电袋复合除尘器在水泥厂改造中的应用

李建军徐莉萍

1.河南科技大学，河南 洛阳 471000；2. 河南中材环保有限公司，河南 平顶山 467002

电袋复合除尘器在水泥厂改造中的应用

李建军1徐莉萍2

1.河南科技大学，河南 洛阳 471000；2. 河南中材环保有限公司，河南 平顶山 467002

电袋复合除尘器是集成静电过滤的除尘机器，具有清灰周期长、使用寿命长、运行阻力小等特点，适用于水泥行业这种粉料环境，能够有效实现高效清灰目的。电袋复合除尘器集合了电除尘和袋除尘的优势，并进行技术升级。虽然电除尘器的改造措施大体上有静电布袋串联、静电布袋并联、电袋一体、低压脉冲喷吹式四种改造措施，但结合水泥厂的实际情况，水泥厂电除尘器改造还是以静电布袋这种改造方案居多。

电袋复合除尘 荷电收尘 拦截过滤 改造 措施

0 引言

为了适应水泥生产的要求和社会环境要求，电、袋除尘器一直有针对性地在进行技术升级。电袋复合除尘技术是在综合电、袋除尘技术优点的基础上的实践创新，也得到了一些水泥企业的认可和选用。面对目前电袋复合除尘器的应用现状，结合市场发展需求，融入创新技术对其进行改造，不仅可以实现高效使用，还能有效提高机械设备的使用寿命。这就需要对电袋复合除尘技术的原理、优势、种类有准确的认知。本文就此及其在水泥行业的应用进行介绍。

1 电袋复合除尘器工作原理

电袋复合除尘器，顾名思义是一种有机集成静电过滤的除尘机器，是目前比较常用的大型除尘设备，具有清灰周期长、使用寿命长、运行阻力小等特点，适用于水泥行业这种粉料环境，能够有效实现高效清灰目的[1]。电袋复合除尘器集合了电除尘和袋除尘的优势，并进行技术升级；利用“荷电收尘”和“拦截过滤”的方式，能够清除颗粒较大的灰尘。同时，借助荷电粉尘颗粒之间的电凝作用，对粉尘层进行过滤改造，从而有效提高细微粉尘颗粒的吸附率。此外，利用同性相斥的物理原理，对过滤层进行调整，形成气胶悬浮分布，有效保证过滤层的透气性（如图1所示）。

电袋复合除尘是一个相对复杂的工作过程，基本构造包括：电区、袋区、出气烟道、 降温系统等部分组成，结合了电除尘与袋除尘的优势特点，对除尘路径、除尘方式、除尘周期进行了有效改造，确保电区运行的同时，袋区也能正常运行（如图2所示）[2]。电袋复合除尘工作过程中，烟气从进口喇叭进入电区，粉尘在电场荷电的作用下，通过吸附收集，大量粉尘通过沉降的方式进入灰斗，部分难以收集的粉尘在运动过程中会随着烟气进入滤袋区，经过二次处理后，有效完成烟气的净化处理。

图1 除尘原理

图2 电袋复合除尘器基本构造

2 电袋复合除尘器技术特点及应用优势

电袋复合除尘器的工作特点主要体现在高效、稳定、节能等方面，电袋复合一体不仅实现了电除尘的效果，还发挥了袋除尘的价值，便于充分展现电袋复合除尘器在水泥行业的实际应用价值。

2.1 电袋复合除尘器技术特点

首先，电袋复合除尘器是电除尘与袋除尘的结合体，电袋除尘将电除尘残留的顽固灰尘进行袋除尘，大大改善了电除尘与袋除尘的弊端，并且电袋结合能够有效降低滤袋的粉尘负荷量，从而扩大清灰周期。由此可见，电袋复合有效克服了电除尘与袋除尘的缺点，并且除尘效率大大提高，可针对不同大小、密度、类型的粉尘进行吸附、悬浮处理。此外，电袋复合除尘器的运行阻力相对较小，清灰周期大，所以次数减少，从而提高了设备的使用寿命。因此，电袋复合除尘是目前相对完善的除尘设备，在水泥行业的应用具有重要价值。

