袋式除塵技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展

袋式除塵器作為高效去除顆粒物的裝備，完全可以大幅度降低煙塵和粉塵的排放量，是解決我國煙粉塵排放的重要技術(shù)裝備。以水泥行業(yè)為例，目前國內(nèi)的水泥企業(yè)采用的都是袋式除塵器，每一臺新型干法水泥窯都能達(dá)到GB4915-2013規(guī)定的排塵限值，即噸熟料0.15~0.30千克。按國家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)，我國水泥工業(yè)2012年的顆粒物排放是368萬噸，但是按照新國標(biāo)應(yīng)該達(dá)到23萬~46萬噸，這在技術(shù)上是完全可以實(shí)現(xiàn)的。如果全國50%的燃煤鍋爐也都采用袋式除塵器，則電力行業(yè)每年可減少煙塵排放120萬噸以上，也就是說袋式除塵技術(shù)完全能夠支持更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，排放限值可進(jìn)一步降低，對顆粒物減排將起到巨大的作用。國內(nèi)眾多應(yīng)用案例表明，袋式除塵器在實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)格的顆粒物排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，并不需要提高造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用，只要嚴(yán)格按照現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行，都能獲得好的效果。

一、袋式除塵裝備技術(shù)

袋式除塵器的設(shè)計(jì)選型現(xiàn)已由原來的高濾速、高阻力、短壽命轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝?、低阻、長壽命，追求優(yōu)良的節(jié)能減排綜合效應(yīng)，具體體現(xiàn)在高爐煤氣干法除塵、燃煤電廠鍋爐煙氣除塵、水泥窯頭窯尾煙氣除塵、垃圾焚燒煙氣凈化領(lǐng)域迅猛推廣應(yīng)用袋式除塵，并取得了顯著成效；

在煙塵治理工程中排放濃度低于10mg/Nm3；系統(tǒng)阻力低于1000Pa；濾袋平均具有好的清灰效果；脈沖閥膜片的壽命大幅度延長，使用3～5年已是普遍現(xiàn)象。使用壽命在4年以上已很普遍。脈沖清灰袋式除塵技術(shù)在各工業(yè)領(lǐng)域均獲得良好的使用效果，關(guān)鍵部件脈沖閥的性能在某些方面已超過國外產(chǎn)品，從而獲得了更袋式除塵設(shè)備的迅速大型化，用于鋼鐵、水泥、電力行業(yè)的袋式除塵設(shè)備，許多單機(jī)的處理煙氣量都已經(jīng)超過200萬m3/h，過濾面積超過數(shù)萬平方米，其中電力行業(yè)的袋式除塵器單機(jī)最大處理煙氣量超過300萬m3/h，過濾面積大多在4萬～5萬m2。當(dāng)然在設(shè)備大型化的同時(shí)也注入了許多新的技術(shù)，使袋式除塵器的氣流分布、氣流組織和本體結(jié)構(gòu)合理及安全化等方面都有了顯著進(jìn)步。我國大型袋式除塵器的制造裝備和制造技術(shù)也有了很大進(jìn)步，規(guī)模越來越大，裝備越來越專業(yè)化，許多袋式除塵加工企業(yè)都建有數(shù)控加工中心，制作精度有很大提高;專用設(shè)備和專用加工機(jī)械在袋式除塵行業(yè)普遍采用，花板的制作采用激光切割，袋籠加工普遍采用多點(diǎn)焊機(jī)，最近幾年世界上還沒有哪個國家的袋式除塵加工企業(yè)像中國的袋式除塵企業(yè)發(fā)展這么快、這么專業(yè)，因此也帶動了袋式除塵器的出口和代外加工。

二、袋式除塵器的大型化

袋式除塵技術(shù)進(jìn)步最為顯著的標(biāo)志就是裝備的大型化，但裝備的大型化不是簡單的體積加大，涉及到裝備的模塊化設(shè)計(jì)、制造與安裝、氣流分布與調(diào)節(jié)、清灰系統(tǒng)的長期運(yùn)行的可靠性、濾袋使用的長壽命等。我國火電行業(yè)單機(jī)容量由100MW、200MW、600MW到1000MW；水泥行業(yè)單條生產(chǎn)線由3000t/d、4000t/d、5000t/d到12,000t/d；鋼鐵行業(yè)單座高爐爐容由700m3、1000m3、2000m3到4000～5300m3。我國科技人員充分發(fā)揮自己的聰明才智，不斷研發(fā)迅速跟進(jìn)，使我國袋式除塵器迅速大型化，處理風(fēng)量由原來的十幾萬m3/h提升到100萬m3/h、200萬m3/h直到300萬m3/h以上;過濾面積由2000m2、1萬m2、2萬m2至5萬～6萬m2；在袋除塵大型化進(jìn)程中，設(shè)備阻力大幅降低，由以往的1500～1800Pa降低到1200Pa甚至1000Pa以下；過濾效率穩(wěn)定并有效提高，排塵濃度10mg/Nm3以下，生活垃圾焚燒行業(yè)和高爐煤氣凈化的煙塵排放濃度普遍在10mg/Nm3以下。正是由于袋除塵設(shè)備的大型化，其在我國工業(yè)發(fā)展的各相應(yīng)階段，為我國工業(yè)的節(jié)能減排提供了巨大支持，才使得我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境控制同時(shí)取得巨大成就，可以這樣說，若沒有袋除塵技術(shù)的快速發(fā)展，我國大氣環(huán)境會比現(xiàn)在更糟糕。眾所周知，任何行業(yè)裝備的大型化都不是一個簡單的將體型做大，而都是相應(yīng)需要有眾多技術(shù)的大幅進(jìn)步，并且大多是建立在某些關(guān)鍵技術(shù)得以突破的基礎(chǔ)之上的。袋式除塵器的大型化就是建立在過濾材料研制及濾袋制造技術(shù)、清灰技術(shù)及設(shè)備、氣流分布技術(shù)、整機(jī)加工制造及裝備技術(shù)等方面均取得重大突破的基礎(chǔ)上才得以發(fā)展起來。與鋼鐵、冶金、水泥、電力行業(yè)設(shè)備大型化一樣，袋除塵設(shè)備的大型化同樣是建立在我國工業(yè)總體水平提高的基礎(chǔ)之上;與此同時(shí)，它也推動了我國工業(yè)總體水平的提高。水泥行業(yè)包括除塵設(shè)備在內(nèi)的整條生產(chǎn)線在國外大量推廣建設(shè)即為一例。

