超凈過濾式除塵器及其應(yīng)用
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摘要 ：文章介紹了高溫煙氣超凈過濾式除塵器的原理、特性及應(yīng)用情況，該裝置以陶瓷纖維過濾管為核心元件，可在高溫條件下濾除煙氣中的粉塵，是一種先進的節(jié)能減排環(huán)保實用技術(shù)。關(guān)鍵詞 : 高溫煙氣 ；超凈過濾 ；除塵器 ；優(yōu)勢
在垃圾焚燒、金屬冶煉及生物質(zhì)氣化裂解等鍋爐燃燒過程中，會產(chǎn)生大量的煙氣，煙氣中通常含有粉塵顆粒物。因此，需安裝除塵過濾凈化裝置，通過除塵過濾凈化裝置使排出的煙氣顆粒物達到相應(yīng)的國家排放標準。
超凈過濾式除塵器可滿足高溫條件下的煙氣除塵凈化需求，主要應(yīng)用于高溫煙氣過濾領(lǐng)域，尤其是在垃圾焚燒爐、生物質(zhì)氣化裂解爐和先進煤化工等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
1 超凈過濾式除塵器原理及其優(yōu)勢
高溫煙氣超凈過濾式除塵器采用的是壁流式煙氣
過濾模式，通過耐高溫陶瓷纖維過濾管將煙氣中的粉塵阻擋在過濾管表面，過濾后的潔凈煙氣通過引風機和風管進入下游裝置。
除塵濾料是除塵器的核心，其性能直接決定了除塵器的除塵效果 [1]。超凈過濾式除塵器的過濾元件為陶瓷纖維過濾管，安裝于設(shè)備主氣室內(nèi)。含塵煙氣從鍋爐出來后通過煙道進入超凈過濾式除塵器內(nèi)，煙氣均勻流入陶瓷纖維過濾管，煙氣中的粉塵被擋在陶瓷纖維過濾管外面，粒徑較大的粉塵在重力作用下自沉降，粒徑較小的粉塵沉積在陶瓷纖維過濾管表面，經(jīng)過纖維層后無塵氣體從設(shè)備凈氣室排出。 陶瓷纖維過濾管除塵原理如圖 1 所示。
圖 1 陶瓷纖維過濾管除塵原理
超凈過濾式除塵器具有常規(guī)靜電除塵或布袋除塵工藝所不具備的優(yōu)勢。該裝置不受粉塵比電阻的影響， 同時耐高溫，具體優(yōu)勢如下 ：
- 除塵效率高，濾管表面覆膜孔徑極小，可處理亞微米級的顆粒，使含塵氣體排放濃度達到 5mg/m3，甚至更低。
- 附屬設(shè)備少、投資省，技術(shù)要求沒有電除塵器高。
- 收集含有爆炸危險或帶有火花的含塵氣體時安全性較高。
- 對粉塵的比電阻沒有要求。
- 可在高溫下工作，耐溫可達 500℃。
- 耐腐蝕，對大部分化學品都有惰性。
- 過濾管表面覆膜光滑，粉塵不易黏著在其表
5500
中中國國環(huán)環(huán)保保產(chǎn)產(chǎn)業(yè)業(yè)
22002200 年年第第 1100 期期
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面，清灰更容易。
- 隨著過濾風速的增加，系統(tǒng)阻力增加不明顯，
可有效降低能耗。
- 濾筒使用壽命長，不易磨損，維護費用少。
- 超凈過濾式除塵器隨著使用時間的延長，阻力變化很小，能耗更低。
- 處理后的粉塵排放濃度優(yōu)于國家有關(guān)排放標準，可滿足后續(xù)更為嚴格的排放標準。
- 高溫煙氣在進入空預(yù)器前就完成了除塵，可使空預(yù)器換熱更充分，避免了堵塞及腐蝕。
- 由于排出的是干性氣體，管道及煙囪都不需要進行防腐處理，同時解決了煙囪冒白煙的現(xiàn)象。
2 超凈過濾式除塵器工藝流程
超凈過濾式除塵器是一款高溫煙氣過濾設(shè)備，是
高溫煙氣過濾技術(shù)的具體應(yīng)用形式，其以陶瓷纖維過濾管為主要過濾元件，在系統(tǒng)設(shè)計及具體應(yīng)用方面有別于傳統(tǒng)除塵設(shè)備。
