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      我國袋式除塵技術歷史、現狀與發展趨勢綜述
      來源:  發布日期:2022/2/16  點擊次數:194

      柳靜獻,毛寧,孫熙,王金波,常德強,林秀麗
      (東北大學濾料檢測中心,沈陽?110004)

      摘要:袋式除塵作為工業煙塵控制的主流技術,在我國經歷了幾十年的發展,已被應用到諸多工業領域,適用于很多苛刻的煙氣環境。文章系統論述了我國袋除塵主機設備、濾料及配件的歷史發展與現狀,分析了當前市場上袋除塵產品的形式分類、主流技術、性能特點與應用情況,討論了與其配套的系列化標準以及濾料的關鍵性能參數,展望了袋除塵主體設備、濾料及配件的技術發展趨勢。

      1?概述

      袋式除塵器是利用由纖維加工成的過濾材料對顆粒物進行捕集的設備,由除塵器主機、濾袋和相關配件組成[1]。袋式除塵技術具有過濾效率高、排放濃度低等優點,特別是對微細粒子的捕集效果好,其過濾性能與粉塵性質無關,適用于眾多對工業煙塵排放要求苛刻的場合,目前已經成為工業粉塵和煙塵控制的主流技術之一[2-4]。

      袋式除塵隨我國工業需求而出現,歷經70多年發展,從無到有,由小眾的附屬設備成長為坐擁200億元市場的大行業,其產品與技術從初期的落后發展到如今的世界領先水平,而且為應對世界上最高標準的工業應用、最復雜的現場工況、最苛刻的粉塵排放要求,創新研發了許多新技術??梢宰院赖卣f,我國現在不僅擁有世界上最強大的袋式除塵制造工業體系,可以設計、制造出最優良的袋式除塵器主機、濾料及相關配件,而且還具有完善的袋式除塵研發體系和豐富的人才儲備,可以推動袋式除塵技術不斷向前發展。

      本文針對袋式除塵器,從主機、濾料、配件三方面進行分析,論述其各自的類型、特點與技術發展方向,并討論與之相關的標準。

      2?袋式除塵器主機

      2.1?袋式除塵器發展歷史

      2.1.1?起步階段(1950—1969年)

      20世紀50年代初期,國內主要采用旋風與洗滌塔之類的濕式除塵器,之后在國外袋式除塵設備的影響下,除塵器逐漸開始了從人工拍打清灰到機械抖動、反吹風清灰的演變。60年代在翻閱國外資料的基礎上,我國自制了用于鞍鋼煉鐵廠高爐噴煤粉系統的氣環反吹袋除塵器、用于富春江冶煉廠的煉銅煙氣脈沖除塵器,袋除塵行業由此進入起步階段。

      2.1.2?引進與自主研發階段(1970—1989年)

      隨著我國重工業的快速發展,各個行業對除塵設備的需求也越來越大,一些部門和企業陸續引進了德國、英國、美國、日本的相關技術設備,業內技術人員在此基礎上,通過學習、消化、吸收,陸續研制出我國自主的除塵技術與裝備。1971年鞍山焦耐設計研究總院與武漢安全環保研究院、哈爾濱機械廠、上海耐火材料廠、沈陽氣動儀表廠、鞍山無線電四廠研制出我國第一套MC型脈沖袋式除塵器,開啟了我國袋除塵自主研發的新篇章。1977年合肥水泥研究設計院為常州水泥廠轉窯煙氣設計了反吹風縮袋清灰型玻纖袋房,實現了水泥窯尾高溫煙氣的首次突破;1979年武漢安全環保研究院、潛江縣機械廠研制出我國第一套環隙脈沖除塵器;1980年北京勞動保護研究所與吳江除塵設備廠研制了順噴和對噴型脈沖除塵器;1981年重慶鋼鐵設計研究院研制出我國第一套反吹風袋除塵系列化除塵器;1988年原國家建筑材料工業局在引進美國Fuller公司全套水泥廠除塵器的基礎上,推出了包括箱式脈沖、反吹風及庫頂除塵的系列化產品。

