随着“打赢蓝天保卫战”号角的吹响,2018年国家出台了一系列相关政策,对大气颗粒物排放提出了更高的要求,从水泥、钢铁、电力行业领域到所有污染行业,必须严格实行超低排放、超净排放标准。目前,袋式除尘仍是众多除尘方式中最直接有效的一种,它可以满足严格排放要求,同时施加一定的功能性。

1 袋式除尘技术发展

1.1 覆膜滤料

常规滤料使用过程初期未形成滤饼层时,主要依靠纤维自身拦截作用,面对超细小颗粒物时,捕捉能力较差。通过黏结剂或高温热压技术使聚四氟乙烯微孔膜覆在滤料表面,由于粉尘颗粒粒径远远大于覆膜的微孔,所以颗粒物直接被拦截在微孔膜表面,过滤效率非常高,非常适用于高精度过滤领域。

1.2 毡条式袋口设计

传统的“勒条或橡胶条”袋口形式厚度较薄,且在安装后及长时间的喷吹进程中极易产生掉袋的情况。而采用毡条式袋口使得袋口与除尘器花板的接触面积约提高了2倍,二者的高贴合度赋予了更佳的密封性能,从而有效避免粉尘上扬以及在花板底部的堆积、板结。毡条式袋口设计可以适应更加复杂多变的过滤工况,例如可以承受更高的过滤风速,增强滤袋的承重能力,也更有利于实现超低排放,使用寿命更长、价值更高。

1.3 电袋复合除尘技术

为了满足日益严苛的超低排放标准,单一采用袋式除尘或电式除尘面临着耗能增加和压降增大的问题,电袋复合除尘器应运而生且得到快速发展。电袋复合除尘技术更能适应复杂的烟气工况,绝大多数粉尘颗粒物在经过静电吸引和物理过滤双重作用后可被完全捕捉,实现排放浓度小于5 mg/Nm3,同时减低运行阻力,提高滤袋寿命。

1.4 多种污染物协同控制作用

袋式除尘器已从原来单一的除尘功能向可多种污染物协同控制方向转变,例如,结合一些催化剂的使用,可在过滤粉尘的同时,实现去除烟气中二氧化硫、氮氧化合物、二噁英等有害物质的去除。

2 滤袋失效原因分析

2.1 堵塞失效

当滤袋进行过滤时,颗粒物粉尘不断的沉积到滤料的表面形成滤饼层,滤饼层会增加一定的过滤效率,但与此同时除尘设备运行的阻力也会越来越大。虽然当阻力增加到一定值时,可通过反吹、机械振动等方式对滤袋表面的粉尘进行一定程度上的清理,但当烟气湿度过大或工况温度低于结露温度时,烟气中的水份和粉尘混合黏附在滤料表面板结固化,会堵塞纤维之间的孔隙,导致过滤压降增大,滤袋堵塞失效。

2.2 破损失效

滤袋在使用过程中会和金属龙骨、花板接触摩擦,随着时间推移造成一定的磨损。如果安装过程中工人操作不规范,导致滤袋安装过紧或过松,会加剧滤袋与袋笼间的碰撞,造成破损。另外,在高压脉冲气流进行反吹清灰时,瞬间的气压会对滤料中的纤维造成冲击,随着脉冲次数的增加造成纤维抱合度下降,出现应力缺陷及破损现象。

2.3 化学失效

在滤袋实际的过程中,滤料往往面临着温度变化、湿度差异、氧化腐蚀、酸碱侵蚀等多种复杂工况环境共同作用,极易导致纤维中的官能团和化学键发生变化,从而导致滤袋失效。例如,聚苯硫醚纤维抗氧化性差,容易出现因氧化或酸碱腐蚀而导致的破袋现象;聚酰亚胺纤维可适用于高温工况,但遇湿度较大和碱性工况时容易发生水解,使滤袋寿命大幅减少。

3. 结语

综上所述,在水泥行业的除尘技术中,袋式除尘仍是主流的方式,随着环保技术的发展及排放要求日益严格,袋式除尘技术也有了一些发展,常用的覆膜滤料的使用、毡条式袋口设计、电袋复合除尘技术和多种污染物协同控制等技术为烟气治理提供了新的方案。滤袋使用过程中粉尘堵塞、摩擦破损以及化学腐蚀导致的失效是影响滤袋使用寿命的主要原因。