袋式除尘器的发展及其在高温条件下的应用研究

袋式除尘器的发展及其在高温条件下的应用研究

1 袋式除尘器的发展

1.1 袋式除尘器的概念

袋式除尘器是一种干式除尘器，常用于捕捉烟气中的细小、干燥颗粒物，含尘气体进入滤袋后，颗粒污染物会在重力的作用下进行沉降，从而降低气体中的颗粒物含量，达到净化气体的目的。经过筛滤、滞留、静电等效应后，除尘器的滤袋表面就聚集了一层被捕捉到的颗粒物，这层颗粒物的存在可以帮助袋式除尘器提高过滤效率，然而随着颗粒物的积累，袋式除尘器滤袋上的压力会很大，一些颗粒物会被从滤袋上挤压过去，从而降低袋式除尘器的过滤效率，影响袋式除尘器的工作质量。

1.2 袋式除尘器的发展历史

袋式除尘是一种历史较为悠久的除尘技术，早出现在18世纪80年代，当时的除尘效率很低，去除气体中颗粒物的效果远低于预期；19世纪80年代，德国科学家在普通除尘袋中加入了机械振动技术，并在Betch工厂的烟气处理中及性能应用，提高了袋式除尘器的工作效率；20 世纪 50 年代中，1954 年HjHersey 在机械振动袋式除尘器中应用了逆喷型吹气环清灰技术，提高了袋式除尘器的清灰效率，实现了袋式除尘器的除尘、清灰连续操作,稳定了袋式除尘器的滤袋压力，提高了袋式除尘器的清灰效率；三年后，TVReinauer发明并应用了脉冲袋式除尘器, 在逆喷型吹气环清灰袋式除尘器之后，脉冲袋式除尘器将进一步稳定了滤袋压力，进一步提高了袋式除尘器的清灰效率，且由于将振动、吹灰等机械设备从除尘器内部排除，有效延长了袋式除尘器的使用寿命，降低了袋式除尘器的故障率。

1.3 袋式除尘器的滤袋材料发展

袋式除尘器的滤袋是十分重要的元件，滤袋材料的过滤性在一定程度上影响着袋式除尘器的除尘效率，在初期，袋式除尘器的滤袋主要采用素色棉帆布、毛呢类产品，后来日本厂家生产出聚酯机织滤料，提高了滤袋的过滤性，随着科学技术的不断发展，普通纤维、耐高温纤维类材料开始越来越多的应用在袋式除尘器滤袋生产中，例如聚酯、聚丙烯、尼龙、玻璃纤维、聚四氟乙烯等纤维材料，不断提供着袋式除尘器的除尘效率、环保节能水平。我国在20世纪50～70年代并没有专门生产袋式除尘器滤袋材料的厂家，70年代开始逐渐研究、制作涤纶绒布作为袋式除尘器的滤袋，后仿造日本额聚酯机织滤料进行开发；80年代初期，合成纤维技术开始兴起，我国袋式除尘器中开始应用合成纤维针刺毡，80年代中末期我国开始研制芳砜纶类耐高温纤维和针刺毡，不仅提高了袋式除尘器的除尘效率，还可用于焦化、冶炼等高温生产领域的烟气除尘过程中，扩大了袋式除尘器的应用范围；90年代初期，我国的技术进一步发展，开始开发聚四氟乙烯类覆膜滤料、玻纤滤料等性能优良的过滤材料，逐步提高着袋式除尘器的除尘效率和适应环境。

1.4 袋式除尘器的应用发展

20世纪70年代后，美、日及欧州等国相继在火力发电站、电炉除尘、焦化厂等方面应用袋式除尘器，通过干式除尘来降低工业生产排放出的颗粒污染物量，减少工业生产对大气环境的污染程度，提高工业生产的环保程度。我国引进袋式除尘器是在20世纪50年代，也就是建国之后，当时我们应用的是机械振动+吹风清灰的袋式除尘器，并在此基础上进行技术研究和还原，70年代左右我国开始通过仿造生产袋式除尘器，发展到今天，我国研发生产的袋式除尘器已经是先进水平。

