褶皺布袋的技術(shù)原理(袋式除塵現(xiàn)狀)

袋式除塵現(xiàn)狀

我國工業(yè)化進(jìn)程在過去20多年超高速發(fā)展，由于能源結(jié)構(gòu)以煤炭等重污染低成本能源為主，地區(qū)發(fā)展不均衡及環(huán)保立法相對落后，執(zhí)法不夠嚴(yán)格，環(huán)保意識薄弱等因素，造成了對我們生存環(huán)境的巨大壓力。其中對工業(yè)顆粒物排放的控制因各種原因也相對滯后，是目前全國范圍的霧霾等嚴(yán)重大氣污染現(xiàn)象的重要原因之一。袋式除塵器在我國雖然只有20余年的推廣應(yīng)用，但已經(jīng)成為控制工業(yè)粉塵排放的最成熟的技術(shù)之一，是控制工業(yè)煙氣細(xì)顆粒物PM2.5和PM 10排放的關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)用極為廣泛。

由于生態(tài)文明建設(shè)的重要地位，國家出臺了一系列的環(huán)保政策。2019年5月國家生態(tài)環(huán)境部在《鋼鐵企業(yè)超低排放改造工作方案(征求意見稿)》提出了力爭2020年底前完成鋼鐵產(chǎn)能改造4.8億噸，2022年底前完成5.8億噸，2025年底前完成改造9億噸左右超低排放改造要求，這對電廠、鋼鐵、水泥等行業(yè)粉塵治理帶來了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。原來的除塵器設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)大都在30mg/m'以下，如何對老舊除塵器進(jìn)行升級改造，既能實(shí)現(xiàn)超低排放，又不影響生產(chǎn)，這是目前所有工業(yè)除塵企業(yè)最為關(guān)注的問題。

褶皺布袋是基于現(xiàn)有的成熟布袋除塵技術(shù)的創(chuàng)新，在布袋結(jié)構(gòu)上發(fā)生變化，褶皺布袋比原來的普通濾袋過濾面積增加了1.5~2倍，增加了袋間距，讓清灰更容易，排放更低。經(jīng)過近幾年持續(xù)的研發(fā)試驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用案例證明，高效節(jié)能褶皺布袋除塵技術(shù)在現(xiàn)有老舊除塵器升級改造、新建除塵器降本節(jié)支方面均有明顯的節(jié)能減排效果，可以以最低的成本為現(xiàn)有除塵器的升級改造提供高性價比的技術(shù)和產(chǎn)品解決方案。

褶皺布袋的技術(shù)原理

袋式除塵的基本原理是利用過濾材料阻截固體顆粒、空氣通過濾材實(shí)現(xiàn)固體顆粒和氣體的分離。因此，其他條件相同時，單位體積內(nèi)過濾面積的大小直接界定了系統(tǒng)的過濾性能和容量。褶皺布袋的技術(shù)原理基于布袋除塵的基本原理，大幅度增加系統(tǒng)的過濾面積，從而大幅度降低系統(tǒng)壓差、降低清灰頻率和能耗，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

除塵濾袋的設(shè)計(jì)主要有圓袋、橢圓袋和信封式扁袋等幾種主要形式，幾十年來基本沒有改變，圖3為褶皺布袋及配套龍骨。除了從濾料本身來提高除塵器效率和降低能耗外，濾袋的設(shè)計(jì)是提高除塵器過濾效率和容量的基本要素。

脈沖噴吹袋式除塵器的過濾效率和影響濾袋壽命的因素有很多。假定除塵器的設(shè)計(jì)、制造及選用的濾料是合理的，一般情況下，影響除塵器的過濾效率的主要要素包括以下幾點(diǎn)：

(1)設(shè)計(jì)容量/設(shè)計(jì)風(fēng)速或氣布比

(2)氣流分布

(3)煙氣化學(xué)成分、溫度、濕度

(4)入口粉塵含量 (g/m3)

(5)粉塵特性(形狀、粘度、濕度、比重等)

(6)除塵器清灰模式(定壓/定時、在線/離線清灰)和清灰效率

(7)除塵器運(yùn)行模式(連續(xù)、間歇式)

(8)除塵器的運(yùn)行阻力

袋式除塵器的過濾效率同運(yùn)行阻力有著非常密切的關(guān)系。正常情況下運(yùn)行阻力(運(yùn)行壓差或壓力降)可簡化為：

△Pt=△P0+△Pm+△Pc 

其中△P?為系統(tǒng)運(yùn)行阻力或壓差；△P?為潔凈濾料的初始壓差； △Pm 為除塵器的機(jī)械壓力損失，同除塵器的進(jìn)風(fēng)管、擋板、氣流分布、花板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造精度和質(zhì)量有關(guān)； △Pc是煙氣通過濾餅的壓降。

實(shí)際運(yùn)行的系統(tǒng)壓差要比上述公式表述的復(fù)雜得多，系統(tǒng)的阻力部分同設(shè)計(jì)的風(fēng)速(氣布比)成正比，部分呈平方指數(shù)關(guān)系遞增，而這部分呈平方指數(shù)關(guān)系的運(yùn)行阻力是系統(tǒng)阻力最為復(fù)雜和重要的環(huán)節(jié)，且是時間的函數(shù)，隨著運(yùn)行時間的增加而增加。但上述公式對除塵器的設(shè)計(jì)和運(yùn)行都具有重要的指導(dǎo)意義。

通常假定過濾風(fēng)量即系統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)量為定值，除塵器設(shè)備阻力△Pm也可以看做是常量，一般在200~300Pa范圍，風(fēng)量增加△Pm也會增大。濾料自身的阻力 △P0 一般在50~300Pa范圍內(nèi)，并同風(fēng)速或氣布比呈線性關(guān)系。但由于系統(tǒng)運(yùn)行后粉塵開始遷移、阻塞濾料，濾料表面附著的粉塵也會大幅度降低透氣度，因此實(shí)際濾料在使用后的阻力要比潔凈濾料大，并且隨著時間的推移不斷增大。系統(tǒng)總壓差△P?一般設(shè)計(jì)在800~1500Pa范圍，實(shí)際運(yùn)行中，設(shè)備和濾料阻力一般在500~800Pa并不斷增大。需要指出的是，在濾餅開始形成后，袋式

除塵器系統(tǒng)的粉塵排放是非常低的，接近零排放，系統(tǒng)的粉塵排放主要發(fā)生在脈沖清灰瞬間。

綜上所述，在其他主要運(yùn)行參數(shù)不變的情況下，褶皺式布袋替代普通布袋增加系統(tǒng)的過濾面積，將大幅度降低系統(tǒng)阻力或壓差，并且如果采取定壓清灰程序進(jìn)行脈沖噴吹，使用褶皺式布袋替代普通布袋，每個布袋的清灰周期會大幅度延長(濾餅阻力增大的速度減小所致)。這也是使用褶皺式布袋替代傳統(tǒng)布袋系統(tǒng)壓差降低、排放大幅度降低且能耗(風(fēng)機(jī)能耗和壓縮空氣能耗)降低的機(jī)理。

褶皺布袋和龍骨的技術(shù)原理與傳統(tǒng)的增大除塵器或增加除塵器來擴(kuò)大過濾面積的原理是相同的，但褶皺布袋在性價比上和傳統(tǒng)的圓布袋相比具有很大優(yōu)勢，特別是在老舊除塵器改造方面是其他改造方式無法達(dá)到的。