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1、新型高效电袋复合式除尘器的设计与应用张桦 徐磊 宋中界（河南省机械设计研究院有限公司，河南 郑州 450002）摘要：本文提出了延长电袋复合式除尘器滤袋寿命的问题并提出了应对措施，介绍了一个采用电袋复合式除尘器对胶粉项目烟气进行除尘的案例，详细介绍除尘器设计计算的过程，并分析了目前制约其应用的问题。关键词：电袋复合式除尘器 尖端放电 滤袋保护0 引言静电除尘器自运用于工业除尘以来已有百年，因其烟气适应性强、运行阻力小、年均费用低而得到广泛应用。同时静电除尘器也存在着不小的缺陷：随着设备的运行，除尘效率存在下降的趋势，很难稳定的保持在99.9%以上。加之国家环保标准的提高，许多已运行多年的静电除
2、尘器已经不能满足环保排放的要求从而面临淘汰。为在提高除尘效率的同时节约成本，美国南方研究所（SRI）于上世纪70年代研发了一种在一个除尘器壳体内同时存在静电除尘和布袋除尘两种机理的除尘器-阿匹托隆(Apitron)，即今天电袋复合式除尘器的雏形。与传统的脉喷袋除尘器相比，电袋复合式除尘器在相同过滤风速时阻力明显降低；在相同的体积下，电袋复合式除尘器比传统的电除尘器的除尘效率大幅提高，完全可满足国家环保排放要求。现将我公司自行设计、生产的一套电袋复合式除尘工艺、除尘工程作以下介绍。1 技术原理电袋复合式除尘器的技术原理：利用静电吸附+织物过滤的原理将粉尘从烟气中隔离下来，隔离效果使烟气中的粉尘含
3、量50mg/Nm3，如果单独采用袋式除尘器也可以达到50mg/Nm3粉尘治理效果，加前置电收尘器的主要目的是降低了进入布袋除尘器的粉尘浓度及荷电粉尘在布袋上的有序排列。这样对布袋除尘器而言，由于粉尘浓度的降低和粉尘在滤袋上的有序排列相对地增加了滤袋的透气性从而降低了袋式除尘器的运行阻力，粉尘浓度降低也可减少脉冲的喷吹次数相应地提高滤袋寿命。增加滤袋寿命有三个前提：电除尘器尽量地减少尖端放电的频率，减少臭氧的产生量。解决锅炉出现各种异常故障时的滤袋保护问题。考虑锅炉烟气工况，选择适合的滤料并解决滤袋防粘油问题。此外，由于电袋复合式除尘器内部同时存在电除尘和袋式除尘两种机理完全不同的除尘过程，还应
4、解决好电场与布袋之间的气路联接和气流分布问题，以防止因气流分布不均而影响电袋复合式除尘器的整体除尘效果。2 工程实例2.1 背景材料国内某高新材料厂胶粉项目，新上一台电袋复合式除尘器，处理风量为风量：90200m3/h，烟气温度160，烟气入口含尘浓度：31.54g/ Nm3。除尘技术选择：前级管极式电除尘+后级袋除尘，除尘目标：30mg/ Nm3。2.2 相关设计计算2.2.1 电收尘设计计算设计收尘效率的确定：= 80%设计主要参数的确定： 粉尘的有效驱进速度：根据工程烟气的理化特点，综合考虑本次设计选为0.075m/s。电场风速影响粉尘至阳极的运行轨迹及粉尘在电场内的停留时间，降低电场风
5、速是电收尘器提高收尘效率的可靠保证。为此，电场风速应0.7m/s。有效断面积（S）的确定： SQ/v=35.7电收尘的有效面积（A）的确定： A =537.6 电收尘结构参数的确定： a.通道数与阳极板的有效高度h=6m 取值6.5m b.电收尘的通道数：Z= =14c.高宽比：1.16d.电收尘每个电场的长度 L= =3.03.5m 取L=3.0m电收尘设计参数的校核电收尘的设计总断面积：F=hB有效=36.4 设计电场风速：v=Q/F=0.688（m/s）0.7/s的设计要求粉尘在电场内的停留时间：t=L/v=4.36 (s)阳极板收尘面积：524.16辅助电极收尘面积：107.2电收尘总
