垃圾焚烧炉尾气处理系统滤料的应用

穆璐莹，吴 刚，王 健，施 勇，杨 飞

（合肥水泥研究设计院，合肥 230051）

1 引言

垃圾焚烧烟气成分复杂，含有大量的水分、酸性气体、重金属和二英等成分，在选择除尘滤袋时应考虑滤料的耐酸、耐碱、耐氧化以及抗水解性能。由于PTFE纤维的化学稳定性，目前在垃圾焚烧尾气处理系统中多采用此滤料。由于玻纤滤袋的各项化学性能也适合用于垃圾焚烧尾气处理系统，因此海宁瀚洋环保热电有限公司在2×300t/d垃圾焚烧生产线中，一条尾气处理系统采用了“玻纤+PTFE混纺”覆膜滤料，另一条尾气处理系统采用了PTFE覆膜滤料。两套滤袋从2009年9月运行至今未更换一条滤袋。本文对该公司尾气处理系统用滤料及使用情况进行了介绍。

2 烟气特性和设计要求

海宁垃圾焚烧烟气净化系统24h连续运行，年运行时间不少于8000h。表1为工程项目中垃圾焚烧锅炉出口的烟气工况，表2为该烟气净化系统要求达到的污染物排放设计限值。

从表1可看出，海宁垃圾焚烧尾气中粉尘和SO2含量较高，烟气性质较恶劣。从表2中可看出，海宁垃圾焚烧项目的设计排放指标优于国家排放限值，基本达到了欧盟排放标准。

表1 焚烧炉出口烟气特点

表2 烟气净化系统污染物排放设计限值

3 滤袋的技术性能和参数

3.1 PTFE滤袋的技术性能和参数

该项目的PTFE滤袋采用900g/m2针刺毡，滤袋袋身采用3针高速缝纫机3针6线缝制，主要技术性能参数见表3。

表3 PTFE滤袋主要技术性能与参数

垃圾焚烧厂尾气系统用PTFE滤料热定型是非常重要的，必须在专用高温热定型设备定型，定型温度要求350℃，如果定型温度不够，在实际高温工况条件下就会造成滤袋收缩。当PTFE针刺毡在冷状态下，进入高温定型机，进行穿透式热定型，高温气流会完全穿透针刺毡，不仅使毡的表面均匀受热，而且使毡的内层纤维也受到均匀的高温作用。与此同时，针刺毡也受到纬向的拉幅和经向的错位，在经过高温热轧辊热轧后，PTFE针刺毡的密度增加，每根纤维都受到了高温定型作用。纤维组织结构在高温工况条件下始终保持优良的尺寸稳定性能，滤袋不收缩，不拉长，才可以正常使用。

3.2“玻纤 + PTFE混纺”覆膜滤料主要技术参数和性能

玻璃纤维 + PTFE混纺覆膜滤料是国内企业开发的新一代过滤材料，该产品集玻璃纤维强度高、尺寸稳定性好、易清灰和PTFE纤维耐折、耐磨性能好的优点，且两者同属于耐高温材料，实现了优势互补。

其主要滤料技术参数及滤袋制作工艺如下：

织物组织结构为斜纹纬二层；聚四氟乙烯含量25%；经纬密度20±1×18±1；标重≥750g/m2；拉伸断裂强度经向≥2400N/25mm，纬向≥2000N/25mm；透气性10～25cm3/cm2·s；适用温度≤250℃；最佳过滤风速≤0.8m/min，最大过滤风速≤1.0m/min。

滤袋缝纫线采用聚四氟乙烯缝纫线；袋筒采用3针高速缝纫机3针6线缝制；袋筒和袋底采取二次成形的方法，减小滤袋的尺寸偏差。

4 关于滤袋的使用温度

根据Muller露点计算公式：

计算得出海宁垃圾焚烧尾气酸露点温度为129.5℃，考虑到烟气在后续管道和除尘器等设备中的降温，一般会降低10℃～20℃，因此将袋式除尘器入口温度控制在150℃左右是合理的。

5 开机时的滤袋保护

以往为了保护滤袋，垃圾焚烧炉尾气处理系统在起炉和发生突发情况时可以开启旁通烟道。从2008年起，环保部门为防止企业偷排取消了旁通烟道的设计，对已有的旁通烟道进行了封堵。垃圾焚烧尾气不管在什么情况下也都必须走袋式除尘器内部。由于垃圾焚烧炉烘炉时，炉膛内浇注料的水分必须全部烘干，加上烘炉用柴油和木材的水分，这些水分随烟气进入冷态的尾气处理系统中凝结，造成结露，烘炉期间整个尾气处理设备就开始往外淌水。这种状况的烟气进入袋式除尘器势必会糊死滤袋，因此烘炉时必须对滤袋进行保护。采用少装一个袋室的滤袋，烘炉初期含水量大、温度低的烟气就可从无袋袋室通过。海宁项目1号线的PTFE覆膜滤料采用此方法保护得很好，但是在2号线烘炉时，工作人员误操作，在除尘器入口烟气温度为120℃时切换到装袋袋室，造成了“玻纤+PTFE混纺”覆膜滤料全部糊死，除尘器进出口压差最高达到3800Pa。事故发生后对滤袋进行烘干和高压喷吹等补救措施，效果均不理想。停炉后，进入袋室查看，发现所有滤袋表面结露严重，结露粉块黏连在滤袋表面已经很难喷吹下来。通常情况下这样的滤袋已无法使用，后采用人工清除，然后采用0.8MPa的压缩空气进行反复喷吹，部分恢复了滤袋的使用功能。

6 使用效果的比较

海宁项目的两条生产线采用不同的滤袋，目的在于对PTFE覆膜滤料和玻纤+PTFE混纺覆膜滤料进行性能参数的对比，如果性能参数不相上下的话，可以在垃圾焚烧厂采用性价比高的玻纤+PTFE混纺覆膜滤料，可降低投资成本。表4列出了两种滤料在系统运行中的几个参数。

表4 不同滤料使用效果比较表

从表4可以看出，由于玻纤 + PTFE混纺覆膜滤料出现过严重的糊袋，所以运行阻力明显高于PTFE。糊袋后的滤袋透气性降低，污染物排放指标反而优于PTFE。从使用寿命来看，两者从2009年9月运行至今，未更换一条滤袋。在2011年，海宁垃圾焚烧厂2号线喷水设备发生故障，造成玻纤 + PTFE混纺覆膜滤料的再次结露，除尘器的运行阻力已经达到了2200Pa以上，业主计划在2013年度更换此套滤袋。

7 结论

（1） 由于垃圾焚烧尾气中水分和酸性气体含量较大，露点温度较高，除尘器入口温度应该控制在150℃以上。

（2）玻纤+PTFE混纺覆膜滤料经过了两次严重的结露，运行参数和排放指标仍然较好，特别是使用寿命完全可以与PTFE滤料相媲美，从性价比看，垃圾焚烧尾气处理系统袋式除尘器采用“玻纤 + PTFE混纺”覆膜滤料有较大优势。