      在寶鋼一期工程期間,我國鋼鐵行業引進了大型反吹風袋式除塵器,之后由重慶鋼鐵設計研究院開始自主設計并制造大型反吹風袋式除塵器,這標志著袋式除塵器由小型化向大型化轉變。

      2.1.3?大型化階段(1990—2009年)

      中國經濟的強勢崛起在很大程度上是依托于我國重工業和電力行業的迅猛發展,這也導致我國的大氣環境長期處于高負荷狀態,從而引發了大氣污染問題。鋼鐵、水泥和火電作為三大重污染行業格外引人關注,國家出臺的越來越嚴格的煙氣排放標準,給環保行業帶來了巨大的挑戰與機遇,各行業用戶和環保企業也加快了創新與應用的步伐[5-7]。

      1994年,由武漢安全環保研究院(其除塵板塊后變為中鋼集團天澄環??萍脊煞萦邢薰荆┭芯?、設計了高爐煤氣干法除塵用袋式除塵器,徹底改變了傳統的高爐煤氣凈化使用的濕式除塵方式。高爐煤氣袋式除塵采用氮氣或凈化后的煤氣進行脈沖反吹清灰,解決了煤氣凈化系統使用袋式除塵器的安全性問題,是袋式除塵技術的重大創新。

      1999年,由江蘇科林環保設備有限公司研發、設計并制造的15800m2長袋脈沖除塵器在安陽鋼鐵集團100t直流電爐煙氣除塵項目上成功應用,開啟了大型長袋脈沖除塵器應用的先河。

      2000年,中鋼集團天澄環??萍脊煞萦邢薰驹谖滗撈綘t改轉爐煙氣除塵項目中,成功將原有電除塵器改造為袋除塵器,使煙塵排放濃度由原來的百余毫克降至十幾毫克,由此揭開了我國電改袋的序幕。

      2005年,由寶鋼設計研究院研發的鋼鐵行業摻燒煤氣的350MW機組鍋爐煙氣除塵長袋低壓脈沖除塵器成功應用,為鋼鐵行業自備電廠的袋式除塵提供了關鍵技術和寶貴經驗。寶鋼與撫順天宇濾材有限公司聯合研發的適用于煤氣+煤混燒的耐高溫復合梯度濾料為我國濾料向專精方向研發指明了道路。

      鋼鐵行業涵蓋礦石粉碎、原料準備、燒結、煉鐵、煉鋼、軋鋼等主體工藝,以及焦化、石灰窯、粉煤制備等附屬工藝,其流程長、工藝復雜、產塵環節多、非封閉崗位多,工業粉塵及煙塵排放嚴重,對袋除塵技術提出了更高的要求。對于袋除塵而言,鋼鐵冶煉是其使用最早、應用最普遍的行業,可以追溯到20世紀60年代。目前在燒結和焦化,煉鐵高爐煤氣、爐前、礦槽,煉鋼的二次煙氣等環節都使用了大型袋式除塵設備,對于5000m3的高爐,其高爐煤氣和爐前、原料系統的風量都可達100萬m3/h以上;煉鋼中使用的除塵器其處理煙氣量達300萬m3/h以上,過濾面積高達40000m2。袋式除塵在鋼鐵行業中的占有率不僅達到98%以上,而且實現了10mg/m3甚至5mg/m3的超低排放目標[8]。

      水泥行業早在20世紀70年代就開始應用袋式除塵器,尤其是在規模較小的立窯上。水泥行業的袋式除塵設備大型化是從引進美國Fuller公司的氣箱脈沖除塵器開始,伴隨著立窯改為回轉窯,窯容由日產2500t向5000t、10 000t轉變,以及國家對水泥行業的排放標準不斷提高而穩步向前推進的。對于日產10 000t的生產線,其窯頭煙氣量在100萬m3/h以上,過濾面積為17 000m2;窯尾煙氣量在200萬m3/h以上,過濾面積達34 000m2,煙氣溫度為220℃—250℃。大規模的除塵器不僅需要對整體結構、進風通道、風流分布、噴吹系統、清灰模式等諸多方面進行優化設計,而且對濾料的耐溫性、耐腐性、過濾精度、清灰性能、阻力、使用壽命等都提出了更嚴苛的要求。諸多的現場應用表明,我國水泥行業在應用袋式除塵設備后煙塵控制效果顯著,10mg/m3甚至5mg/m3的排放濃度已經相當普遍,袋除塵在水泥行業中的占有率在95%以上。

