除尘技术优缺点比较

水泥除尘技术优缺点及比较电除尘器的问题电除尘器在实际运行中是一个极为复杂的过程，会受到诸多因素影响，从理论计算的除尘效率与实际运行数据相差较大，这些因素包括物理、电力、流体力学等，而最强干扰作用，是烟气和粉尘的性质，如粉尘的比电阻，电收尘器对粉尘的比电阻有严格的要求，当比电阻在105～1011Ω·cm收尘效果最好，比电阻低于104Ω·cm时（低阻型）粉尘导电良好,当粉尘比电阻在1011以上时(高阻型)(也有把p5×1010Ω·cm定为高比电阻粉尘，会出现反电晕现象，在集尘极和物料层中形成大量阳离子，中和了迎面而来的阴离子，使电能消耗增加，净化操作恶化，甚至无法操作[9]，故对粉尘有一定的选择性，不能使所有粉尘都获得很高的净化效率。并且受气体的温度和湿度等条件影响较大，同一种粉尘如在不同温度、湿度下操作，所达到的除尘效果不同[10]。另外，化学成分、尘粒分布、压力、气体流速等等也会对除尘效率产生影响。同时电除尘器对微细粒子处理能力有限。ESP对人体健康危害最大的O．1～2μm的尘粒的除尘效率较差[11]。电除尘器的存在的另一个问题是，电除尘器虽然除尘效率高但设备比较复杂，造价高，对运行、安装以及维护管理水平要求较高。对一些中小企业来说是无法负担的，所以其使用范围局限于一些大型企业。另外，水泥回转窑窑尾用电除尘器时，为了使电除尘器安全运行，设置了CO采样分析，超标自动停止向电极供电功能。回转窑正常工作时，废气中CO浓度为0.5%左右，其浓度超过1.5%时报警，超过2%时则自动切断电源，关闭高压硅整流器，这时电除尘器仅是一个烟气通道，粉尘对空排放。这样就造成电除尘器与窑系统不同步运行问题导致污染物排放量急剧增加。根据对水泥生产中电除尘器运行情况的了解，大部分生产厂CO超标时间都在1%左右，部分超过2%，几乎每天都有1次以上超标排放。一般情况下认为要使CO超标时间控制在0．5以下比较困难。按CO超标时间0.5%计算，由于CO超标引起的电除尘器年超标排放总量与除尘器正常达标排放总量相当，可见CO超标引起的粉尘排放总量相当惊人。故使用电除尘器，需安装现代化的自动测量与控制系统，进行精确、有效的工艺控制。保证电除尘器与水泥窑完全同步运行，实现起来难度很大。通常袋除尘器在这方面有明显优势。电除尘器不能在线运行维修在生产中如出现极板变形，阴极线脱落，断裂，绝缘体破损，振打清灰装置失灵等故障，只有停机符电场放电后才能维修。否则，电除尘器只能带病运行，除尘效率越难保证。袋除尘的问题袋除尘器则存在运行阻力问题。袋除尘器运行阻力较高，(1000～1700Pa)超负荷通过能力较差，运行时阻力能耗比电除尘器大。对不同工况变化，袋除尘器入口及本体易产生正压现象。压力损失大(～1500Pa)，且波动较大。袋除尘器的除尘效率很大程度上取决于滤袋。普通滤袋耐低温能力差（只能处理小于230℃的气体[12]），而耐高温滤料价钱又过高，使成本增加。而且，滤袋由于容易破损，寿命不长，更换周期一般较短，一般为一年。另外，滤袋受烟气湿度影响大，烟气湿度的高低改变露点，露点越高越易引起结露、糊袋，影响除尘器过滤性能，增加阻力。在维护费用方面，电除尘器的使用寿命一般在l0年以上，在正常工况使用下，每年的维护费用约为一次性投资的5％，甚至更低。当袋除尘器采用进口覆膜滤料时，其使用寿命一般为3-4年，在袋除尘器的总投资中，滤袋的费用约占设备总投资的65％～70％，每年滤袋的换袋维护费用约为设备总投资的20％～25％。仅袋除尘器滤袋的换袋费用，就是电除尘器维护费用的3倍左右。[13]2.6.4方案比选综上所述，袋、电除尘器各自存在着其优点及不足，在此，在综合考虑本项目设计各项指标的基础上，对这两种方案进行比选，力求达到最优化设计。下表对电、袋除尘的主要优缺点、性能、及总体经济投资做了比较。电除尘器和袋除尘器的主要优缺点比较电除尘器袋除尘器优点1.可以处理较高温度的烟气（～400℃）2.压力损失较小（约200～250Pa）1.操作简单2.