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摘 要：近年来，随着人们环保意识加强，工业尾气排放要求越来越严格，有的地方要求烟气排放小于10mg/m3甚至5mg/m3以下。本文探讨的是电袋除尘器提效方法，针对电袋复合除尘器本体的改进，使电袋复合除尘器发挥更高的效率。
关键词：电袋复合除尘器；高性能电源；覆膜滤料；梯度滤料；气流均布
1.前言
随着我国经济及技术水平高速发展，工业粉尘排放量逐步上升，已经严重影响到人们的生存环境，国家对各工业设备排放的要求也越来越严格。电袋复合除尘器作为一种高效除尘器，它有机结合了电除尘器和袋式除尘器的优势，能长期稳定保持出口排放20mg/Nm3以下。所以，如果能对现有电袋复合除尘器进行提效，实现超低排放，使其成为满足水泥生产线及电力行业烟尘低排放的优选技术。
2.电袋复合除尘器原理
电袋复合除尘器是继电除尘器、袋式除尘器之后，在充分消化吸收两者机理优势的基础上，将电除尘的荷电除尘及袋除尘的过滤拦截机理有机结合。它充分利用前级电场收尘效率高和对颗粒荷电的特点，利用电场区收掉烟气中80%以上的烟尘，可以大幅度的降低进入袋式除尘区烟气的含尘浓度，剩余 10%～20%的细粒子由后级滤袋过滤捕集，大大降低了袋区负荷并避免粗颗粒对滤袋的冲刷磨损，并改善滤袋表面粉饼层结构。电袋复合除尘器将电场区设置在袋区前方，烟气首先经过电场区，使前级电场区具有沉降高温烟气，缓冲及均匀气流的作用。
3.电袋复合除尘器提效措施
3.1电场区技术措施
电袋复合除尘器通过电区脱除了80%以上的烟尘，降低了进入袋区的入口浓度，减少袋区的负荷并避免了粗颗粒对滤袋的冲刷磨损。实验研究的结果表明：当袋区入口烟尘浓度小10g/m3时，过滤压降增长率随过滤风速的增长变化不大。同时大量工程应用和试验表明，粉尘浓度对滤袋区的排放存在一定的影响。当过滤浓度小于10g/Nm3时，排放浓度随过滤浓度的增加而增加；当过滤浓度大于10g/Nm3时，排放浓度随过滤浓度的增加而缓慢增加；当过滤浓度达到一定值时，过滤浓度增加而排放则趋于平稳。因此，影响排放的滤袋区入口粉尘浓度值区域主要在于0～10g/Nm3之间。因此电场区发挥出良好的收尘效率，使进入袋区的粉尘浓度保持在10g/Nm3以下，就越有利于达到更低排放。
为达到电场区高效收尘效率方法之一就是电场区选用高性能电源。电区的收尘效率可由多依奇公式推导，在比集尘面积确定的条件下，效率与驱进速度ω成正比关系（公式1），而驱进速度ω与电场强度E值平方成正比关系（公式2）。电场区选用合适的高频电源或脉冲电源可提高电场强度E值，从而提高电场区除尘效率。同时在电场区可选用前后分区供电模式，为电场区收尘提供双重保证，提高电区可靠性。
电场区选用高性能电源，可以提高电场强度除了增强电场区收尘效率外，同时还具有对粉尘荷电的作用，荷电后的粉尘堆积状态发生变化。通过滤料过滤实验发现，颗粒物未经电场作用的堆积状态较为密实。而颗粒经电场作用发生荷电和极化，有助于在滤料表面形成结构更为有序、更为疏松的颗粒层。而且随着颗粒荷电量的增大，其极化和凝并越显著，细颗粒长大成大颗粒的效果越明。增强电区场强能增强粉尘颗粒物的荷电量，强化极化和凝并作用。增强了袋区滤袋对粉尘的过滤效果。电区选用高性能电源不仅有利于提高收尘效率，更有利于袋区清灰。
4.袋区技术措施
4.1滤袋的选型
