袋式除塵器的發(fā)展及其在高溫條件下的應用研究

1 袋式除塵器的發(fā)展

1.1 袋式除塵器的概念

袋式除塵器是一種干式除塵器，常用于捕捉煙氣中的細小、干燥顆粒物，含塵氣體進入濾袋后，顆粒污染物會在重力的作用下進行沉降，從而降低氣體中的顆粒物含量，達到凈化氣體的目的。經(jīng)過篩濾、滯留、靜電等效應后，除塵器的濾袋表面就聚集了一層被捕捉到的顆粒物，這層顆粒物的存在可以幫助袋式除塵器提高過濾效率，然而隨著顆粒物的積累，袋式除塵器濾袋上的壓力會很大，一些顆粒物會被從濾袋上擠壓過去，從而降低袋式除塵器的過濾效率，影響袋式除塵器的工作質量。

1.2 袋式除塵器的發(fā)展歷史

袋式除塵是一種歷史較為悠久的除塵技術，早出現(xiàn)在18世紀80年代，當時的除塵效率很低，去除氣體中顆粒物的效果遠低于預期；19世紀80年代，德國科學家在普通除塵袋中加入了機械振動技術，并在Betch工廠的煙氣處理中及性能應用，提高了袋式除塵器的工作效率；20 世紀 50 年代中，1954 年HjHersey 在機械振動袋式除塵器中應用了逆噴型吹氣環(huán)清灰技術，提高了袋式除塵器的清灰效率，實現(xiàn)了袋式除塵器的除塵、清灰連續(xù)操作,穩(wěn)定了袋式除塵器的濾袋壓力，提高了袋式除塵器的清灰效率；三年后，TVReinauer發(fā)明并應用了脈沖袋式除塵器, 在逆噴型吹氣環(huán)清灰袋式除塵器之后，脈沖袋式除塵器將進一步穩(wěn)定了濾袋壓力，進一步提高了袋式除塵器的清灰效率，且由于將振動、吹灰等機械設備從除塵器內(nèi)部排除，有效延長了袋式除塵器的使用壽命，降低了袋式除塵器的故障率。

1.3 袋式除塵器的濾袋材料發(fā)展

袋式除塵器的濾袋是十分重要的元件，濾袋材料的過濾性在一定程度上影響著袋式除塵器的除塵效率，在初期，袋式除塵器的濾袋主要采用素色棉帆布、毛呢類產(chǎn)品，后來日本廠家生產(chǎn)出聚酯機織濾料，提高了濾袋的過濾性，隨著科學技術的不斷發(fā)展，普通纖維、耐高溫纖維類材料開始越來越多的應用在袋式除塵器濾袋生產(chǎn)中，例如聚酯、聚丙烯、尼龍、玻璃纖維、聚四氟乙烯等纖維材料，不斷提供著袋式除塵器的除塵效率、環(huán)保節(jié)能水平。我國在20世紀50～70年代并沒有專門生產(chǎn)袋式除塵器濾袋材料的廠家，70年代開始逐漸研究、制作滌綸絨布作為袋式除塵器的濾袋，后仿造日本額聚酯機織濾料進行開發(fā)；80年代初期，合成纖維技術開始興起，我國袋式除塵器中開始應用合成纖維針刺氈，80年代中末期我國開始研制芳砜綸類耐高溫纖維和針刺氈，不僅提高了袋式除塵器的除塵效率，還可用于焦化、冶煉等高溫生產(chǎn)領域的煙氣除塵過程中，擴大了袋式除塵器的應用范圍；90年代初期，我國的技術進一步發(fā)展，開始開發(fā)聚四氟乙烯類覆膜濾料、玻纖濾料等性能優(yōu)良的過濾材料，逐步提高著袋式除塵器的除塵效率和適應環(huán)境。

1.4 袋式除塵器的應用發(fā)展

20世紀70年代后，美、日及歐州等國相繼在火力發(fā)電站、電爐除塵、焦化廠等方面應用袋式除塵器，通過干式除塵來降低工業(yè)生產(chǎn)排放出的顆粒污染物量，減少工業(yè)生產(chǎn)對大氣環(huán)境的污染程度，提高工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)保程度。我國引進袋式除塵器是在20世紀50年代，也就是建國之后，當時我們應用的是機械振動+吹風清灰的袋式除塵器，并在此基礎上進行技術研究和還原，70年代左右我國開始通過仿造生產(chǎn)袋式除塵器，發(fā)展到今天，我國研發(fā)生產(chǎn)的袋式除塵器已經(jīng)是先進水平。

