超净电袋复合除尘技术研究

钟育生

摘 要：近几年来，随着北京、上海等地雾霾天气的频频发生，严重影响了人们正常的日常生活，使人们对周围环境的污染问题更加重视，特别是空气污染的问题，更是达到了前所未有的重视。根据研究表明，燃煤电厂锅炉烟气的排放是空气污染的一个重要原因。文章简要介绍了龙净环保总结并深入研究电袋复合除尘技术，提出超净电袋复合除尘技术，实现在各种工况条件下保证除尘器出口烟尘排放小于10 mg/m3或更低。

关键词：超净电袋；分区供电；气流均布；高精滤料

中图分类号：TM621；X513 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）11-0011-02

1 概 述

随着国家深入推进大气污染治理，有些地方政府及电力企业提高了燃煤机组大气污染治理的主动性，广东、陕西、山西等省政府先后出台逐步实现超清洁排放的计划目标，鼓励燃煤电站按超清洁排放要求实施。

2015年，李克强总理在政府工作报告中提出要“推动燃煤电厂超低排放改造”。为此，国家环保部7月发出《关于编制“十三五”燃煤电厂超低排放改造方案的通知》，要求有条件的企业将原计划2020年完成的超低排放改造任务提前到2017年完成，并要求在全国范围内实施。

2 电袋复合除尘器原理

电袋复合除尘技术是继电除尘器、袋式除尘器之后，在充分消化吸收两者机理优势的基础上，将荷电除尘及过滤拦截机理有机结合，创新开发的一种全新的除尘技术[1]。它把前级电场除尘区和后级布袋除尘区紧凑的安装在同一个除尘器壳体内，如图1所示。

充分利用前级电场高效除尘效率来去除烟气中80%以上的粗颗粒粉尘，最大程度上降低进入布袋除尘区烟气的含尘浓度，剩余10%～20%的细颗粒粉尘由后级布袋区进行过滤拦截捕集，有效降低了布袋除尘区负荷。一方面避免了烟气中大量粗颗粒粉尘对滤袋的冲刷和磨损，另一方面由于粉尘颗粒荷电的作用，有效改善了布袋表面的粉饼层结构。电袋复合除尘技术的前后两区分级除尘特点，大大提高了整体除尘效率，有效实现了除尘器出口长期稳定达标排放，具有除尘效率高、排放稳定、运行阻力低、节能、运行成本低、占地面积小等优点[2-3]。

3 超净电袋复合除尘技术的提出

很长时间以来，我国多数燃煤电厂由于“市场煤”的供求情况，极其严重的影响了进入锅炉煤的质量稳定性，致使进入除尘器的烟尘浓度、烟气量等工况复杂、变化幅度大，造成后续静电除尘器除尘效率上下波动极不稳定，这种前端失控致使后端湿式除尘不堪负重“兜不住”的现象，根本无法实现当前形势下超清洁排放目标的实现。

龙净环保通过总结已投运的电袋复合除尘器工程并深入研究，提出了超净电袋复合除尘技术。超净电袋技术在各种烟尘工况下保证除尘器出口排放浓度小于5（或10） mg/Nm3，在烟囱前采用湿电除雾技术确保出口烟尘浓度小于5（或10） mg/Nm3，从而实现超净排放，解决了我国燃煤电厂煤种变化带来除尘效率波动排放不稳定的问题。

4 超净电袋复合除尘的技术措施

超净电袋的选型技术思路为：电场区根据煤种、烟气工况条件，设计满足除尘效率要求的规格容量，提高电场的除尘效率，有效降低袋区的入口粉尘浓度，使滤袋区工作于恒定的低粉尘浓度工况，同时采用高精度滤料，实现超净排放。

经工程应用和试验表明，随着布袋除尘区入口浓度的增加，出口粉尘浓度也随之缓慢增加，当入口粉尘浓度达到一定值时，入口浓度的不断增加而出口排放则趋于平稳。也就是说，如果要在除塵器出口实现超净排放，需适当加大前级电场规格，提高前级电场的除尘效率，合理控制布袋除尘区的入口粉尘浓度。

4.1 提高电场除尘效率

4.1.1 选择合理的极配形式，强化颗粒荷电

根据工程项目煤种、灰份特点，选择相适应的极板、极线形式，采取合理的极配形式，从而适应工况条件，提高电场除尘效率。

合理的极配形式能提高驱进速度，从而提高除尘效率。选择与烟气特性、含尘浓度高低等工况条件相适应的的电晕线，提高放电性能，从而提高电场强度，使得粉尘颗粒充分荷电，充分发挥电场的除尘效率。