      2005年,合肥水泥設計研究院研究設計的長袋低壓脈沖除塵器應用于華潤珠江水泥廠5000t/d生產線,采用中箱體進風、P84濾料等多項技術對窯尾煙氣進行低阻高效凈化,濾袋使用壽命達6年之久。華潤珠江水泥窯尾脈沖袋除塵項目開創了我國大型水泥窯尾除塵器使用合纖濾料的歷史,為推進我國水泥行業窯尾通過使用袋除塵實現超低排放起到了引領作用,并且由此推進了我國高性能纖維聚酰亞胺及其濾料的自主研發及廣泛應用。

      火電作為煙塵排放的主要行業之一,靜電除塵是其主流除塵技術。雖然靜電除塵在阻力、可靠性上有一定的優勢,但存在排放濃度受粉塵性質(煤種)影響較大、隨使用時間延長效率降低、極板振打會產生二次揚塵等問題。隨著排放標準越來越嚴格,內蒙古豐泰電廠于2001年引進德國魯奇公司技術,在200MW機組上嘗試回轉脈沖除塵技術獲得成功,排放濃度在30mg/m3以下,由此揭開了我國火電行業應用袋除塵的序幕。

      2003年,由中鋼集團天澄環??萍脊煞萦邢薰?、東北大學、焦作電廠共同完成的國家863計劃項目電廠大型機組袋式除塵是電力行業300MW以上大型機組開始推廣應用自主設計研發的袋式除塵器的開端,項目研發的徑流式脈沖袋式除塵器煙氣氣流直進直出,氣流通暢,流線平滑、短捷,是一種新型低阻高效袋式除塵器,是袋除塵領域的創新產品,具有世界領先水平。電力行業自此開始大力推進袋式除塵器的應用。

      隨著火電行業煙塵排放標準的逐步升級,排放標準從200mg/m3(GB 13223—1996)升級到50mg/m3(GB 13223—2003),再到20mg/m3和30mg/m3(GB 13223— 2011)[9, 10]。袋除塵在火電廠的應用比例逐漸提高,市場份額從零逐漸增加到目前的35%以上,應用的機組規模也從最初的200MW增加到600MW再到如今的1000MW,無論是應用于幾大電力集團的穩定工況還是自備電廠和坑口電廠的復雜工況,排放濃度均滿足國家標準。

      我國垃圾焚燒行業起步較晚,借鑒國外經驗,一開始就規定在煙氣處理系統中采用袋式除塵,從而為袋除塵在我國垃圾焚燒行業的快速發展鋪平了道路。由于忽略了垃圾焚燒行業煙氣處理的特殊性,導致了最初應用時袋除塵頻頻失效問題。經過艱難探索,在綜合分析我國城市垃圾與國外垃圾相比具有熱量小、濕度大、來源復雜等特點后,合肥水泥研究設計院設計的采用PTFE覆膜濾袋的除塵路線成為我國垃圾焚燒行業煙氣處理的可靠技術路線。

      2.1.4?超低排放與污染物協同去除(2010年以后)

      隨著環保行業排放標準的升級,10mg/m3甚至5mg/m3的超低排放成為行業常態。龍凈環保股份有限公司和浙江菲達環??萍脊煞萦邢薰鞠嗬^研發并推出了基于靜電除塵和布袋除塵協同的電袋復合除塵技術,并在國內600MW、1000MW機組上成功應用,實現了5mg/m3的超低排放目標。與之配套研發的PPS+PTFE/PTFE復合濾袋也為電袋復合技術的成功應用提供了關鍵材料。