袋区是保证整体排放浓度的核心区域，经过前电场区的收尘，袋区主要负责收集烟尘浓度小于10g/Nm3的细微粉尘，这就要求袋区的核心部件滤袋对细小粉尘有良好的过滤性能。滤料的选型主要分为两个方向：1、覆膜滤料；覆膜滤料主要为PTFE薄膜，其过滤机理为表面过滤，过滤性能主要依靠表面膜材料。覆膜滤料表面膜材料具有其孔隙致密均匀，透气率好，对细小粒径粉尘具有良好的过滤性能；表面极其光滑，极易清灰；薄膜特有的憎水性能，即便是烟气的湿度含量较高的优点，覆膜滤料对各种工况有良好的适应性。2、超细纤维梯度滤料：超细梯度结构滤料采用纤度/密度分级组合的梯度结构：表层过滤层由超细纤维形成致密层、迎尘层填充有普通纤维层，中间层为高强低伸基布，里层为易于空气通过的粗孔层从内而外里层、基布、迎尘层、致密层形成纤度梯度结构，该梯度层状结构的设计有利于滤饼形成，依靠滤料表层的超细纤维层对粉尘进行截留，只有少数细微颗粒会进入滤料内部，但由于滤料内部“喇叭状”的特殊结构，这些颗粒不会在内部停留，将被气流直接带走，使滤料过滤精度高且保持较大的透气量，提高粉尘的捕集效率，降低设备运行阻力。实际运用中所生产的滤袋在缝制时会有针眼存在，用高温硅胶对于滤料缝制针眼进行封堵，防止粉尘从针眼泄漏。
4.2除尘器内的气流合理分布
除尘器内部气流分布均匀性对除尘器效率有显著的影响，由于除尘器内部气流分布均匀性差，使电区不能发挥应有的除尘效率，增大袋区收尘压力。袋区气流不均匀，则会增加除尘器阻力以及滤袋的使用寿命。除尘器内部气流分布的不均匀性使除尘器效率低于设计值。
从除尘器进口至电场区，证气流沿电场断面均匀分布，使得电场发挥最佳效果，达到几何均方根差σ<0.2的要求，采取的措施合理设置和调节进口喇叭内的气流分布板。对于并联若干台电袋除尘器，应在进口管道处设置合理导流装置，使进入各个除尘器的风量基本相同。
袋区各个袋室流量偏差应小于5%，可采取的措施：1、灰斗里面合理设置气流分布及阻流板，2、改变袋室内提升阀口大小及提升高度，3、改变烟道气流截面大小等措施，来达到袋区气流分布均匀。
5结束语
电袋复合除尘器结合了电除尘器效率高和袋式除塵器过滤精度高技术特点，排放浓度不受粉尘种类影响，对微细粉尘捕集效率高，对PM2.5的去除率达到99.8%。提效前排放浓度可稳定在20 mg/Nm3以下，采用上述各种提效措施，排放浓度可实现排放浓度≤10mg/Nm3甚至5mg/Nm3，达到电袋复合除尘器超低排放。
（作者单位：西安西矿环保科技有限公司）
关键词：电袋复合除尘器；高性能电源；覆膜滤料；梯度滤料；气流均布
1.前言
随着我国经济及技术水平高速发展，工业粉尘排放量逐步上升，已经严重影响到人们的生存环境，国家对各工业设备排放的要求也越来越严格。电袋复合除尘器作为一种高效除尘器，它有机结合了电除尘器和袋式除尘器的优势，能长期稳定保持出口排放20mg/Nm3以下。所以，如果能对现有电袋复合除尘器进行提效，实现超低排放，使其成为满足水泥生产线及电力行业烟尘低排放的优选技术。
2.电袋复合除尘器原理
电袋复合除尘器是继电除尘器、袋式除尘器之后，在充分消化吸收两者机理优势的基础上，将电除尘的荷电除尘及袋除尘的过滤拦截机理有机结合。它充分利用前级电场收尘效率高和对颗粒荷电的特点，利用电场区收掉烟气中80%以上的烟尘，可以大幅度的降低进入袋式除尘区烟气的含尘浓度，剩余 10%～20%的细粒子由后级滤袋过滤捕集，大大降低了袋区负荷并避免粗颗粒对滤袋的冲刷磨损，并改善滤袋表面粉饼层结构。电袋复合除尘器将电场区设置在袋区前方，烟气首先经过电场区，使前级电场区具有沉降高温烟气，缓冲及均匀气流的作用。
3.电袋复合除尘器提效措施
3.1电场区技术措施
电袋复合除尘器通过电区脱除了80%以上的烟尘，降低了进入袋区的入口浓度，减少袋区的负荷并避免了粗颗粒对滤袋的冲刷磨损。实验研究的结果表明：当袋区入口烟尘浓度小10g/m3时，过滤压降增长率随过滤风速的增长变化不大。同时大量工程应用和试验表明，粉尘浓度对滤袋区的排放存在一定的影响。当过滤浓度小于10g/Nm3时，排放浓度随过滤浓度的增加而增加；当过滤浓度大于10g/Nm3时，排放浓度随过滤浓度的增加而缓慢增加；当过滤浓度达到一定值时，过滤浓度增加而排放则趋于平稳。因此，影响排放的滤袋区入口粉尘浓度值区域主要在于0～10g/Nm3之间。因此电场区发挥出良好的收尘效率，使进入袋区的粉尘浓度保持在10g/Nm3以下，就越有利于达到更低排放。