2 袋式除尘器在高温条件下的应用

2.1 应用耐高温滤袋材料

高温烟气除尘中应用的袋式除尘器首先要拥有透气性能好、耐腐蚀、耐高温、耐化学侵蚀的性能，例如：聚苯硫醚纤维，缩写为PPS，具有较好的耐水解、耐高温能力，可耐190℃的高温，但在200℃以上的环境内，PPS纤维会发生热缩现象，在高温影响下变硬、老化，影响滤袋的性能；聚酰亚胺纤维，缩写为P84，是一种耐高温、阻燃、不吸湿性能稳定的纤维，可耐260℃的瞬时高温，过滤效果非常好，但P84纤维的耐水解性较差，容易水解老化。由此可见，不同的纤维材料制成的滤袋都有着相应的优势和劣势，因此，在应用袋式除尘器时，需要根据现场需求进行除尘滤袋材料的选择，从而提高除尘效率，延长除尘器滤袋材料的使用寿命。

2.2 对普通滤袋材料进行耐高温处理

耐高温滤袋材料往往市场价格较高，并不是所有的高温烟气处理厂家都适用，有时候适用耐高温滤袋材料会进一步影响生产经济效率，不利于工业企业的顺利发展。滤袋材料中还有一类是普通滤料，市场价格相对较低，对普通滤料进行相应的耐高温处理可以制造出符合使用要求的滤袋材料，提高袋式除尘器除尘效率。普通滤袋材料的耐高温处理主要有覆膜等方式，在滤袋材料表面喷涂薄膜, 使滤袋材料表面覆盖一层摩擦系数小、耐高温、微孔化的薄膜，使颗粒物不能进入滤袋材料内部，提高滤袋材料的性能，实现表面过滤，节约工业企业的成本，提高烟气除尘效率。

2.3 在烟气进入袋式除尘器前进行降温

烟气温度高是普通袋式除尘器无法适应除尘需求的主要原因，焦化厂等企业排出烟气温度通常较高，颗粒物含量较高，除尘和耐高温十分重要，除了提高滤袋材料的耐高温性能外，还可以采用提前降低烟气温度的方式保护普通袋式除尘器，使袋式除尘器可以正常使用。

2.3.1 袋式除尘器前段设置冷却器

在袋式除尘器前设置冷却器可以使高温烟气先进入冷却器，后进入袋式除尘器，使除尘器的滤袋材料不必再高温环境下工作，提高袋式除尘器的使用寿命和除尘效率。常见的冷却器通常是水冷却器和空气冷却器两种，其中水冷却器具有能耗更低的优势，但存在耗水量大、容易腐蚀、结垢、成本价格高等劣势, 不适合应用在工业烟气冷却中；空气冷却器则具有成本价格低、能耗低、管理方便、故障率低等优势，较水冷却器更适合用于工业烟气冷却中。

2.3.2 袋式除尘器前设置冷风阀

在袋式除尘器前设置吸风冷却阀可以防止温度超过180℃的高温烟气进入袋式除尘器，这是因为冷风阀中设置了一个蝶阀,借助温度感应器和微型计算机设置，根据温度信号来控制阀门及性能调节，借助吸入烟道的空气量来降低烟气的温度，使进入袋式除尘器的烟气温度在适宜范围内，控制范围通常在±20℃之内，因此，不适合在焦化厂烟气温度过高的生产环节中应用。

3 结语

在大气污染防治的社会大环境下，除尘器的应用是为合适的选择，可以有效降低排放烟气中颗粒物的含量，降低大气中的粉尘含量，减少出现雾霾天气的可能性。袋式除尘器在各种除尘器中的优势在于除尘效率高、不受粉尘比电阻的变化影响、运行费用、故障率低，在与电除尘器等设备的竞争中获得好评。在国内外市场中应用前景广阔，对我国的环境保护事业意义重大。