2 袋式除塵器在高溫條件下的應用

2.1 應用耐高溫濾袋材料

高溫煙氣除塵中應用的袋式除塵器首先要擁有透氣性能好、耐腐蝕、耐高溫、耐化學侵蝕的性能，例如：聚苯硫醚纖維，縮寫為PPS，具有較好的耐水解、耐高溫能力，可耐190℃的高溫，但在200℃以上的環(huán)境內(nèi)，PPS纖維會發(fā)生熱縮現(xiàn)象，在高溫影響下變硬、老化，影響濾袋的性能；聚酰亞胺纖維，縮寫為P84，是一種耐高溫、阻燃、不吸濕性能穩(wěn)定的纖維，可耐260℃的瞬時高溫，過濾效果非常好，但P84纖維的耐水解性較差，容易水解老化。由此可見，不同的纖維材料制成的濾袋都有著相應的優(yōu)勢和劣勢，因此，在應用袋式除塵器時，需要根據(jù)現(xiàn)場需求進行除塵濾袋材料的選擇，從而提高除塵效率，延長除塵器濾袋材料的使用壽命。

2.2 對普通濾袋材料進行耐高溫處理

耐高溫濾袋材料往往市場價格較高，并不是所有的高溫煙氣處理廠家都適用，有時候適用耐高溫濾袋材料會進一步影響生產(chǎn)經(jīng)濟效率，不利于工業(yè)企業(yè)的順利發(fā)展。濾袋材料中還有一類是普通濾料，市場價格相對較低，對普通濾料進行相應的耐高溫處理可以制造出符合使用要求的濾袋材料，提高袋式除塵器除塵效率。普通濾袋材料的耐高溫處理主要有覆膜等方式，在濾袋材料表面噴涂薄膜, 使濾袋材料表面覆蓋一層摩擦系數(shù)小、耐高溫、微孔化的薄膜，使顆粒物不能進入濾袋材料內(nèi)部，提高濾袋材料的性能，實現(xiàn)表面過濾，節(jié)約工業(yè)企業(yè)的成本，提高煙氣除塵效率。

2.3 在煙氣進入袋式除塵器前進行降溫

煙氣溫度高是普通袋式除塵器無法適應除塵需求的主要原因，焦化廠等企業(yè)排出煙氣溫度通常較高，顆粒物含量較高，除塵和耐高溫十分重要，除了提高濾袋材料的耐高溫性能外，還可以采用提前降低煙氣溫度的方式保護普通袋式除塵器，使袋式除塵器可以正常使用。

2.3.1 袋式除塵器前段設置冷卻器

在袋式除塵器前設置冷卻器可以使高溫煙氣先進入冷卻器，后進入袋式除塵器，使除塵器的濾袋材料不必再高溫環(huán)境下工作，提高袋式除塵器的使用壽命和除塵效率。常見的冷卻器通常是水冷卻器和空氣冷卻器兩種，其中水冷卻器具有能耗更低的優(yōu)勢，但存在耗水量大、容易腐蝕、結垢、成本價格高等劣勢, 不適合應用在工業(yè)煙氣冷卻中；空氣冷卻器則具有成本價格低、能耗低、管理方便、故障率低等優(yōu)勢，較水冷卻器更適合用于工業(yè)煙氣冷卻中。

2.3.2 袋式除塵器前設置冷風閥

在袋式除塵器前設置吸風冷卻閥可以防止溫度超過180℃的高溫煙氣進入袋式除塵器，這是因為冷風閥中設置了一個蝶閥,借助溫度感應器和微型計算機設置，根據(jù)溫度信號來控制閥門及性能調節(jié)，借助吸入煙道的空氣量來降低煙氣的溫度，使進入袋式除塵器的煙氣溫度在適宜范圍內(nèi)，控制范圍通常在±20℃之內(nèi)，因此，不適合在焦化廠煙氣溫度過高的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中應用。

3 結語

在大氣污染防治的社會大環(huán)境下，除塵器的應用是為合適的選擇，可以有效降低排放煙氣中顆粒物的含量，降低大氣中的粉塵含量，減少出現(xiàn)霧霾天氣的可能性。袋式除塵器在各種除塵器中的優(yōu)勢在于除塵效率高、不受粉塵比電阻的變化影響、運行費用、故障率低，在與電除塵器等設備的競爭中獲得好評。在國內(nèi)外市場中應用前景廣闊，對我國的環(huán)境保護事業(yè)意義重大。