2.2 电袋复合除尘器应用优势

（1）电袋复合满足远、近、中长期环保排放要求，不受时间、地点等因素影响，采用高频高压供电、整体式布局，促使其工作周期相对稳定，运行过程中，分别采用电、袋相对结合的方式进行综合剥离除尘，能够对烟气中的烟尘进行分类清除，从而运行高效稳定[3]。

（2）运行环保节能。电袋复合很大程度上提高了工作效率，同时由于清灰彻底，具有环保节能价值。电袋复合除尘过程中，采用多次除尘，相比袋除尘来说，滤袋所沉受的负荷相对较小，对滤袋起到一定的保护作用，且粉尘对气流的阻力较小，方便灰尘的清理，降低了设备的能耗。

（3）维护费用低。电袋复合运行周期长，清灰面积大、效率高，分前后期针对不同灰尘进行多次清理，有效减少了滤袋的数量，从而延长滤袋的使用周期，并且运行阻力大大减少，使清灰周期延长，对除尘器具有保护作用，运行过程由于损耗低，所以维修护理费用相对较少。

3 电袋复合除尘器在水泥行业的改造措施

3.1 静电布袋串联

静电布袋串联是指“前电后袋”的方式，利用电除尘清理80%以上的粉尘，针对少量难以清理的灰尘采用袋式除尘，两种并重的除尘方式，可以有效清除全部灰尘。前者，可以捕捉高浓度粉尘，进入后者可以将粉尘悬浮于袋内，进行全方位、多角度清理，且前电后袋的除尘模式，可以提高粉尘在滤袋上的过滤性，扩大滤袋的透气性，有效改善滤袋的过滤效率，进而提升滤袋的使用寿命。

3.2 静电布袋并列

并列是水平的，并列排放有效将电除尘与袋除尘进行有机结合，对于传统的老式除尘器来说，电区与袋区是分离状态，将其并列组合，可以集中捕捉粉尘，避免粉尘四处流窜。分离的除尘器，无法高效捕捉不同颗粒物，并列式随着区域长度的增长，进入滤袋的气流会持续减少，当滤袋需要清灰时，有效将电除尘与袋除尘相结合，可以减少粉尘遗漏。

3.3 电袋一体

水泥行业所产生的粉尘呈悬浮状，电袋一体又称嵌入式电袋复合除尘器，不同于传统除尘器的最大区别在于，电袋一体式除尘器是将电除尘嵌入袋除尘内部，利用电除尘与滤袋的交错排列，借助电除尘的工作原理，将滤袋中的所有粉尘进行“一网打尽”[4]。电袋一体的工作效率相对较高，早在国外就投入使用，并取得显著成效，是比较科学的除尘方式，适合水泥行业使用。

3.4 低压脉冲喷吹式

低压脉冲喷吹式是一种干式除尘装置（图3），善于吸附和捕捉细小的非纤维粉尘。低压脉冲喷吹式除尘器分层进行除尘处理，初层是滤料的主要滤层，当粉尘集中在滤袋上时，布袋内的除尘器借助除尘系统的风力作用，将细小的粉尘集中控制，利用高压气体或外部大气反吹滤袋，将滤袋上积落的灰尘彻底清除，按照下进风上出风的原理工作。

图3 低压脉冲喷吹式除尘器

4 电袋复合除尘器在水泥行业改造项目的实际应用

2005年以前建设的水泥厂，由于当时的环保要求标准为50 mg/Nm3，甚至有的地方环保标准是100 mg/Nm3，再加上当时袋除尘器整体一次投资高、维护费用高（主要是滤料等主要部件的费用），造成水泥厂特别是回转窑窑头和窑尾绝大部分采用的都是电除尘器，使得电除尘器在当时水泥行业回转窑窑头、窑尾废气粉尘设备中占到90%以上的比例。

