空氣中的顆粒物是影響我國城鄉(xiāng)空氣質(zhì)量的主要污染物之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)每人每天吸入的空氣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過每天的飲水量和進(jìn)食量，在這些吸入的空氣中經(jīng)常攜帶著大量的顆粒物，對(duì)人體健康產(chǎn)生了重大的影響。研究發(fā)現(xiàn)，大氣中SO2、NOx和CO等污染物的含量與人類死亡率并沒有緊密的聯(lián)系，而可吸入顆粒物則成為導(dǎo)致人類死亡率上升的主要原因。

在我國各大城市的污染物監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)，總懸浮顆粒物(TSP)70%以上的來源是燃燒過程，目前我國工業(yè)鍋爐每年的煙塵排放量約6~8Mt，占煙塵總排放量的33%~35%，可見減少鍋爐燃燒煙塵排放對(duì)大氣質(zhì)量有著舉足輕重的作用。

1、煙氣除塵技術(shù)概述

煙氣除塵技術(shù)按其工作原理可分為機(jī)械力作用和靜電力作用兩大類，其共同特點(diǎn)是使含顆粒物的氣體通過某個(gè)力場或電場，通過力場或電場的作用使顆粒物從氣體中分離出來。在工業(yè)實(shí)際中，根據(jù)除塵機(jī)理的不同，習(xí)慣上將除塵技術(shù)分為以下4類：①機(jī)械式除塵技術(shù)。利用機(jī)械力(重力、慣性力和離心力)作用進(jìn)行除塵的技術(shù)，一般作為預(yù)除塵器在煙氣凈化中使用。如旋風(fēng)分離器、靜電除塵器及袋式除塵器的沉降室等。②靜電除塵技術(shù)。利用電場力對(duì)荷電粒子的作用進(jìn)固分離的技術(shù)，是目前電廠燃煤鍋爐普遍采用的煙氣除塵技術(shù)。③過濾除塵技術(shù)。使煙氣通過織物或多孔的填料層，利用過濾機(jī)理進(jìn)行除塵的技術(shù)，主要包括袋式除塵技術(shù)及顆粒層除塵技術(shù)。袋式除塵技術(shù)具有很高的除塵效率，應(yīng)用廣泛，隨著環(huán)保要求的不斷提高，正在逐步取代靜電除塵器而成為電廠燃煤鍋爐的主要除塵手段。①濕式除塵技術(shù)。濕式除塵技術(shù)也叫洗滌式除塵技術(shù)，是利用液滴或液膜洗滌煙氣進(jìn)行除塵的技術(shù)包括低能洗滌技術(shù)或   文氏管除塵技術(shù)。濕式除塵器能夠地除掉0.1μm以上的顆粒物，同時(shí)對(duì)其他氣體污染物也具有   的脫除作用，缺點(diǎn)是存在廢水二次污染和污泥處理問題。

2、電站鍋爐除塵器及選擇

目前電站鍋爐采用的除塵器主要有靜電除塵器、布袋除塵器及電袋組合式除塵器。

2.1、靜電除塵器及其應(yīng)用情況

1)靜電除塵器的基本原理及特點(diǎn)。先通過電暈放電建立一個(gè)高壓電場，當(dāng)氣流從中通過時(shí)，顆粒物(包括焦油霧滴)與正負(fù)離子碰撞帶電，并在電場力的作用下定向移動(dòng)，在集塵極放電聚集，后達(dá)到煙氣除塵的效果。

電除塵器的主要優(yōu)點(diǎn)：①初期除塵效率能達(dá)到9900，能捕集1μm以下的細(xì)微粉塵，但從經(jīng)濟(jì)方面考慮，一般控制一個(gè)合理的除塵效率。②處理煙氣量大，可用于高溫(可高達(dá)500℃)、高壓和高濕(相對(duì)濕度可達(dá))的場合，能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。③具有低阻的特點(diǎn)，電除塵器壓力損失僅100~200Pa。
電除塵器的主要缺點(diǎn)：①設(shè)備龐大，耗鋼多，需高壓變電和整流設(shè)備，高壓供電設(shè)備的輸出峰值電壓通常為70~100kV，投資高。②制造、安裝和管理的技術(shù)水平要求較高。③不具備離線檢修功能，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，或者帶病運(yùn)行，或者只能停爐檢修。