      2019年,由武漢天澄環??萍脊煞萦邢薰?、東北大學、浙江宇邦濾材科技有限公司、鞍山鋼鐵集團有限公司合作完成了國家863計劃項目“鋼鐵窯爐煙塵PM2.5控制技術與裝備”,項目開創了預荷電脈沖袋式除塵技術,并同時研發了海島纖維超細面層梯度濾料,具有世界領先水平。這是我國工業窯爐煙氣顆粒物超低排放技術取得的最新成就。

      福建龍凈環保股份有限公司基于耐高溫合金濾袋所研發的新型高效除塵裝備,是常規超凈電袋的升級產品,其具有耐超高溫(400℃—800℃)、過濾精度高、能長期保持超低排放(<10mg/m3)、運行阻力低(≤1000Pa)、能耗低、濾袋壽命長(≥8年)等特點,并且廢舊濾料回收利用簡易、價值高、無二次污染,處于國際領先水平,在氫氧化鋁焙燒爐上的成功應用填補了國內外袋除塵設備在該領域的空白。

      排放標準升級意味著環保成本的提高,燃煤鍋爐在提供熱源的同時,其煙氣處理工藝愈加復雜,脫硝、除塵、脫硫、“脫白”等獨立工藝不斷擠占有限的空間,一次投資與運行成本也不斷擠壓著鍋爐主體工藝的利潤。在此形勢下,脫硝與除塵、脫硫與除塵協同治理的工藝路線、一體化設備、復合型濾料進入探索嘗試階段。另外,考慮到脫硝催化劑300℃—400℃的最佳溫度窗口,以及煙塵對脫硝催化劑的不利影響,超高溫過濾介質(金屬濾袋、陶瓷過濾器)、除塵脫硝雙效陶瓷管等產品也應運而生。

      中鋼集團天澄環??萍脊煞萦邢薰鹃_發的SDS干法脫硫+預荷電袋濾器+中低溫SCR脫硝+余熱回收的技術工藝具有流程短、凈化效率高、阻力低、占地面積小和運行費用省等顯著特點,在焦爐煙氣脫硫脫硝工程中的首臺(套)重大技術裝備示范應用自投入運營以來,系統運行穩定可靠,顆粒物排放濃度為3.1—5.9mg/m3,SO2排放濃度為0.1—1.8mg/m3,NOx排放濃度為121—144mg/m3。一體化裝置運行總阻力為700—1000Pa,比常規布置節省運行費用40%以上,余熱回收生產熱水105t/h,取得了環保和節能的雙重效益。該工藝提供了一種焦爐煙氣多污染物協同治理的新途徑,凸顯出了短流程的優點,并為用戶顯著降低了運行成本。

      另外,我國許多行業面臨產能激增、排放標準升級而空間場地不增的嚴苛局勢,在除塵器占地面積不變、主體設備不改的前提下,有效擴大過濾面積的改進式褶皺濾袋、濾筒除塵應運而生。我國工業規模龐大且工藝眾多,擁有各種復雜的工藝流程與運行條件,這也促使了除塵行業“百花齊放”的發展態勢。

      2.2?袋式除塵器類型

      袋式除塵器按照傳統清灰方式可分為機械振打式除塵器、反吹風除塵器、脈沖清灰除塵器等[11]。在工藝優化與技術進步中,機械清灰逐漸退出了歷史舞臺,脈沖清灰成為目前應用最廣泛的袋除塵類型[12]。根據除塵器的主體結構,目前市場上主要有長袋低壓脈沖除塵器、回轉脈沖/反吹風除塵器和電袋復合除塵器三種形式:

      (1)長袋低壓脈沖除塵器使用長達8m的圓形濾袋且縱橫排列,與每個脈沖閥相連的噴吹管下部一排開口對應一排濾袋,脈沖噴吹清灰壓力為0.2—0.3MPa,風流以直進直出為主向,從除塵器主體偏下部或灰斗進風居多,其具有阻力小、清灰效果好、故障率低的優點[13]。

