉尘都有很好的捕集效果，不受粉尘成分及比电阻等特性的影响。袋式除尘器对入口含尘浓度不敏感，在含尘浓度很高或很低的条件下，都能实现很低的粉尘排放。以往袋式除尘器的应用受到诸多不利因素的制约，近年来袋式除尘技术的发展使此情况有了很大改观。

(1)烟气高温。在≤280℃下已普通应用;在300℃~500℃范围内也可应用，国外已有用于更高温度的实例。

(2)烟气高湿。例如烘干机、喷雾干燥机等的尾气净化。

(3)高含尘浓度。可直接处理含尘浓度为1400g/Nm3的气体，并达标排放;还可直接处理含尘浓度为3万g/Nm3的气体(例如仓式泵输粉)，并达标排放。

(4)高腐蚀性。例如垃圾焚烧发电厂的烟气净化，烟气中含HCl、HF等腐蚀性气体。

(5)烟气含易燃、易爆粉尘或气体。例如高炉煤气、炭黑生产烟气、煤粉磨机尾气、煤调湿尾气等。

(6)除尘系统具有高负压或高正压。一些大型煤磨收尘系统的负压为1.4万~1.6万Pa;大型高炉煤气袋滤净化系统的正压可达到0.3MPa;而某些水煤气袋滤净化系统的正压更高达0.6~4.0MPa。

1.5 新能源开发和节能工程的重要设备

在一些新能源开发和节能工程中，袋式除尘器提供了有力的支撑，如新能源开发项目"煤制油"工艺中的煤粉收集，袋式除尘器就是必备的设备。高炉煤气余压发电具有重大的节能效益。采用袋式除尘器净化高炉煤气，比湿式净化可增加发电量30%~40%，并且每吨铁节约用水200kg，煤气的热值大幅度提高。而与电除尘净化相比，净煤气的含尘量更低、净化效果更稳定。

3.1 净化微细粒子的技术和装备

袋式除尘器虽然能够有效捕集微细粒子，但以往未将微细粒子的捕集作为技术发展的重点。面临微细粒子，袋式除尘技术需要进一步提高捕集效率、降低阻力和能耗。有必要针对PM10、PM2.5等的捕集，研究和开发主机、滤料及应用技术。

3.2 净化有害气体的技术和装备

特别应当研究和开发通过催化作用直接分解二恶英/呋喃的技术和材料，改变目前主要依靠活性炭吸附的局面。还需研究和开发去除重金属的技术和装备。

3.3 开发新应用领域

钢铁行业转炉煤气净化基本沿用湿式文丘里除尘工艺，难以满足新的环保标准，而且存在污水处理、能耗高等问题。钢铁界的有识之士早就提出干法除尘的思路，但尚未实现。铁矿烧结机的机头烟气，全部采用电除尘器处理。近年来普遍反映不能达标。采用袋式除尘的技术途径正在探索，尚无显著进展。

3.4 进一步降低袋式除尘器的能耗与电除尘器相比，袋式除尘器的阻力较高，从而导致主风机的能耗较高。虽然在降低阻力方面已经取得很大的进步，但考虑到"节能减排"的大目标，考虑到今后袋式除尘器的应用将越来越广的局面，仍需加强研究，以期进一步降低袋式除尘器的阻力和能耗。

3.5 耐高温滤料纤维的开发

我国耐高温滤料纤维的开发和生产虽取得一些进展，但质量与国外产品尚有明显差距，特别是PPS和PTFE纤维。因此，市场目前主要由国外企业所垄断。另一种耐高温滤料纤维P84，是水泥窑烟气净化的主要滤料，目前在我国还是空白。

3.6 研发超高压袋式除尘技术和设备

水煤气行业正向高压制气方向发展，压力越高，产气率就越高。近期国内计 划建设工作压力为0.6M~1.0MPa的制气系统，随后的目标是建设压力为3M~4MPa的制气系统。开发适应这种高压的袋式除尘技术和装备，是亟待研究的课题。

3.7 提高脉冲阀产品的质量和性能

脉冲喷吹是我国袋式除尘器目前主要的清灰方式，其主要部件是脉冲阀。长期以来，我国大型和重要袋式除尘项目，脉冲阀市场几乎都由国外企业所垄断。客观而言，我国脉冲阀的喷吹性能(即清灰性能)不亚于国外产品，某些指标甚至优于国外产品。但国内的脉冲阀早期存在膜片寿命较短的缺点，有的零件质量(包括材质)不够好，从而导致脉冲阀性能不稳定。现在虽然有很大进步，但与国外产品仍有差距。加上在用户中未能建立信誉以及企业竞争力等原因，一直未能占领主要市场。

本书是环境科学与工程领域专门阐述袋式除尘技术的著作。全书共分12章，主要介绍袋式除尘器的基本理论、性能分析、没计、主要形式、配套装置、常用仪表、自动控制、系统设计、工程应用实例和运行管理等内容。全书取材以新颖、实用为主，旨在使读者能利用本书进行袋式除尘器的基本设计，选择应用和运行管理。

本书可供科研设计单位、管理部门和工矿企业广大环保工作者使用，也可供高等院校相关专业师生参考。