工业锅炉布袋除尘器工作原理设计优点

  锅炉布袋除尘器的气体净化方式为外滤式（即含尘气体在滤袋外侧），含尘气体由导流管进入各单元过滤室并通过设备于灰斗中的烟气导流装置；由于设计中袋底离进风口上口垂直距离有足够、合理的净空，气流通过适当导流和自然流向分布，达到整体过滤室内气流分布均匀；含尘气体中的颗粒粉尘通过自然沉降分离后直接落入灰斗、其余粉尘在导流系统的引导下，随气流进入中箱体过滤区，吸附在滤袋外表面。过滤后的洁净气体透过滤袋经上箱体、排风管排出。

  滤袋采用压缩空气经过电磁脉冲阀进行喷吹清灰，清灰机构由气包、喷吹管和电磁脉冲控制阀等组成。过滤室内每排滤袋出口顶部装配有一根喷吹管，喷吹管下侧正对滤袋中心没有喷吹口，每根喷吹管上均设有一个脉冲阀并与压缩空气气包相通。清灰时，电磁阀打开脉冲阀，压缩空气经喷口喷向滤袋，与其引射的周围气体一起射入滤袋内部，引发滤袋全部抖动并形成由里面向内外的反吹气流作用，清除附着在滤袋外表面的粉尘，达到清灰的目的。

  随着过滤工况的进行，当滤袋表面面积尘达到一定量值时，由清灰控制装置（差压或定时、手动控制）按设定程序打开电磁脉冲喷吹，压缩气体以极短促的时间顺序通过各个脉冲阀经喷吹管上的喷咀透导数倍于喷射气量的空气进入滤袋，形成空气波，使滤袋由袋口至底部产生急剧的膨胀和冲击振动，造成很强的清灰效果，抖落滤袋上的粉尘。

  （1）锅炉布袋除尘器效率稳定。当锅炉燃烧工况或烟尘参数发生波动和变化时或者锅炉调峰和煤种变化时，袋式除尘效果都不受影响。

  （2）排放浓度低。袋式除尘系统能实现高效除尘，达到很高的过滤效率，排放浓度小于25mg/Nm3（期望值≤25 mg/Nm3），即使国家排放标准日益提高，也可保不再受排放超标困扰，完全解决粉尘排放达标问题。

  （3）效果稳定。当锅炉燃烧工况或烟尘参数发生波动和变化时或者锅炉调峰和煤种变化时，袋式除尘效果都不受影响。

  （5）锅炉布袋除尘器过滤风速低。过滤风速0.80m/min，为保障除尘系统阻力小于1000Pa创造了条件。

  （6）强力清灰。通过喷嘴对滤袋一一对应进行喷吹，脉冲阀开启快速、释放气量大，在同类袋式除尘器中清灰效果zui好。

  锅炉除尘器布袋， 锅炉烟气温度通常高于120℃，因而对常温下工作的燃煤锅炉除尘器布袋，诸如聚脂(涤纶)、亚克力(共聚丙烯腈)等都不在候选之列，滤料的选定只能在耐腐蚀耐高温除尘布袋中进行。

  仅从耐温性能而言，有几种滤料可供选用，但考虑到其他因素，则许多除尘器布袋将被剔除。 诺梅克斯(Nomex芳香族聚酰胺)在早期曾被用来净化燃煤锅炉烟气。但发现其耐水解性能很差，常规使用的寿命仅3个月左右。芳砜纶(聚对苯酰胺)与其属于同一族，性质相近，因而也不能考虑。 由于不耐水解而被排除在名单之外的还有柯麦尔(Kermel 聚乙撑二胺)，我国曾用其进行锅炉烟气净化试验，结果不理想。

  特氟纶(Terflon 聚四氟乙烯)从理化性质来说是最优的滤料，纯特氟纶滤料除了过滤性能稍差外，几乎所有的性能都优于其他滤料，常规使用的寿命可达6～7年甚至更长。特氟纶滤料之所以较少被选用，是因为其价格特别昂贵。但是，人们还是很重视特氟纶的优良性能，在其他滤料不能单独处理问题时，往往加入部分特氟纶，制成复合针刺毡高温滤袋而应用。同样基于价格昂贵的原因，不锈钢滤料尚不为燃煤锅炉除尘器领域认可。玻纤滤料是一种可行的选择，其耐温性能与特氟纶相当。以聚四氟乙烯复膜的玻纤滤料，在国外的应用可达四年以上的寿命。玻纤的最大缺点是不抗折，导致常规使用的寿命严重下降。玻纤滤料对袋笼的要求也较严格。 目前在燃煤锅炉烟气净化领域中应用较多的是P-84(聚酰亚胺)和PPS(聚对苯硫醚)两种滤料。 P-84滤料具有非常好的耐温性能，而且由于纤维断面的不规则形状(被称为英文字母形)，滤料的过滤效率很高。不足之处在于耐水解性能稍差，而价格较高则是人们不予首选的主要原因。

  从耐温、抵抗腐蚀能力、强度及价格等方面综合比较的结果，pps高温布袋被认为最适于燃煤锅炉烟气净化的除尘器布袋之一，成为这一领域重点选用的滤料。

  经过综合比较，并吸取国内外燃煤电厂的经验，决定采用国外进口的PPS针剌毡，单重550g/m2。滤料制作的后期进行热定型、防水、防油等表面处理。

  PPS是滤料的商品名称，英文名称Polyphenylene sulfide，学名聚对苯硫醚。PPS纤维目前由日本的两家公司所生产，东洋纺生产的称为Procon，东丽公司生产的称为Toray。 PPS对无机酸、有机酸、碱、有机溶剂都很强的抵抗能力，有很强的耐水解稳定性和阻燃性。从物理性能而言，其抗拉、抗磨、抗折的能力都属良好，与P-84相当，强于特氟纶。 在一般的技术资料中，经常提到PPS滤料的连续工作时候的温度为180℃，并能经受200℃的瞬间高温。但这些数值是在实验室条件下得出的理想值，仅是反映纤维特性的指标，实际锅炉运行时烟气温度较低，这对滤袋的寿命有好处。 PPS 的主要缺点是耐氧化能力较弱，过高的温度会使纤维产生热氧化反应， 其分子链所含的硫原子容易同氧原子结合，从而破坏其分子结构(见图A)。 PPS受氧化危害的程度随着氧含量和温度的升高而剧增。在常温下，大气的氧含量为21%，但温度较低，氧化很慢；当温度超过100℃时，PPS允许的氧含量将随温度的升高而降低。在氧含量一定时，温度增高10℃，氧化反应速度就会增加一倍。

  因此，应当结合烟气的成分来确定PPS的工作时候的温度。在氧含量8%时，连续工作时候的温度为155℃；若氧含量增至10%，则连续工作时候的温度最好不超过150℃。 运行中还要格外的注意烟气的瞬间高温。达到175℃的时间每次不超过1小时，每年累计不应超过400小时；而达到200℃的时间每次只能10分钟，每年累计不应超过50小时。 此外，PPS对烟气中的NO2也较为敏感，过量的NO2也会导致PPS滤料的氧化腐蚀。 针对PPS高温布袋的常规使用的寿命问题，我们的观点是：只要采取综合技术措施，如减少漏风率，锅炉高效低氮燃烧，通过燃烧工艺和喷雾系统控制烟气温度在150℃以下等等，我们大家都认为，除尘器布袋是能够保证长寿命的。 另一方面，也要防止烟气温度过低，造成低温对PPS除尘滤袋的危害。即袋式除尘器的连续运行温度不低于110℃。