      (2)回轉脈沖/反吹風除塵器把橢圓形濾袋按照同心圓方式組成幾個分隔單元,上面布置可旋轉的三臂清灰機構,三臂下部開一排風口進行隨機脈沖噴吹或反吹風清灰。該類型除塵器需要的脈沖閥少、清灰柔和、對濾袋振動小、二次揚塵少,但濾袋經向熱收縮大,把袋籠頂起時容易導致旋臂機構故障,噴吹系統故障時影響面大[14]。

      (3)電袋復合除塵器將靜電除塵與袋式除塵相結合,形成前電后袋或電袋鑲嵌結構,前序的靜電除塵可去除大部分粉塵,并使顆粒帶電,不僅減輕了后序袋除塵的負荷、提高了捕集效率,而且帶電顆粒在濾料表面形成的塵餅更加蓬松,阻力增長慢[15,16]。但電袋復合除塵器由于使用了兩套設施,不僅故障點增加,而且提高了一次投資和運行成本。

      2.3?袋式除塵器發展趨勢

      2.3.1?設備大型化

      基于主體工藝產能的進一步擴大,煙氣量也隨之增加。另外,隨著排放標準的趨嚴,過濾風速降低、設備進一步增大將是未來的發展趨勢。對于5mg/m3的超低排放,過濾風速最好在0.7m/min以下。

      2.3.2?設計模塊化

      針對中小型除塵器及系列化除塵器,模塊化設計是基礎。近年來,計算機技術被廣泛應用于袋除塵領域,使零部件設計實現了標準化、設備方案設計實現了快捷化,設備設計和工程設計高效準確。

      2.3.3?氣流均布設計

      風量增大、設備大型化、濾袋數量增多等將更難保證袋式除塵器內部風流的均勻性,為避免氣流不均、局部氣流過大造成的阻力增加和對濾袋的沖刷破壞,氣流模擬與物理模型實驗結合是準確提升袋式除塵器氣流分布的有效手段[17,18]。

      2.3.4?除塵器運行狀態監控智能網絡化

      物聯網背景下,生產企業對除塵器運行狀態及實時控制技術提出了更高的信息化要求,通過對大數據的分析可以獲得建設性決策支持?;谠朴嬎愕倪\維管理模式得到企業越來越多的重視。

      2.3.5?加工制造智能化

      隨著勞動力短缺、勞動力成本上升及自動化加工水平的提高,除塵器加工制造工藝精細化、自動化和智能化受到重視,操作機械手、焊接與裝配機器人正在進入除塵器工廠。

      2.3.6?基于碳捕集的除塵器提標改造

      碳達峰、碳中和目標的提出,不僅會帶來巨量的市場,而且會引發巨大的工業變革與技術換代。在目前污染物超低排放基礎上,圍繞碳減排直接用于煙氣碳捕集的超低袋除塵技術與濾袋會成為袋除塵領域中新的經濟增長點。

      3?袋除塵濾料

      3.1濾料發展歷史

      3.1.1?起步時期(1950—1979年)

      我國最初的濾料是機織布,初期發展緩慢。由于高溫煙塵控制的需要,1957年上海耀華玻璃纖維廠基于耐高溫的玻璃纖維研發出了玻纖機織布,開啟了濾料在高溫煙塵方面的應用。20世紀70年代,南京玻璃纖維研究院針對玻纖耐折性差的缺陷,對后處理劑配方進行革新,加工出第二代玻纖機織布,由營口玻璃纖維二廠、沈陽玻璃纖維廠等企業生產。1974年武漢安全環保研究院研制了208滌綸絨布,其具有纖維密度高、厚度大、捕塵效果好的優點[19]。

      3.1.2?飛速發展時期(1980—1999年)

      1980年,東北工學院(東北大學前身)在研究纖維捕塵機理的基礎上,與撫順第三毛紡廠合作,研制出中國第一塊針刺氈濾料并將其應用到各個行業,這不僅奠定了我國針刺氈濾料的工藝基礎,對我國濾料行業來說更是具有劃時代的意義;在表面過濾與深層過濾的理論指導下,東北工學院(東北大學前身)又設計研發出具有革命性的高密面層針刺氈。隨著耐高溫纖維的出現與品質的逐漸成熟,我國又陸續研發出耐高溫、耐腐蝕的芳綸針刺氈和玻纖復合氈濾料。1990年,參考國外覆膜濾料,上海凌橋環保設備廠與上海四氟塑料廠先后研制出PTFE薄膜及覆膜濾料,填補了國內空白[20]。