2)影響靜電除塵器工作的主要因素。研究表明，影響電除塵器除塵效率的主要因素有：①灰的比電阻。電除塵器對(duì)灰的比電阻要求較高，高比電阻粉塵在集塵極上的堆積造成反電暈，低比電阻粉塵的二次飛揚(yáng)可造成靜電除塵器的效率明顯降低。就是說電除塵器僅對(duì)比電阻值在   范圍內(nèi)(104~2*1010Ω·cm)的灰塵具有脫除作用，當(dāng)比電阻值超出這個(gè)范圍，無論是比電阻值過高或過低，除塵效率都會(huì)急劇降低，灰比電阻與除塵效率的關(guān)系見圖10②燃煤含硫量。硫含量在1.0%以下的低硫煤(尤其是硫含量小于0.5%)燃燒后的灰塵利用電除塵器就難以脫除。③振打裝置的結(jié)構(gòu)。電暈極與集塵極均需要振打裝置，傳統(tǒng)的振打方式多為重錘在陽極排側(cè)面周期振打，而為了使陽極板保持足夠的剛度，避免在運(yùn)行中彎曲變形，通常有防風(fēng)溝和凹凸槽，這種結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)電場中氣流的均勻性產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響其除塵效率。①粉塵粒徑分布。實(shí)踐證明，傳統(tǒng)的干式靜電除塵器(ESP)對(duì)PM2.5級(jí)以下的顆粒收集效率很低。⑤對(duì)初始濃度大于30g/m³的含塵氣體需設(shè)置預(yù)處理裝置。

2.2、布袋除塵器及其應(yīng)用情況

1)布袋除塵器的基本原理及特點(diǎn)。布袋除塵器是過濾式除塵技術(shù)的一種，是利用多孔過濾介質(zhì)(濾袋)捕捉并分離顆粒物進(jìn)行除塵的技術(shù)。根據(jù)煙氣特性，濾袋的材質(zhì)可以是   纖維、化學(xué)合成纖維、玻璃纖維、金屬纖維或其他材料。隨著濾料不斷改進(jìn)，袋式除塵器已逐步在鍋爐除塵推廣應(yīng)用，并呈現(xiàn)長足的發(fā)展勢態(tài)。

布袋除塵器的優(yōu)點(diǎn)：①除塵，可達(dá)到以上。②附屬設(shè)備少，投資省，技術(shù)要求比電除塵器低。③能捕集比電阻高，電除塵難以回收的粉塵。①性能穩(wěn)定，對(duì)負(fù)荷變化適應(yīng)性好，運(yùn)行管理簡便，特別適宜捕集細(xì)微而干燥的粉塵，所收的干塵便于處理和回收利用。⑤適合生產(chǎn)全過程除塵，降低總量排放。

布袋除塵器的缺點(diǎn)：①用于處理相對(duì)濕度高的含塵氣體時(shí)，應(yīng)采取保溫措施(特別是冬季)，以免結(jié)露造成“糊袋”。②用于凈化有腐蝕性氣體時(shí)，應(yīng)選用適宜的濾料；用于處理高溫?zé)煔鈺r(shí)，應(yīng)采取降溫措施，將煙溫降到濾袋長期運(yùn)轉(zhuǎn)所能承受的溫度以下，并盡可能采用的濾料。③阻力較大，一般壓力損失為1000~1500Pao①由于國內(nèi)技術(shù)還不成熟，脈沖閥等關(guān)鍵部件還需要。

2)影響袋式除塵器工作的主要因素。①氣布比(過濾風(fēng)速)的選擇：氣布比選擇的合理與否，直接影響到袋式除塵器的除塵效率及使用壽命。氣布比過大會(huì)影響到濾袋的使用和除塵器的除塵效率；過小則影響到整套設(shè)備的投資及運(yùn)行費(fèi)用，無法合理的經(jīng)濟(jì)性。②氣流分布：袋式除塵器的氣流分布要求與靜電除塵器截然不同，進(jìn)入靜電除塵器的煙氣要求均布，而袋式除塵器的氣流要求合理的分布，氣流分布的好壞直接影響到除塵器濾袋的壽命、設(shè)備阻力、除塵效率、鍋爐系統(tǒng)   等。是對(duì)袋式除塵器整機(jī)性能考核的關(guān)鍵參數(shù)，也是評(píng)價(jià)袋式除塵器裝機(jī)低的標(biāo)志性參數(shù)之一。

