袋式除塵器的發(fā)展及其在高溫條件下的應(yīng)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(xì)小、干燥顆粒物，含塵氣體進(jìn)入濾袋后，顆粒污染物會(huì)在重力的作用下進(jìn)行沉降，從而降低氣體中的顆粒物含量，達(dá)到凈化氣體的目的。經(jīng)過篩濾、滯留、靜電等效應(yīng)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(huì)很大，一些顆粒物會(huì)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(zhì)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(shù)，早出現(xiàn)在18世紀(jì)80年代，當(dāng)時(shí)的除塵效率很低，去除氣體中顆粒物的效果遠(yuǎn)低于預(yù)期；19世紀(jì)80年代，德國科學(xué)家在普通除塵袋中加入了機(jī)械振動(dòng)技術(shù)，并在Betch工廠的煙氣處理中及性能應(yīng)用，提高了袋式除塵器的工作效率；20 世紀(jì) 50 年代中，1954 年HjHersey 在機(jī)械振動(dòng)袋式除塵器中應(yīng)用了逆噴型吹氣環(huán)清灰技術(shù)，提高了袋式除塵器的清灰效率，實(shí)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(yīng)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(jìn)一步穩(wěn)定了濾袋壓力，進(jìn)一步提高了袋式除塵器的清灰效率，且由于將振動(dòng)、吹灰等機(jī)械設(shè)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(jī)織濾料，提高了濾袋的過濾性，隨著科學(xué)技術(shù)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(yīng)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(jì)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(jī)織濾料進(jìn)行開發(fā)；80年代初期，合成纖維技術(shù)開始興起，我國袋式除塵器中開始應(yīng)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(lǐng)域的煙氣除塵過程中，擴(kuò)大了袋式除塵器的應(yīng)用范圍；90年代初期，我國的技術(shù)進(jìn)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(yīng)環(huán)境。

1.4 袋式除塵器的應(yīng)用發(fā)展

20世紀(jì)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(yīng)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(duì)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(jìn)袋式除塵器是在20世紀(jì)50年代，也就是建國之后，當(dāng)時(shí)我們應(yīng)用的是機(jī)械振動(dòng)+吹風(fēng)清灰的袋式除塵器，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)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(jìn)水平。

2 袋式除塵器在高溫條件下的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用耐高溫濾袋材料

高溫?zé)煔獬龎m中應(yīng)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(xué)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(huì)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(shí)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(yīng)的優(yōu)勢和劣勢，因此，在應(yīng)用袋式除塵器時(shí)，需要根據(jù)現(xiàn)場需求進(jìn)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(duì)普通濾袋材料進(jìn)行耐高溫處理

耐高溫濾袋材料往往市場價(jià)格較高，并不是所有的高溫?zé)煔馓幚韽S家都適用，有時(shí)候適用耐高溫濾袋材料會(huì)進(jìn)一步影響生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)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(jià)格相對(duì)較低，對(duì)普通濾料進(jìn)行相應(yīng)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(jìn)入濾袋材料內(nèi)部，提高濾袋材料的性能，實(shí)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(jìn)入袋式除塵器前進(jìn)行降溫

煙氣溫度高是普通袋式除塵器無法適應(yīng)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(hù)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(shè)置冷卻器

在袋式除塵器前設(shè)置冷卻器可以使高溫?zé)煔庀冗M(jìn)入冷卻器，后進(jìn)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(jié)垢、成本價(jià)格高等劣勢, 不適合應(yīng)用在工業(yè)煙氣冷卻中；空氣冷卻器則具有成本價(jià)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(shè)置冷風(fēng)閥

在袋式除塵器前設(shè)置吸風(fēng)冷卻閥可以防止溫度超過180℃的高溫?zé)煔膺M(jìn)入袋式除塵器，這是因?yàn)槔滹L(fēng)閥中設(shè)置了一個(gè)蝶閥,借助溫度感應(yīng)器和微型計(jì)算機(jī)設(shè)置，根據(jù)溫度信號(hào)來控制閥門及性能調(diào)節(jié)，借助吸入煙道的空氣量來降低煙氣的溫度，使進(jìn)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(yīng)用。

3 結(jié)語

在大氣污染防治的社會(huì)大環(huán)境下，除塵器的應(yīng)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(yùn)行費(fèi)用、故障率低，在與電除塵器等設(shè)備的競爭中獲得好評(píng)。在國內(nèi)外市場中應(yīng)用前景廣闊，對(duì)我國的環(huán)境保護(hù)事業(yè)意義重大。