      3.1.3?大規模應用與發展時期(2000—2010年)

      環保標準升級帶來了除塵行業的蓬勃發展,60萬—100萬MW機組燃煤電廠、日產萬噸水泥線、超大型鋼鐵工藝都對除塵和濾袋產生了巨大的需求,國產聚苯硫醚(PPS)纖維及濾料、國產芳綸纖維及濾料、基于進口聚酰亞胺纖維的國產濾料大規模量產,形成了舉足輕重的環保產業鏈[21]。

      3.1.4?競爭與創新時期(2010年以后)

      超低排放標準的出臺,不僅對濾料提出了高效精細的要求,而且工業門類復雜化也對濾料種類及應用的多樣化提出了新的需求,這促使我國實現了聚酰亞胺纖維及濾料的國產化,而且研發了國際首創并領先的過濾產品,包括適用于垃圾焚燒煙氣的國產聚四氟乙烯(PTFE)纖維及濾料,適用于燃煤電廠復雜工況的PPS/PTFE復合濾料,適用于高溫堿性煙氣的寶德綸纖維及濾料、高溫耐腐耐氧的改性PPS纖維及濾料,適用于PM2.5超細煙塵的海島纖維及濾料、熔噴纖維表層濾料、水刺加固氈濾料、脫硝除塵一體化濾料等眾多產品,濾料行業進入了“百花齊放”階段。

      3.2?濾料性能指標

      3.2.1?濾料的織物性能

      濾料的織物性能包括克重、厚度及其偏差,透氣度及其偏差。參數偏差代表濾料產品不同部位數值的差別,表征濾料的質量控制水平。

      3.2.2?濾料強力性能

      濾料強力性能包括經向和緯向斷裂強力、經向和緯向斷裂伸長率,這些參數與濾料使用壽命和耐用性有關。

      3.2.3?動態過濾性能

      通過實驗模擬除塵器中濾袋的過濾捕集和壓氣清灰過程來測試其在潔凈狀態、老化過程、穩定過濾狀態下濾料的初始阻力、初始過濾周期、殘余阻力、終了過濾周期、阻力變化曲線、過濾效率、粉塵剝離率等參數,反映了濾料的動態過濾性能。

      3.2.4?PM2.5效率

      對微細粒子過濾時,需要進行PM2.5過濾效率的測試。

      3.2.5?耐熱性能

      測試濾料高溫煙氣中(長期耐溫和瞬間耐溫)的性能變化,包括機械強力保持率、熱收縮率。

      3.2.6?耐腐蝕性能

      測試濾料在酸性和堿性條件下的機械強力變化率。

      3.2.7?耐氧化性能測

      試濾料經過氧化劑處理后的強力保持率。

      3.2.8?疏油疏水性能

      測試濾料的疏油等級和疏水等級。

      3.2.9?抗靜電性能

      在過濾捕集有火災和爆炸危險性的粉塵如煤粉、糧食粉、木粉時,應使用防靜電濾料,其性能參數包括摩擦電位、半衰期、面電荷密度、體積電阻和表面電阻。

      3.2.10?阻燃性能

      對易發生火災與爆炸的粉塵,應使用阻燃性濾料,需進行阻燃實驗和極限氧指數實驗。

      3.2.11?濾料材質與纖維分析

      為規范市場、保證濾料纖維材質和品種符合要求,需對濾料基布材質、面層纖維材質、含量百分比、纖維直徑、外觀等進行檢測分析。

      3.2.12?覆膜牢度

      對覆膜濾料應測試微孔膜的附著牢度,覆膜牢度是與覆膜濾料耐用性相關的關鍵參數。

      3.2.13?特殊性能

      鑒于玻璃纖維柔韌性和抱合性不足的問題,還應測試其對玻璃纖維濾料的耐折性能、耐磨性能、面層與基布的剝離強度參數。

      3.3?目前的濾料類型

      3.3.1?針刺氈

      由上面層、基布、下面層纖維,通過鋼針的上下穿刺鉤聯加工成厚度為1—2mm的氈料,再經過表面燒毛、軋光、熱定型等后整理,以及基于PTFE乳液的浸漬、涂層或覆膜處理,形成低阻高效、清灰性能好的濾料。

