电-袋复合型除尘器是通过电除尘与布袋除尘有机结合的一种新型的高效除尘器,她充分发挥电除尘器和布袋除尘器各自的优点,以及两者相结合产生新的优点,同时能克服电除尘器和布袋除尘器的缺点。该复合型除尘器除尘效率稳定高效、滤袋阻力低寿命长,设备投资小、运行成本低、占地面积小的优点。
一、电-袋复合型除尘器的除尘机理
1.电-袋复合型除尘器的结构形式
电-袋复合型除尘器的机构结构形式有两种:串联式和嵌入式(如下图所示)。
串联式前级为纯电除尘电场,后级为纯袋除尘结构,区域划分清楚,技术成熟,更容易实现。,该技术已成功得到应用。嵌入式结构较为复杂,但结构更为紧凑,占地面积更小。 我公司目前采用串联式电-袋复合型,其三维图如下:

| 1.进气烟箱 |
2.灰斗 |
3.壳体 |
4.收尘极 |
| 5.放电极 |
6.导流装置 |
7.滤袋 |
8.清灰系统 |
| 9.净气室 |
10.提升装置 |
11.出气烟箱 |
12.人孔门 |
2.电-袋复合型除尘器的除尘原理
前级设置一个电场的电除尘器,其除尘效率与极板有效面积呈指数曲线变化,能收集烟尘中大部分粉尘,收尘效率达80-90%(见图),并使流经该电场到达后级未被收集下来的微细粉尘电离荷电。后级设置布袋除尘器,使含尘浓度低并预荷电的烟气通过滤袋而被收集下来,达到排放浓度≤50mg/Nm3,甚至≤10mg/Nm3环保要求。
前级电场的除尘效率曲线
有关研究表明烟气中的荷电粉尘有如下作用:(1)扩散作用。由于粉尘带有同种电荷,因而相互排斥迅速在后级的空间扩散,形成均匀分布的气溶胶悬浮状态,使得流经后级布袋各室浓度均匀,流速均匀。(2)吸附和排斥作用。发现和研究证实由于荷电效应会使电离荷电粉尘在滤袋袋上沉积的粉尘速度加快,以及带有相同极性的粉尘相互排斥,使得沉积到滤袋表面的粉尘颗粒之间有序排列,形成的粉尘层透气性好,空隙率高,剥落性好。所以电-袋复合型除尘器利用荷电效应减少除尘器的阻力,提高清灰效率,从而设备的整体性能得到提高。
二、电-袋复合型除尘器的技术特点
1. 电-袋复合技术的除尘机理科学,技术先进可靠。
由于在电-袋复合型除尘器中,烟气先通过前级电除尘后再缓慢进入后级布袋除尘器,前级电除尘捕集80-90%的烟气粉尘,后级滤袋捕集的粉尘量仅有常规布袋除尘的~1/4。这样后级滤袋的粉尘负荷量大大降低,清灰周期得以大幅度延长;粉尘经过前级电场电离荷电,荷电效应提高了粉尘在滤袋上的过滤特性,使滤袋的透气性能、清灰性能方面得到大大的改善。达到充分合理利用电除尘器和布袋除尘器各自的优点,以及两者相结合产生新的功能,同时能克服电除尘器和布袋除尘器的缺点。根据国外的研究成果以及通过我公司试验研究和在上海某厂的工业应用,证明该技术是一种科学、可靠、先进的技术。
2.电-袋除尘器滤袋粉尘负荷量少,可以提高滤袋的过滤风速,节省投资和减少占地面积
电-袋复合型除尘器滤袋的粉尘负荷量小,以及荷电效应作用,其过滤风速串联式的可以提高到1.2~2m/min,嵌入式的可以达到4m/min,此时滤袋还依然保持较低的阻力。从而大大减少滤袋过滤面积,节省设备的投资,减少除尘器的占地面积。
3.电-袋复合除尘器的运行阻力低
由于荷电效应的作用,滤袋形成的粉尘层对气流的阻力小,易于清灰,在运行过程除尘器可以保持较低运行阻力。
4.无粉尘冲刷磨损