为达到电场区高效收尘效率方法之一就是电场区选用高性能电源。电区的收尘效率可由多依奇公式推导，在比集尘面积确定的条件下，效率与驱进速度ω成正比关系（公式1），而驱进速度ω与电场强度E值平方成正比关系（公式2）。电场区选用合适的高频电源或脉冲电源可提高电场强度E值，从而提高电场区除尘效率。同时在电场区可选用前后分区供电模式，为电场区收尘提供双重保证，提高电区可靠性。
电场区选用高性能电源，可以提高电场强度除了增强电场区收尘效率外，同时还具有对粉尘荷电的作用，荷电后的粉尘堆积状态发生变化。通过滤料过滤实验发现，颗粒物未经电场作用的堆积状态较为密实。而颗粒经电场作用发生荷电和极化，有助于在滤料表面形成结构更为有序、更为疏松的颗粒层。而且随着颗粒荷电量的增大，其极化和凝并越显著，细颗粒长大成大颗粒的效果越明。增强电区场强能增强粉尘颗粒物的荷电量，强化极化和凝并作用。增强了袋区滤袋对粉尘的过滤效果。电区选用高性能电源不仅有利于提高收尘效率，更有利于袋区清灰。
4.袋区技术措施
4.1滤袋的选型
袋区是保证整体排放浓度的核心区域，经过前电场区的收尘，袋区主要负责收集烟尘浓度小于10g/Nm3的细微粉尘，这就要求袋区的核心部件滤袋对细小粉尘有良好的过滤性能。滤料的选型主要分为两个方向：1、覆膜滤料；覆膜滤料主要为PTFE薄膜，其过滤机理为表面过滤，过滤性能主要依靠表面膜材料。覆膜滤料表面膜材料具有其孔隙致密均匀，透气率好，对细小粒径粉尘具有良好的过滤性能；表面极其光滑，极易清灰；薄膜特有的憎水性能，即便是烟气的湿度含量较高的优点，覆膜滤料对各种工况有良好的适应性。2、超细纤维梯度滤料：超细梯度结构滤料采用纤度/密度分级组合的梯度结构：表层过滤层由超细纤维形成致密层、迎尘层填充有普通纤维层，中间层为高强低伸基布，里层为易于空气通过的粗孔层从内而外里层、基布、迎尘层、致密层形成纤度梯度结构，该梯度层状结构的设计有利于滤饼形成，依靠滤料表层的超细纤维层对粉尘进行截留，只有少数细微颗粒会进入滤料内部，但由于滤料内部“喇叭状”的特殊结构，这些颗粒不会在内部停留，将被气流直接带走，使滤料过滤精度高且保持较大的透气量，提高粉尘的捕集效率，降低设备运行阻力。实际运用中所生产的滤袋在缝制时会有针眼存在，用高温硅胶对于滤料缝制针眼进行封堵，防止粉尘从针眼泄漏。
4.2除尘器内的气流合理分布
除尘器内部气流分布均匀性对除尘器效率有显著的影响，由于除尘器内部气流分布均匀性差，使电区不能发挥应有的除尘效率，增大袋区收尘压力。袋区气流不均匀，则会增加除尘器阻力以及滤袋的使用寿命。除尘器内部气流分布的不均匀性使除尘器效率低于设计值。
从除尘器进口至电场区，证气流沿电场断面均匀分布，使得电场发挥最佳效果，达到几何均方根差σ<0.2的要求，采取的措施合理设置和调节进口喇叭内的气流分布板。对于并联若干台电袋除尘器，应在进口管道处设置合理导流装置，使进入各个除尘器的风量基本相同。
袋区各个袋室流量偏差应小于5%，可采取的措施：1、灰斗里面合理设置气流分布及阻流板，2、改变袋室内提升阀口大小及提升高度，3、改变烟道气流截面大小等措施，来达到袋区气流分布均匀。
5结束语
电袋复合除尘器结合了电除尘器效率高和袋式除塵器过滤精度高技术特点，排放浓度不受粉尘种类影响，对微细粉尘捕集效率高，对PM2.5的去除率达到99.8%。提效前排放浓度可稳定在20 mg/Nm3以下，采用上述各种提效措施，排放浓度可实现排放浓度≤10mg/Nm3甚至5mg/Nm3，达到电袋复合除尘器超低排放。
（作者单位：西安西矿环保科技有限公司）