      3.3.2?高密面層針刺氈

      以針刺氈為基礎,在其迎塵表面附加一層用超細纖維做成的致密層,近于表面過濾狀態的迎塵層可以顯著改善濾料的過濾與清灰性能,市場上的梯度濾料、非對稱濾料與此類似。鑒于超細纖維單獨梳理困難的問題,國內企業把超細纖維與常規纖維相互摻雜后進行梳理鋪網,形成的粗細混合纖維作為濾料的迎塵面層。

      3.3.3?覆膜濾料

      對反復清灰再生的袋除塵濾料而言,壓氣清灰與粉塵剝離性能至關重要。PTFE薄膜由于具有孔徑小、表面光滑的優點,將其附著在濾料迎塵表面后,可極大提升濾料的清灰性能和過濾效率,測試數據表明,覆膜濾料對2.5μm粒子的計數效率在99%以上。覆膜濾料目前是5mg/m3超低排放的首選濾料,但薄膜本身脆弱,如遇含塵氣流沖刷、覆膜牢度不達標、壓氣清灰不當等情況都易導致覆膜損壞,在應用時需十分小心。

      3.3.4?水刺氈

      針刺氈在使用直徑1—2mm的鋼針上下穿刺的加工過程中,會在濾料中留下隱匿的鋼針孔,當濾料阻力高時,微細粒子會被風流拉拽,造成逃逸。使用直徑0.1—0.2mm的高壓“水針”替代鋼針加固濾料,可極大避免該問題,顯著提升濾料效率。實驗數據表明,常規針刺氈對2.5μm粒子的計數效率為70%—80%,而水刺氈對2.5μm粒子的計數效率可提升至90%—95%,適合含PM2.5的煙塵的捕集。

      3.3.5?海島纖維濾料

      過濾理論與實踐表明,纖維直徑越細,捕塵效率越高。海島纖維是應用雙組分包裹方式經特殊紡絲工藝制造的直徑低于1μm的纖維,海島纖維經過針刺加工成氈,通過減量化溶去“?!?,獲得具有超細“島”纖維的氈料,進行濾料表面處理后,對微細粒子具有極高的效率,對2.5μm粒子的計數效率可達90%—95%,可高效捕集PM2.5微細粒子[22]。

      3.4?濾料發展趨勢與熱點

      3.4.1?基于碳捕集的超凈低阻高效濾料

      伴隨著碳達峰、碳中和目標的提出,經袋除塵過濾后煙氣中顆粒物濃度控制在1mg/m3以下,可直接進行碳捕集的低阻節能的超凈濾料將成為未來濾料研發的新方向?;谌蹏娎w維、納米纖維、海島纖維表層的超精細濾料,以及易清灰的功能性乳液浸漬處理、永久極化后處理、超精密覆膜等先進工藝將為新濾料的開發提供技術支撐。

      3.4.2?復雜煙氣環境的多樣性濾料

      由于我國工業門類眾多、應用場景多種多樣,因此所需的特種濾料種類繁多。例如,針對焦化或脫硝前等場景應用的300℃—400℃高耐溫濾料、針對難控制的氨逃逸場景應用的耐堿或耐酸堿交替的濾料、針對袋除塵大濕度禁區的超疏水濾料、針對燃爆場所超細粉體收集的抗靜電覆膜濾料等差別顯著、小批量、高利潤的濾料產品將成為袋除塵技術追逐的熱點[23]。

      3.4.3?功能性濾

      料針對煙氣復雜污染物聯合去除需求,在濾料上負載低溫催化劑而形成的“除塵+脫硝”“除塵+脫二噁英”等技術被研發出來并正逐步擴大應用范圍。浙江鴻盛環??萍?

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