前级电除尘把大部分(80-90%)的粉尘收集(这部分粉尘颗粒粗(直径大),动量大,对滤袋的磨损破坏强度大),剩下的粉尘浓度低、颗粒细,以及荷电效应和后级滤袋各室入口空间大,进入各室的粉尘速度低(﹤1m/s),可以避免粉尘的冲刷破坏。
5. 电-袋复合除尘器的滤袋使用寿命长
电-袋除尘器与常规布袋除尘器相比,单位时间内相同滤袋面积沉积的粉尘量的少,滤袋的清灰周期可以为常规的2倍以上。降低滤袋的清灰频率和减少清灰次数,滤袋的使用寿命得以延长。
电-袋复合除尘器由于粉尘清灰容易,在实际运行中可采用在线清灰方式,减少滤袋气布比波动量,从而延长滤料使用寿命。
电-袋复合除尘器由于滤袋的过滤性能好运行阻力低,滤袋的强度负荷小,从而延长滤料使用寿命。
6. 电-袋复合除尘器的运行、维护费用低
除尘器中的袋收尘占除尘器大部分成本,减少袋收尘部分的成本和延长滤袋的使用寿命可以降低滤袋的更换维护费用;降低运行阻力可以节省风机的电耗费用;清灰周期长可以节省压缩空气消耗量,即减少空压机的电耗费用。电-袋复合除尘器的运行、维护费用大大低于纯布袋除尘器。
7. 电-袋复合除尘器的效率高效稳定
电-袋复合型除尘器的除尘效率不受煤种、烟气工况、飞灰特性影响,排放浓度可以长期高效、稳定在30mg/Nm3(甚至10mg/Nm3)左右以下。
三、 电-袋复合型除尘器采取的技术措施
1. 选用优质的国外进口品牌滤料,加上性能优质的覆膜(或防油水处理),保证高除尘效率和延长的除尘器寿命。
滤料选用进口Ryton(PPS)针刺毡,它的最高连续使用温度达190℃,瞬时温度为200℃,具有优异的耐温性、抗酸碱性、抗水解性,适合燃煤锅炉烟气工况,对SO2适应性强。
经过聚四氟乙烯覆膜处理的由于现在各电厂锅炉的的煤种复杂,烟气灰分普遍存在具有细、粘的特点,滤袋表面,有利于滤袋粉层的清灰剥落,有效防止糊袋现象,降低滤袋运行阻力,提高滤袋的抗结露性能,减少滤袋与粉尘之间的摩擦系数,延长滤袋的使用寿命。
2. 采用高效的清灰技术
清灰是布袋除尘器的核心技术之一,清灰效率直接影响除尘器运行阻力和滤袋寿命。电-袋的清灰系采用分室结构和长袋低压脉冲技术,采用质量稳定可靠进口的淹没阀,合理设计和布置清灰系统、气路的器件,可方便地实现清灰方式和脉冲制度的选择和调整,以满足不同工况的运行要求,以保证清灰系统高效稳定。
3. 采用特殊的电场和布袋之间的气流装置,使得电场和布袋气流更加均匀
通过模拟试验和实际的工程应用,总结出最佳的气流均布技术。在电场和布袋之间,布置能起导向和均流的分布板,使得电场和布袋气流更加均匀,保证电-袋的整体性能。
4. 优化出气烟道结构,减少系统阻力
通过模拟试验研究和工程实践,设计出最佳的各室阀口大小,提升阀的提升高度,以及各室合理流畅的烟气管道和汇总管道,设计合理的气流速度减少除尘系统阻力。
5. 先进的自动控制技术
电气控制性能的高低对布袋除尘器的阻力、布袋的寿命、除尘效率有着直接的影响,在燃煤电厂锅炉大型布袋除尘系统中更为关键。采用先进的PLC控制技术,保证控制系统的检测和输出控制精度;采用完善的保护控制系统,保证设备的安全、可靠运行;采用压差控制技术,提高设备自动控制程度和故障识别能力;结合龙净环保在除尘器领域的电气控制技术优势,可以实现控制系统与计算机控制、网络通讯的互联。
6. 可靠的滤袋保护措施
锅炉在启炉过程或锅炉工艺系统发生故障时会对滤袋产生危险,所以在设计时结合燃煤锅炉的燃烧工艺和相应的工艺流程,设计燃煤电厂烟气工况条件下的滤袋防燃烧措施、防油污粘袋措施以及锅炉爆管时的防粘堵保护装置。