但随着国家环保要求标准的提高，水泥厂原来配套的电除尘器逐渐不能满足当前形势下的环保要求，电除尘器改造升级换代势在必行。虽然电除尘器的改造措施大体上有静电布袋串联、静电布袋并联、电袋一体、低压脉冲喷吹式四种改造措施，但结合水泥厂的实际情况，水泥厂电除尘器改造还是以静电布袋这种改造方案居多，究其原因主要有以下几点：

（1）充分发挥电除尘器和袋除尘器各自的优势，由电除尘收集粉尘总量的80%～90%，由布袋除尘器收集剩下10%～20%的粉尘。

（2）利用荷电粉尘吸附和排斥作用，通过第一电场使粉尘荷电，带异性电荷的粉尘相互吸附，产生电凝并作用，使细颗粒粉尘凝并成较大颗粒粉尘利于捕集；相同极性粉尘相互排斥，使得沉积到滤袋表面的粉尘颗粒排列有序，形成的粉尘层透气性好，孔隙率高，剥离性好，提高清灰效果。

（3） 由于大多数老的水泥厂，场地都是非常紧张，静电布袋串联结构的改造方案，充分利用原来电除尘器的壳体，不需要新增加场地，可满足绝大多数水泥厂的改造要求。

（4）近几年来随着国内水泥市场的饱和，水泥价格也是有很大回落，使得水泥企业的日子也是非常难过。静电布袋串联式的改造方案不仅一次改造投资较低，而且后期的维护费用也较低（主要是提高了滤料等主要配套件的使用寿命）。

（5）改造的周期短、效果好、施工方便。以5 000 t/d的水泥熟料生产线窑尾电除尘器改造为例，我公司可在停窑后15～20天内改造施工完毕。可以利用水泥企业的大修时间完成改造，不影响水泥企业的正常生产经营。

5 电袋复合除尘器在水泥厂的改造案例分析

太原山水水泥有限公司2 500 t/d窑头电除尘器，排放结果长期不能达标，为满足现阶段的国家环保要求，业主2013年年底对窑头电除尘器进行技术改造，经过专家的讨论研究最终决定改造为电袋复合除尘器。

改造前后参数如表1所示。

该电袋复合除尘器于2014年4月安装完毕并一次调试成功。截止目前，已连续运行两年有余，各项指标达设计要求，运行非常稳定，满足生产和环保要求。具体数据如下：

保证排放：≤20 mg/Nm3；

实际排放：经当地环保局监测≤20 mg/Nm3；

表1 电除尘器本体改造技术参数

保证阻力：≤1 200 Pa；

运行阻力（平均）：700 Pa。

6 结束语

综上所述，电袋复合除尘器在水泥行业的改造及推广应用，是提高除尘效率的重要途径。随着水泥行业的快速发展以及对空气质量的要求越来越高，除尘器的改造迫在眉睫。目前，常用的粉尘除尘器分别存在相应的优势和劣势，为了更好地满足水泥行业的不同除尘要求，需要针对除尘器进行技术改造，包括串联、并列、一体、脉冲等不同形式。根据水泥行业的具体工作特点，针对除尘器的工作原理进行科学改进，进而有效提高粉尘除尘器的工作效率及应用价值。

[1] 李昌斌,李宇,路晓锋. 电改电袋复合除尘器在水泥窑尾的成功应用[N]. 中国建材报. 2010-11-16 (B03) .

[2] 卢徐胜,明平洋.电袋复合除尘器的设计要点及工程应用[J].中国环保产业. 2011(08)40-43.

[3] 杜宇江.电袋复合除尘器实现超低排放的设计探讨[A]// 第十六届中国电除尘学术会议论文集[C]. 2015 .

[4] 孙礼明.电袋复合除尘器在高浓度高负压电除尘改造中的应用[A]//2015中国硅酸盐学会环境保护分会学术交流会会议文集[C]. 2015 .

2016-07-20）

TQ172.688

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1008-0473(2016)06-0087-04

10.16008/j.cnki.1008-0473.2016.06.018