淺談我國除塵設備的現狀與發展

郭愛清張沛商(首都經濟貿易大學安全工程系，北京100026)摘要環保產業是典型的政策弓導型產業。當前我國環保標準不斷提高，為環境污染治理的發展創造了巨大的市場，提供了極好的機遇。本文簡述了煙氣中顆粒物控制設備——各類除塵器的除塵機理，性能特點。在此基礎上論述了各類除塵器技術發展趨勢，研發動態以及發展中存在的問題，供同行借鑒。關鍵詞除塵機理除塵效率除塵器阻力袋式除塵器離線清灰覆膜濾料當前，我國的經濟建設高速發展，人民的生活水平不斷提高，社會對環境保護的要求也越來越高，作為控制固定污染源中顆粒物對大氣污染的主要設備——除塵設備面臨巨大的發展機遇。除塵設備性能綜述除塵設備是用來控制污染源排放的顆粒物對大氣的污染，保護大氣環境的設備。根據除塵機理不同，除塵器分為利用顆粒自身的重力除塵的各種沉降室，各類旋風除塵器；利用水來除塵的各種濕式除塵器；利用各種過濾材料來除塵的過濾式除塵器，其中用得最多的是袋式除塵器；利用高壓靜電場力來除塵的各種高壓靜電除塵器。

1.1旋風除塵器旋風除塵器的除塵機理是使含塵氣體在除塵器內作旋轉運動，氣體中的顆粒物受到離心力的作用被甩向外壁，從氣流中分離出來，使含塵氣體得到凈化。旋風除塵器結構比較簡單，一般用鐵板焊接制造，設備中沒有運動部件，制作加工比較容易，造價比較低。旋風除塵器維護使用簡單，方便，耐高溫，對高濃度粉塵適應性比較好，是治理小型鍋爐煙塵污染的主要設備，亦常用于高濃度含塵氣體的初級凈化，或在生產中用來作為粉料氣力輸送設備的卸料器。

由于旋風除塵器是利用顆粒自身的重力除塵的，因此，對粒徑小于2。5的塵粒除塵效率極低。而事實上，正是粒徑小于2。5的塵粒，對人身體健康及大氣環境危害比大顆粒粉塵大得多。這些粉塵在空氣中依靠自身的重力幾乎不沉降，能較長時間懸浮在大氣中，使城市上空好像被蒙上一個灰蓋子；它們常常吸附著。及其它有害氣體，被吸人人體內后對人體呼吸系統危害進一步加大；當大氣溫度下降的時候，它們又成為水蒸氣的凝結核，使城市中濃霧增加。

隨著環境保護事業的發展，僅用各種旋風除塵器治理煙塵污染顯然是不夠的。但是，利用離心力除塵的機理應用范圍是很廣的，現在多以此機理與含堿水溶液并用組成多種形式的脫硫除塵器，成為我國環保科技界研究提高脫硫除塵效率的主攻方向之一。

1.2濕式除塵器在濕式除塵器中，利用旋流，沖擊，霧化，擴散等各種機理，增大水與含塵氣流的接觸面積，延長氣，水接觸時間，把氣體中的顆粒物以及其它污染物轉移到水里，使含塵氣體得到凈化。這必然帶來污水循環使用所需沉降池的占地問題，污水的處理問題，在北方冬天水的防凍問題，含硫煙氣對設備的腐蝕問題等。但是濕式除塵器(如麻石水膜除塵器)的除塵效率顯然高于旋風除塵器，與其它高效除塵器比，初投資相對來說比較低，用其治理鍋爐排出煙氣時，尚有大約1左右的脫硫能力。因此，濕式除塵器8090年代以來成為10以上采暖用鍋爐煙氣治理的主要手段。

1.3高壓靜電除塵器高壓靜電除塵器多被用來治理火力發電廠鍋爐排出的煙塵，冶金及建材系統爐窯產生的高溫煙塵。這類除塵器是利用高壓靜電場力來除塵的。煙塵的運載介質是空氣，空氣在一般情況下被一3一礦山環保總第48期2003年第5期認為是絕緣體。

但空氣中也有極少量的電子，離子存在。當把煙氣置于非勻強高壓靜電場(由線，板或線，管等組成的電場)中時，在線上施加以負高壓(比如4萬以上)，高壓線周圍2～3范圍內的空氣中的電子在電場力作用下被加速到具有極高的速度，它碰到其它空氣分子時就會打出新的電子來，新，舊電子在高壓電場中繼續被加速……一時間大量電子，離子像雪崩一樣產生，使空氣由絕緣狀態變為可以導電狀態。這種現象稱為空氣電離，此時在放電極上出現電暈放電。電暈放電產生的大量電子，離子通過轟擊，擴散等機理使含塵氣流中的粉塵荷電，荷電的粉塵在電場中趨向異性電極運動，大部分沉積在極板上，從氣流中分離出來。

從高壓靜電除塵器的除塵機理可以看出，從理論上說，如果在電場中維持穩定的電暈放電，粉塵比電阻適中，含塵氣流在電場中流速均勻，并且有足夠的停留時間，就可以得到對細微粉塵的極高的除塵效率。由于氣流在除塵器內流速低，一般控制在1/左右，因此氣流運動阻力損失很小，一般只有200左右，除塵器能耗很低。電除塵器一般可以耐370℃高溫，是當今世界上能夠每小時處理幾百萬。高溫煙氣的最主要高效除塵設備。

但是在實際運行中，由于對電除塵器除塵效率產生影響的因素很多，使得電除塵器性能不夠穩定。除塵器的結構設計以及被處理的含塵氣體的性質，尤其是粉塵的比電阻的調節，是影響電除塵器除塵效率的兩大主要問題。當今對穩定電除塵器性能所作的科學研究項目幾乎都是圍繞這兩方面問題進行的。電除塵器種類很多，從氣流流動方向上可以分為立式，臥式，按粉塵荷電及收塵的位置不同可以分為單區，雙區，按對電暈極施加電壓的方式不同可以分為單電場(室)，雙電場，三電場。在電除塵器內部結構設計方面，為了提高收塵效率，均勻傳遞清灰時的振打力，收塵極板被設計成異形，例如型，型，立式電場的截錐型等；為了提高放電強度，加強電風，防止由于粉塵濃度過高而引起的"電暈閉塞"，采用多種形式的電暈極線，如鋸齒線，芒刺線，星型線，魚骨型線等；為了防止高比電阻粉塵產生"反電暈"加設屏蔽極板；為了降低粉塵的比電阻而采用多種調阻措施，如噴霧，加；為了加強對極板的清灰能力而改進振打方式，采用超聲波振動加強清灰效果等。除塵器生產廠家為適應不斷變化的工藝條件，為了穩定電除塵器的除塵效率在不斷地探索，新型電除塵器不斷出現。

1.4袋式除塵器袋式除塵器是利用各種過濾材料來除塵的。含塵氣體通過濾料時，粉塵被濾料阻留，由此形成"粉塵初層"，"粉塵初層"作為二次過濾介質參與對含塵氣體的過濾作用，使濾料的過濾效率大大提高。

與此同時除塵器的阻力也在增加。當袋式除塵器的阻力增加到一定限度，就要對濾袋上的積塵"清灰"。但是清灰不能"過度"，要保留"粉塵初層"以維持除塵器的高效率，同時使除塵器阻力維持在一定