超凈過濾式除塵器工藝流程為 ：鍋爐燃燒后的含塵煙氣→煙道→超凈過濾式除塵器→凈煙氣室→余熱鍋爐→出口煙道→煙囪→大氣。
超凈過濾式除塵器單獨作為除塵設(shè)備時，其工作
應(yīng)用領(lǐng)域
超凈過濾式除塵器適用于高溫煙氣過濾領(lǐng)域，涉
及諸多行業(yè)，國內(nèi)外已有數(shù)百個高溫煙氣超凈過濾式除塵器投入使用，相關(guān)應(yīng)用情況如表 1 所示。
表 1 高溫煙氣過濾技術(shù)應(yīng)用概況 [2]
| 應(yīng)用領(lǐng)域 | 應(yīng)用領(lǐng)域 |
| 煤燃氣煤化鍋工爐生物質(zhì)熱氣解化生物精質(zhì)煉燃廠燒
低放射性與廢熱棄解物焚燒垃圾焚燒與熱解 | 金冶屬煉制工品藝生產(chǎn)
金屬回玻收璃（工如業(yè)鋁回收） 化學工業(yè) 如水鋼催泥鐵化工劑業(yè)生產(chǎn)和回收 （ ） 金屬氧化物粉的體生、產(chǎn)原料和納米粒子 |
研究表明 [2]，利用高溫煙氣過濾技術(shù)可以提高產(chǎn)品質(zhì)量、工藝效率和經(jīng)濟效益。如在煤氣化工藝中， 采用高溫煙氣過濾技術(shù)代替濕法水洗工藝，可以提高3% 的工藝效率。在一些工藝中，需要較高的過濾溫度以避免不良的凝結(jié)或液化反應(yīng)導致的過濾器污染和阻塞。通過高溫工藝的過濾后，可在后續(xù)工藝步驟中， 對無塵、高溫氣體進行再利用。
試驗項目
-
- 鍋爐主要參數(shù)
流程為 ：鍋爐出來的含塵煙氣由煙道進入除塵設(shè)備，
含塵煙氣通過陶瓷纖維過濾管時，由于濾管的篩濾、
鍋爐型式 ：單鍋筒固定爐排鍋爐 ；
攔截作用，煙氣中大量的粉塵都被阻留在濾管外表面， 氣體經(jīng)濾管凈化后排入到大氣當中。除塵器運行一段時間后，要進行清灰，常用的清灰方式有箱式反吹風、脈沖行噴吹等。從濾管清除下來的粉塵經(jīng)灰斗統(tǒng)一收集后排到指定灰倉。超凈過濾式除塵器如圖 2 所示。
圖 2 超凈過濾式除塵器
額定蒸發(fā)量 ：170t/h ；
額定蒸汽壓力 ：10.5MPa ；額定蒸汽溫度 ：525 ℃ ； 給水溫度 ：165℃；
排煙溫度 ：350 ℃ ；
數(shù)量 ：1 臺。
-
- 鍋爐總體布置
試驗鍋爐為單鍋筒、膜式水冷壁、自然循環(huán)、平衡通風的高壓鍋爐。鍋爐本體為Ⅱ型布置，在爐膛底部布置了固定爐排。水平煙道裝設(shè)了兩級對流過熱器。尾部采用光管省煤器及管式空氣預(yù)熱器，雙級交叉布置。爐膛及水平煙道采用全懸吊結(jié)構(gòu)，尾部受熱面采用鋼架支撐結(jié)構(gòu)。為使鍋爐煙氣達到國家環(huán)保排放標準，項目選用超凈過濾式除塵器，其核心部件由陶瓷纖維過濾管組成，能夠有效去除煙氣中的粉塵物質(zhì)。
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鍋爐整體為半露天布置，抗地震烈度為 6 度。
-
- 主要輔助設(shè)備選型
主要輔助設(shè)備清單如表 2 所示。
式除塵器具有優(yōu)異的粉塵攔截能力，除塵效率達 99%
以上。
6 結(jié) 語
設(shè)備名稱
表 2 主要輔助設(shè)備清單
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國對工業(yè)煙氣治理的要
鼓風機 Q =
型號及參數(shù)
138 000m3/h，P =
6630Pa
單位 數(shù)量
臺 2
求日益提高。目前，煙氣除塵設(shè)備難以在高溫條件下
