控制粉尘哪些技术引关注


来源:中国粉体网   黑金

[导读]  粉尘,悬浮在空中的轻飘飘的小颗粒对于人类却是赤裸裸的危害。近几年来,我国在粉尘防治方面取得了很大进步,新技术、新工艺、新方法、新设计、不断推陈出新

中国粉体网讯  粉尘,悬浮在空中的轻飘飘的小颗粒对于人类却是赤裸裸的危害。粉尘来源很多,工业生产、交通运输和农业活动中均会产生大量的粉尘。其中生产性粉尘的危害尤为严重。不论是传统行业如矿山开采、隧道开凿、建筑、运输等,还是新型材料的制造如由碳化硅、硼、碳等制成高性能陶瓷纤维,均会面临粉尘问题。


近几年来,我国在粉尘防治方面取得了很大进步,新技术、新工艺、新方法、新设计、不断推陈出新。


一、常见除尘技术


概括而言,比较常见的除尘技术有机械式除尘技术、电除尘技术、湿式除尘技术和过滤除尘技术。


  1. 机械式除尘技术


机械式除尘器包括重力除尘,惯性除尘,旋风除尘。


除尘技术

优点

缺点

适用范围

重力沉降室

结构简单,维护容易;阻力低;投资省,施工快,费用低,经久耐用

除尘效率低

适用处理中等气量的常温或高温气体,主用于高效除尘装置的前级除尘器

惯性除尘器

设备构造简单,占地面积小,投资成本低,压力损失小,不受处理气体温度限制

不适合处理粘结性和纤维性粉尘,净化效率低

适合去除密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘,多用于多级除尘的第一级除尘

旋风除尘器

结构简单、造价便宜、体积小、操作维护方便;压力损失中等,动力消耗小,对大颗粒粉尘除尘效率高

对于小颗粒粉尘除尘效率低

适用于粉尘负荷变化大,高温、高压及腐蚀性的含尘气体


2.电除尘技术


概括而言,电除尘是利用强电场使气体发生电离,气体中的粉尘荷电在电场力的作用下,使气体中的悬浮粒子分离出来的装置。目前常用的是静电除尘器。


静电除尘器特点:除尘效率高;压力损失小;可用于高温、高压和高湿的场合,能连续运转;但设备庞大,耗钢多,需高压变电和整流设备,投资高;制造、安装和管理的技术水平要求较高;处理效率受处理粉尘浓度影响;除尘效率受粉尘比电阻影响。


3.湿式除尘技术


借助于水或其他液体与含尘烟气接触,利用液网、液膜或液滴使烟气得到净化的技术称为湿式除尘技术。


根据湿式除尘器的除尘机理,可将其大致分为重力喷雾洗涤器、旋风洗涤器、自激喷雾洗涤器、板式洗涤器、填料洗涤器、文丘里洗涤器、机械诱导喷雾洗涤器。


湿式除尘器的特点:除尘效率比干式除尘器效率高;可以净化有害气体;可以用于处理高温高湿气体;压力损失相对较低;但不适合处理粘性粉尘,易对设备造成腐蚀,产生的废水还需要后续处理。


4.过滤除尘技术


过滤除尘是利用多孔介质来进行的。当含尘气流通过多孔介质时,粒子黏附在介质上,而与气体分离。在过滤式除尘器中,袋式除尘器的除尘效率最高,也是目前应用较为广泛的除尘器。


袋式除尘器的主要特点:除尘效率高,可达99%;适应性强,可以捕集不同性质的粉尘;性能稳定、使用灵活;对粉尘的特性不敏感,不受粉尘及电阻的影响;便于回收干粉尘,没有污泥处理、腐蚀等情况,维护简单;但是其不适合净化含油雾、有爆炸危险的粉尘。


二、新式除尘技术


在实际的除尘过程中,并不是单一的一种除尘技术就能够完成除尘效果,这就需要将各种除尘技术结合起来,开发出复合式除尘器。如电旋风除尘器是离心除尘和静电除尘相结合的复合型除尘设备;基于静电除尘和袋式除尘这两种成熟的除尘理论,我国自行研发提出的新型除尘技术——电袋复合除尘技术。