4.1.2 采用分区供电技术，增强颗粒荷电，提高电场可靠性

前后分区供电技术，即将每一机械电场沿气流方向细化分成两个供电分区。对于一个电场内部，其前半部电场的最大工作电压较后半部电场的最大工作电压小，多级机械电场除尘器的第一电场内部差距尤为明显。如采用两台变压器来对一个机械电场的前后部分进行分别供电，即分为两个独立的供电分区，提高了平均工作电压，相应的提高了粉尘颗粒荷电量，尤其对细颗粒粉尘荷电与电凝并发挥了重要的作用[4]。因此，电场分区供电技术大大提高了除尘效率。

此外，由于细化了电场供电分区，电场发生故障时可退出的工作区域也少一半，从而大大提高了电场的可靠性。

4.2 合理选择高精滤料

滤袋是电袋复合除尘器实现稳定达标排放的最关键部件，不同的滤料结构形式直接影响到除尘器的整体性能，不同滤料的过滤精度决定了不同的排放值。要保证超净电袋出口长期稳定小于5（或10） mg/Nm3的超低排放，滤料过滤精度的选择也是至关重要。

当前过滤精度最高的是PTFE覆膜滤料，其次是超细纤维梯度滤料，这两种都属于高精度过滤滤料，是超净电袋复合除尘器滤料的首选。

为深入研究各种滤料的过滤精度，选择了四种不同的滤料在VDI试验机上按国标工况条件下（入口浓度为5.0 g/m3，过滤风速2.0 m/min）进行测试。

试验表明，PPS超微孔PTFE覆膜滤料的排放浓度极其稳定，而且比PPS常规PTFE覆膜的低50%左右，比PPS梯度滤料的低90%，比常规PPS滤料的低95%。

4.2.1 PTFE覆膜滤料

滤料覆膜是在滤料的迎尘面覆上一层PTFE微孔膜的一种加工工艺。覆膜滤料不借助粉饼层进行过滤的方式称为“表面过滤”，绝大多数粉尘被阻挡在PTFE滤膜的外面，甚至可以实现“零排放”。同时由于PTFE滤膜本身摩擦系数小，不易粘灰，使得表面的粉饼层容易脱落，容易清灰。

4.2.2 超细纤维梯度滤料

梯度滤料是指滤料沿气流方向，迎尘面采用一定厚度的超细纤维层，后续采用常规纤维层，从形成孔隙分布呈“外小内大”梯度状结构形式。由于迎尘面超细纤维层能有效拦截细颗粒粉尘的渗透，因此梯度滤料的过滤精度与阻力性能介于PTFE覆膜和常规滤料之间。

4.3 改进滤袋制作工艺

滤袋加工过程中，用缝线缝制的部位留有针孔，易造成粉尘颗粒渗透逃逸。在超净排放要求时可采用针孔处进行涂胶或热熔贴胶带工艺防止粉尘泄漏。

4.4 采取強化颗粒荷电与电凝并技术

电袋复合除尘器电场与滤袋区之间存在相互影响的机制，特别在滤袋表层，因颗粒的荷电特性，其过滤机理发生了重要变化。

经过电区时细颗粒物发生了极化和凝并，并形成大粒径颗粒，且随着颗粒荷电量的增大，其极化和凝并程度越显著，细颗粒形成大颗粒的效果就越明显。通过颗粒荷电，增强了电袋对细颗粒物，特别是PM2.5的捕集性能力。

4.5 采用高均匀性流场分布技术

大型化电袋复合除尘器的总体结构、布置具有进口数量多、除尘器横向尺寸宽、断面大、滤袋数量多等特点，若除尘器气流分布不均匀，将直接影响到出口排放、阻力、滤袋使用寿命。所以采用高均匀性流场分布技术是保证综合性能的必要条件之一。

5 结 语

超净电袋复合除尘技术是在常规电袋的技术升级，在保留常规电袋技术优势的基础上，提高了除尘效率，保证长期稳定的烟尘小于5（或10） mg/Nm3超清洁排放的同时，确保除尘设备运行阻力低、滤袋使用寿命长、性能稳定等优异的综合性能。超净电袋复合除尘技术对我国燃煤电厂“市场煤”现状适应性强，工艺路线简化，同比常规超清洁工艺路线，其稳定性、可靠性更高，是当前超净排放形式下燃煤电厂除尘器增效改造的首选技术。

参考文献：

[1] 修海明.超净电袋复合除尘技术实现超低排放[J].电力科技与环保，2015，（4）.

[2] 黄炜，林宏，修海明，等.电袋复合除尘技术的试验研究[J].中国环保产业，2011，（7）.

[3] 聂孝峰，李东阳，郭斌.燃煤电厂电袋复合除尘器技术优势[J].电力科技 与环保，2013，（1）.

[4] 余伟权，修海明，陈奎续，等.电袋复合除尘技术在火电厂增效改造中的 应用[J].中国环保产业，2015，（4）.