二 次 風 機 Q = 69 000m3/h，P = 4300Pa 臺 2 噴 渣 風 機 Q = 25 000m3/h，P = 4300Pa 臺 2 引 風 機 Q = 250 000m3/h，P = 6000Pa 臺 2
超凈過濾式除塵器 Q = 460 000m3/h，除塵效率 >99.9% 臺 1
煙囪 H = 80m，Φ = 3000mm 座 1
工作，通常需要采取降溫措施，但是煙氣降溫不僅浪費熱能，增加治理成本，而且對于特殊凈化工藝，還需要進行煙氣的二次升溫，進一步增加了煙氣治理成本。超凈過濾式除塵器可以實現(xiàn)高溫條件下的煙氣凈化，可以滿足煙氣的高溫治理需要。
超凈過濾式除塵器是一款高溫煙氣過濾技術(shù)設(shè)
術(shù) 超凈過濾式除塵器是目前較為先進的除塵過濾技
備，以陶瓷纖維過濾管為主要過濾元件，采用單花板設(shè)計，通過陶瓷纖維墊片和法蘭，使濾管緊密安裝在花板上。系統(tǒng)設(shè)計有脈沖噴吹系統(tǒng)，對吸附在陶瓷纖維過濾管上的粉餅層進行脈沖噴吹，可清除濾管表面粉塵，保證煙氣過濾性能。
5 超凈過濾式除塵器應(yīng)用效果
試驗項目針對生物質(zhì)電廠的 170t/h 單鍋筒高壓鍋
爐煙氣進行凈化處理，除塵方式采用超凈過濾式除塵工藝，在一個過濾單元內(nèi)去除粉塵等有害顆粒物。當煙氣通過耐高溫陶瓷纖維過濾管時，由于濾管的篩濾、攔截作用，將粉塵阻擋在濾管外表面，粉塵通過特殊噴吹清掃工藝進入灰斗中。試驗結(jié)果表明，超凈過濾
，對我國工業(yè)煙氣凈化技術(shù)的升級和進一步發(fā)展具有重要的作用。隨著國家環(huán)保排放標準的日益提高， 超凈過濾式除塵技術(shù)在我國工業(yè)鍋爐煙氣治理方面已經(jīng)開始普及。超凈過濾式除塵器以其獨特的性能和優(yōu)勢，將成為工業(yè)鍋爐配套煙氣治理中不可或缺的一部分，具有較高的環(huán)境效益和社會效益。
參考文獻 :
- 陳昌江，陸振乾，楊加左 . 耐高溫除塵濾料的研究進展 [J]. 紡織科技進展，2019（1）：1-3，21.
- Heidenreich S. Hot gas filtration - A review[J], Fuel, 2013, 104(2): 83-94.
Ultra-clean Filter Deduster and Its Application
LIN He, SHEN Zhong-hua, XIE Jian-long
(Fujian Longking Kerui Environmental Protection Co., Ltd, Longyan Fujian 364000, China)
Abstract: This paper introduced the principle, characteristics and application of ultra-clean filter deduster for high-temperature flue gas. By using ceramic fiber filter candles as its core element, the device can filter out the dust in flue gas under high temperature condition. It is an advanced practical technology with the features of energy conservation, emission reduction and environmental protection. Key words: high-temperature flue gas; ultra-clean filtration; deduster; advantage