1、水泥行業(yè)

水泥行業(yè)是重污染行業(yè)之一。以往水泥廠周邊1～2公里均會落有厚厚一層水泥塵。2004年在廣州某水泥廠進(jìn)行5000t/d水泥生產(chǎn)線改造時(shí)，國內(nèi)科技人員在累積幾十年除塵經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，比照國外環(huán)保設(shè)計(jì)要求，研發(fā)出大型低阻長袋在線/離線脈沖清灰除塵器，處理風(fēng)量100萬m3/h，煙氣溫度240℃，濾袋使用壽命達(dá)到6年，設(shè)備運(yùn)行阻力低于1200Pa，煙塵排放濃度在10mg/m3以下;達(dá)到了國際上嚴(yán)苛的環(huán)保要求，不僅滿足了此生產(chǎn)線的要求，為后來我國5000t/d到12,000t/d生產(chǎn)線的技術(shù)推廣掃清了水泥廠煙塵排放達(dá)標(biāo)的重大環(huán)保障礙。近年來，水泥行業(yè)的整條工藝線采用袋除塵技術(shù)，特別是窯頭、窯尾由電除塵器改為袋式除塵器，使得水泥廠廠區(qū)一改過去的臟亂景象，不少水泥廠已成為花園式清潔工廠。

2、鋼鐵行業(yè)

鋼鐵行業(yè)亦是重污染行業(yè)之一。鋼鐵行業(yè)袋除塵技術(shù)進(jìn)步的典型代表是高爐煤氣除塵凈化。高爐在煉鐵過程會產(chǎn)生大量高爐煤氣，5000m3以上高爐每小時(shí)產(chǎn)生90萬m3左右的高爐煤氣。高爐煤氣中含有大量CO和少量氫氣，是寶貴的能源;但粗煤氣中含有大量粉塵，必須經(jīng)過凈化處理后才能應(yīng)用。CO和氫氣具有爆炸性，且CO具有較高毒性，凈化處理過程有較大危險(xiǎn)性。傳統(tǒng)高爐煤氣采用文氏管濕法降塵，該方法不僅熱損失大、凈化效率低，而且需消耗大量水資源并產(chǎn)生污染水。20世紀(jì)90年代，我國科技人員在世界上率先開展高爐煤氣袋除塵凈化研究并取得成功。我國研發(fā)的脈沖清灰高爐煤氣凈化袋式除塵技術(shù)，采用惰性氣體清灰及輸灰等技術(shù)，從根本上避免了高爐煤氣干法凈化的燃爆危險(xiǎn)。該技術(shù)具有高效穩(wěn)定的凈化效率，凈煤氣含塵量低于5mg/m3，從根本上革除了瓦斯泥，并避免了污水處理的龐大設(shè)施及對環(huán)境的嚴(yán)重污染，充分利用高爐煤氣的壓力能、熱能，增加了余壓發(fā)電量30%～50%，節(jié)能40%～50%、節(jié)水80%～90%，節(jié)省投資30%～40%，降低運(yùn)行能耗60%～70%。該項(xiàng)技術(shù)屬于國際領(lǐng)先。

3、電力行業(yè)

我國多家單位共同完成的國家“十五”“863”項(xiàng)目：焦作電廠20MW機(jī)組電除塵改為袋除塵、張家港沙洲電廠600MW機(jī)組袋除塵、寶鋼自備電廠的電除塵改為袋除塵、上海外高橋30MW×4機(jī)組電除塵改為袋除塵等，都是典型的燃煤電廠袋除塵技術(shù)應(yīng)用，顯示了火電行業(yè)高效控制煙塵排放，實(shí)現(xiàn)了國家和地方制定的排放低于30mg/m3甚至20mg/m3的目標(biāo)并有廣闊前景。這些項(xiàng)目的系統(tǒng)阻力均低于1200Pa，有的還低于800Pa，煙塵排放濃度均低于20mg/m3，濾袋使用壽命最長達(dá)5年以上。600MW機(jī)組袋除塵處理風(fēng)量為360萬m3/h，濾料達(dá)6萬m2。