电袋复合除尘技术具有投资低、占地面积小、基础费用少、电耗小、运行费用低等特点,近几年已在多家电厂成功应用。


三、控制粉尘不可忽视的创新思路:协同控制


随着绿色制造、节能减排、碳排放配额分配等工作的推进,冶金、有色、建材、机械等产业控制粉尘的新思路应是从单项治理向协同控制转变。


早在《国家环境保护“十二五”规划》中就已明确提出:“开展多种污染物协同控制,实施区域大气污染物特别排放限值”,“深化颗粒物污染控制,推进燃煤电厂、水泥厂除尘设施改造,钢铁行业现役烧结设备要全部采用高效除尘器”。


多污染协同控制是个大课题。不同行业工艺过程相异,排放源成分不同,应采用不同的组合方式。近十年来,我国已在烧结炉、水泥窑、垃圾焚烧炉、燃煤锅炉等多个领域开展了多污染物协同控制的试点,并取得一定成绩,逐步形成多种流派的协同控制技术路线。


在众多协同控制技术路线中,不能否认,袋式除尘(包括电袋复合除尘)是在协同控制技术路线中应用越来越广泛、最有成效的主流技术。


(1)烧结机机头烟气协同治理岛技术


协同治理组合:前置电除尘器(原有ESP)+  循环流化床反应塔(CFB)+ 袋式除尘器(BF)。

 

    图1:除尘脱气协同治理岛工艺流程


该技术的特点是对酸性气体、二噁英 、颗粒物以及重金属等多种污染物都有较高的脱除效率。针对原烟气所含污染物种类多而浓度并不高的特点,在CFB选择性加入吸收剂、催化氧化剂或吸附剂,脱除多种污染物,配置灵活,适用范围广,全干法工艺,节水节能,运行维护方便。不足之处是要求使用活性好的石灰脱硫剂,成本较高。


(2)以超净电袋复合除尘为核心的超低排放协同治理技术


协同治理组合:前脱硝(SCR)+降温(FGC)+超净电袋复合除尘(ESP+BF)+超净湿法脱硫(WFGD)+升温(FGR),是燃煤锅炉烟气超低排放协同治理的创新型配置。

 

图2:超净电袋复合除尘超低排放协同治理工艺流程


该组合的基本理念是强调脱硝、除尘、脱硫各尽其职,互不影响,不依赖于末端湿电除尘器。具有理念正确、技术先进、配置合理、运行稳定的特点。投资省、占地少、能耗低、维护方便、不增加废水处理设施,综合技术经济性能优良,适宜用于大中型燃煤锅炉机组超低排放协同治理工程。


(3)以循环流化床脱硫与袋式除尘为核心的超低排放全干法协同治理技术


协同治理组合:低氮燃烧(LNB)、炉内脱硝(SNCR)+  电除尘(ESP)+ 循环流化床脱硫(CFB)+袋式除尘(BF)。

 

图3:中小型燃煤锅炉烟气超低排放全干法协同治理工艺流程


该组合为全干法工艺,节能节水,物料循环利用。可用CFB锅炉高钙灰渣(或烘干电石渣)作CFB脱硫剂,滤袋表面粉尘层参与协同控制,收下尘返回CFB脱硫塔多次循环利用。适用于中小型燃煤锅炉,尤其是西部缺水地区。系统正常运用的关键是稳定建床和物流循环控制,对运行维护管理有较高要求。


概括而言,袋式除尘器是一种干法除尘设备,具有稳定高效除尘功能和对多种污染物的协同控制能力,综合技术经济性优良,性价比最高。以袋式除尘为核心的协同控制技术必将成为我国大气污染治理可持续发展的一条正确技术路线。


小结


目前为止,静电除尘与袋式除尘的的应用最为广泛。我国电除尘器的生产规模和使用数量均居世界首位,电除尘技术接近世界先进水平。布袋除尘器的技术核心在于滤料,随着材料科技的不断进步,袋式除尘技术得到广泛应用。


随着绿色制造、低碳环保、节能减排等理念的实施,未来除尘技术必然要趋向于高效化、高性能和研究新型除尘器等方面发展。而现有技术对于工业中废气的处理一般采用分别单独处理的方式,这无疑会降低效率,增加成本。


因此,追求高效化、高性能除尘器的同时,应该强化协同理念,从单项治理向协同控制转变,注重各类除尘机理和技术的结合,提高粉尘控制效率,降低成本。


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作者:黑金

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