2.3、電袋組合式除塵器及其應(yīng)用情況

1)電袋組合式除塵器的基本原理及特點(diǎn)。電袋組合式除塵器是綜合利用和結(jié)合電除塵器與布袋除塵器的除塵優(yōu)點(diǎn)，先由電場捕集煙氣中大量的粉塵，再經(jīng)過布袋收集剩余細(xì)微粉塵的一種組合式   除塵器。具有除塵穩(wěn)定(不大于50mg/m³)、性能優(yōu)異的特點(diǎn)。

電除塵與布袋除塵結(jié)合方式不同，其除塵原理也不一樣。比較常見的有兩種方式：一種是在電除塵后再接一個(gè)布袋除塵器，通過電除塵之后剩余的比較細(xì)小的粉塵顆粒由布袋除塵除掉，這種方式是目前常見的電袋除塵器結(jié)構(gòu)型式。安慶石化熱電廠6#鍋爐采用該種型式電袋除塵器，運(yùn)行穩(wěn)定，綜合除塵效率可達(dá)。種結(jié)構(gòu)，是電除塵和布袋除塵并列運(yùn)行，原理相對(duì)復(fù)雜些，電布單元不分先后對(duì)煙氣處理，只是煙氣   通過布袋除塵過濾才能排放。主要優(yōu)點(diǎn)是清灰時(shí)能相互彌補(bǔ)，地解決二次揚(yáng)塵問題，但目前還處于階段，工業(yè)化應(yīng)用的較少。

2)電袋組合式除塵器的優(yōu)點(diǎn)。①適應(yīng)性強(qiáng)，可以捕集不同性質(zhì)的粉塵，能在煙氣參數(shù)發(fā)生較大波動(dòng)時(shí)穩(wěn)定工作，無二次揚(yáng)塵和飛灰現(xiàn)象。②設(shè)備體積小，濾袋使用壽命長，設(shè)備阻力在1000Pa以下，電能消耗低，運(yùn)行費(fèi)用省。③經(jīng)過預(yù)處理和電除塵部分的冷卻，避免了糊袋、燒袋現(xiàn)象的發(fā)生，系統(tǒng)正常運(yùn)行。①清灰周期長、氣源能耗小。⑤一次性投資少，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。

由于濾袋收集的粉塵量少，阻力上升緩慢，其清灰周期時(shí)間是純布袋除塵器的2倍以上，壓縮空氣消耗量不到純布袋的1/3。

適量提高過濾風(fēng)速可減少濾袋、閥件等數(shù)量以降低設(shè)備成本及費(fèi)用，運(yùn)行能耗低和濾袋使用壽命長降低了運(yùn)行及維護(hù)成本。

綜上所述，電袋復(fù)合除塵器著重解決了當(dāng)前除塵器常見的三大難題：電除塵器的排放難題；布袋除塵器的阻力大的難題；布袋除塵器袋使用壽命短難題。

3、除塵器的選型原則

通常評(píng)價(jià)除塵系統(tǒng)性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)有除塵效率、通風(fēng)阻力、處理風(fēng)量、漏風(fēng)率、耗鋼量、工程一次性投資、運(yùn)行費(fèi)用、占地及使用壽命等。對(duì)于鍋爐除塵方案，需要根據(jù)煙塵特性(物理特性和化學(xué)特性)、煙塵濃度、排放要求等因素綜合考慮并通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較進(jìn)行確定。對(duì)于電廠燃煤鍋爐尤其是循環(huán)流化床鍋爐，由于爐內(nèi)添加石灰石粉造成除塵器入口含塵濃度增加同時(shí)造成煙塵比電阻的升高，使用電除塵器很難滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保排放要求，除塵方案應(yīng)優(yōu)先考慮布袋除塵器或電袋除塵器。當(dāng)煤粉爐尾部采用干法/半干法脫硫時(shí)，由于煙氣中煙塵含量很高(1000g/m³)，應(yīng)優(yōu)先考慮選用電袋除塵器或其他預(yù)除塵器與布袋除塵器結(jié)合使用。