6、收尘面积：631.36实际设计收尘效率：=1-e=84.89%80%2.2.2 后级袋式除尘单元设计计算设计依据：风量：90200m3/h；气/布过滤比1.0m/min需要过滤面积：A=Q/60V=90200601=1503.3m2脉冲阀数的确定：脉冲阀数=净过滤面积/（每阀滤袋数每条滤袋净面积） =1503.3(123.2656)=38.36 取整为40 总过滤面积总过滤面积=脉冲阀数每阀喷吹的滤袋数每条滤袋净面积=40123.2656=1567.488m2验算清灰时的气/布过滤比:V= Q/60A=90200/(601567.488)=0.959m/min1.0m/min2.3 电袋复合式
7、除尘器功能实现的结构措施2.3.1 尖端放电现象的消除主要从阴、阳极排着手，对前级电除尘系统的结构进行优化设计。阳极排：新型电袋复合式除尘器阳极采用管状阳极排，管状阳极排的圆管及框架方管外表面的圆滑过渡结构避免了尖端放电现象，整个极排用60x40方管固定，内套可活动的圆管，其稳定性及抗热变形能力保障了不会产生像C480形板那样的撞击变形和热变形，从而彻底杜绝了因变形造成极间距缩小产生的尖端放电。阴极线：阴极线的支撑管为25*1.0钢管，阴极排的框架为矩形管，其结构的圆滑过渡避免了尖端放电现象。辅助电极的几何尺寸，可以调整电晕电流的强度及空间电场状态，通过电晕电流密度的调整，可以抑制高比电阻粉尘
8、反电晕现象的发生，减少放电针尖端放电的频率，同时附加的电场力使粉尘的驱进速度增加，收尘效率提高。2.3.2 锅炉出现各种异常故障时的应对措施 在电除尘和袋除尘之间增设旁路烟道和温度感应设备，当烟气高于滤袋正常工作温度或低于露点温度时，旁路阀门自动打开，烟气经前级电除尘净化后直接通过旁路烟道外排，以防止滤袋的损毁。2.3.3 滤袋防粘油问题的解决在工业窑炉开机时，某些含有未完全燃烧的焦油的油烟，进入除尘器后将对除尘器滤袋表面产生粘结、糊袋，一般该现象是临时性或间歇性的，我公司采用对滤袋进行“预涂灰”的措施加以解决。2.3.4 电场与布袋之间的气路联接和气流分布系统设计安装了导流装置以确保气流分布
9、的更加均匀，使得前、后两级除尘过渡更合理，减小气流对滤袋的冲击，延长了滤袋寿命的同时使得除尘系统能长期稳定高效的运行。3 电袋复合式除尘器运行效果该台电袋复合式除尘器于2010年8月建成并投入使用。从运行至今三年多的情况来看，设备一切运作正常，在窑炉多次开机和停机过程中，滤袋未出现明显的黏污现象。经当地环境保护监测站检测，除尘器出口烟尘排放浓度30mg/Nm，除尘效率99.9%，系统阻力：1500Pa，整体漏风率：3%，无论功能还是性能均能达到设计标准。设备本身的各零部件等都运行良好，各项性能指标基本上与进口同类产品相差无几。4 存在的问题除尘器内同时存在电、袋除尘两套系统，使得维修工作略微复杂。此外，电袋复合式除尘器内的前级静电除尘系统因放电产生较多臭氧，会加大后级袋除尘系统中滤袋的纤维氧化，对滤料有较高的要求，从而限制了PPS滤袋在电袋复合除尘器中使用。本次项目中我公司出于对电除尘器安全和性能的综合考虑，前级电除尘采用了管极式电收尘系统，该系统的阴、阳极由于采用了管状结构，其重量较同等处理风量的板卧式电收尘系统要大一些，因此对于壳体材料的要求较高，相应的造价也较高。联系人：徐磊 邮箱：电话：0371-63310362 13526869019地址：河南省郑州市红专路51号院1号楼107 邮编：450002