采用预喷涂灰装置,保证滤袋在锅炉点火时防燃烧、防油污粘袋故障;采用温度自动检测技术来,在锅炉出现故障时大幅度超温时采取自动喷水降低烟气温度;以及设置旁路烟道等三道保护装置,以保护滤袋;当温度下降至临界露点时,系统发出报警。
四、电-袋复合除尘器与常规布袋除尘器的比较
序号 |
除尘器型式
项目 |
电-袋复合除尘器 |
常规布袋除尘器 |
1 |
运行阻力 |
<1200Pa |
>1500~2400Pa |
2 |
清灰频率和周期 |
单位时间相同滤袋面积的粉尘仅为常规袋收尘的1/4,粉尘层有序,清灰压力小,清灰频率小,周期长。 |
单位时间相同滤袋面积的粉尘浓度大,粉尘层粉尘无序,清灰压力大,清灰频率高,周期短。 |
3 |
清灰可靠性 |
荷电粉尘沉积速度快,粉尘层排列有序,清灰容易,清灰压力小,清灰可靠。 |
无荷电粉尘,沉积速度慢,粉尘层排列无序,清灰相对困难,清灰压力大,清灰可靠性较低。 |
4 |
压缩空气量 |
布袋数量少1/3~1/4,喷吹阀少,清灰频率低,清灰可靠,压缩空气耗量少。 |
布袋数量多,喷吹阀多,清灰频率高,压缩空气耗量多。 |
4 |
检修费用 |
清灰频率小,滤袋寿命更长,滤袋数量少,脉冲阀数量少,每台50MW机组电-袋的电场维修费用不超过5千元,预计每年维修费在50万元以内。 |
清灰频率高,滤袋寿命较短,滤袋数量多,脉冲阀数量多。预计每年费用较高超过70万元。 |
5 |
风机增加压损 |
比使用电除尘器增加压损1200~1500Pa |
比使用电除尘器增加压损2000~2500Pa |
五、 电-袋复合除尘器的应用实例
2003年初,我公司首席专家林宏为上海某厂的70M2电除尘器的改造提供了电-袋复合除尘器技术指导。该除尘器原为一台三电场电除尘器,由于环保排放要求的提高,原定将电除尘改造为一台布袋除尘器,通过电-袋复合除尘技术的介绍,最终选定采用电-袋复合除尘技术。具体电-袋复合除尘器的参数如下:
1 保留原除尘器的第一电场,把第二、三电场该为布袋除尘;
2 布袋为直径为φ160mm;
3 袋长6500mm,滤袋为玻纤PTFE覆膜;
4 清灰方式设计为既可“在线”也可“离线”,逐行脉冲喷吹;
5 脉冲阀为澳大利亚高原公司的3”淹没阀;
6 清灰空气压力为0.25Mpa;
7 布袋除尘器室数为:6室。
该电-袋复合除尘器投运后,实际运行各室压差小于200Pa,清灰方式为在线,整台除尘器的阻力为800-950Pa(常规布袋为1500~2400Pa),除尘器出口浓度小于30mg/Nm3。滤袋生产厂家认为布袋使用寿命可以由原来的4年提高到5年以上。
该台除尘器改造如果采用纯布袋预计要500多万元,采用电-袋复合则只用300多万元,节约近150万元。
因此通过几年的电-袋复合除尘器的研究,特别是该台70M2电-袋复合除尘器的实际应用,取得良好的除尘效果及经济和社会效果。电-袋-复合技术充分利用电除尘和布袋除尘的各自优势,弥补各自的不足。电-袋复合除尘器是燃煤锅炉新的除尘技术的重要发展方向之一,在煤种变化大、煤质复杂、工况复杂、灰份浓度大比电阻高、环保排放要求高的条件下,电-袋复合除尘器比纯布袋除尘器或电除尘器具有更好的技术先进性,同时具有更大的经济效益和社会效益。
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