较低的爆炸危险3.受烟气性质变化影响小，对粉尘的性质适3.维护费用低，较耐用应性广4.出口排放浓度随入口含尘浓度的变化不大缺点1.存在爆炸的危险2.故障排放较频繁3.受烟气性质变化影响大，对粉尘的适应性差1.用于烟气温度较低的场合（小于230℃）2.压力损失大（～1500Pa），且波动较大3.投资和操作维护费用高4.对湿度大的粉尘易堵塞电、袋除尘器性能比较表项目电除尘器袋除尘器处理风量能处理大规模的工业废气相对电除尘器偏小排放情况一般5Omg/Nm3排放情况，可以达到30mg/Nm3一般30mg／Nm3，可达到10mg／Nm3阻力较小，≤300Pa偏大，≤1700Pa对废气温度要求≤400℃≤250℃对粉尘特性的要求比较严格，要求控制烟气粉尘比电阻为104～1011Ω一般，对粉尘比电阻没有要求设备维护简单较高一次性投资一般较高运行成本一般较高维护成本一般较高增湿塔技术增湿塔是生产高分散水雾的一种装置。主要用于提高电除尘器的效率，降低出窑废气中的比电阻值，并向进入电除尘器的烟气增加湿含量。原理：普遍应用于现代新型水泥干法工艺生产中，窑尾烟气进入电除尘器以前都要向烟气中喷入适量的水雾，水分应以雾状分布在烟气中并附着在粉尘表面，此时的粉尘易被电除尘器补集。特点：通过增湿塔出口气体温度来控制，并可自动调节喷水量以适应余热利用和废气处理系统的要求，保证收尘的高效率。1塔体焊缝开裂当预热器系统出现正压时，发现烟气有从增湿塔筒体中上部保温材料处向外冒的现象，系统检修时发现增湿塔筒体中上部有4条焊缝开裂变形，最长处有1mo1.1原因分析增湿塔在水泥厂一般作为永久性设施对待，其壳体一般是普通碳钢板焊接结构，筒体焊接一般采用手工电弧焊。在焊接过程中，由于熔池体积小，冷却速度快，从熔化到凝固仅几秒钟，各种物理化学反应不可能进行到底，或来不及进行反应，因此常出现:焊缝化学成分偏析;焊缝出现气孔、夹渣等缺陷;焊接区加热冷却不均匀，产生残余内应力和变形。在长期使用过程中，受大量高温腐蚀性气体的影响，产生裂纹，裂纹慢慢生长，延伸到表层2增湿塔塔底锥体的腐蚀2.1原因分析增湿塔壳体的腐蚀主要是水分、高温、腐蚀性气体在塔内综合作用的结果。窑尾废气中存在着硫、氯、碱等有害成分，它们进人增湿塔后，遇水形成亚硫酸、硫酸、盐酸等腐蚀性液体，并与粉尘粘结在一起，形成一层泥浆状的高温强腐蚀膏吸附于塔体内表面，在碳钢表面形成典型的电化学腐蚀条件，腐蚀产物主要有Fez0,,FeSO,,FeCl2，腐蚀过程由表及里，逐渐向钢板内部渗透，导致钢板穿洞。结露及上部塔壳壁上的泥浆掉落到底部，使底部锥体易遭受严重腐蚀。3增湿塔“湿底”3.1原因分析当增湿塔出口气体温度控制在150℃以上时，电场内气体比电阻高，电场不易电离，当电场电流升至0.15一0.35A时，电场闪络严重，收尘效率明显下降。我厂一般将增湿塔出口气体温度控制在120--1500C之间，要求不出现“湿底”。湿底的原因:(1)当窑尾烟气性质发生某些变化时，出口气体温度控制在120℃，收尘效率仍不佳时，岗位工就盲目增大喷水量来提高收尘效率，造成增湿塔“湿底”;(2)增湿塔喷水管喷嘴雾化不好。入增湿塔的水由于含有杂物位n铁锈、水垢等)，易堵住喷嘴，引起进水雾化不好，造成喷头“直流”现象，导致“湿底”经常发生。增湿塔“湿底”影响回灰输送，易在塔壁上粘结大量生料，影响系统通风，这些生料一旦塌落就压死回灰绞刀，处理时间长;增湿塔回灰水分过大，影响生料库内生料水分的控制，进到均化库后易结块，影响均化效果。4电袋除尘技术的研究发展为了探索新型高效除尘技术!国内外学者在电除尘技术和袋式除尘技术的结合方面做了大量的研究工作!研究表明电袋除尘技术充分发挥了电除尘器和布袋除尘器各自的除尘优势!同时弥补了各自的除尘缺点!且在两者相结合时能产生新的性能优点!具有很好的应用前景。1电袋除尘技术电袋除尘技术研究进展电袋除尘技术是将电除尘器与袋式除尘器作有机组合!这种组合式装置综合了传统的电除尘和袋式除尘技术的优点，电除尘器作为捕集烟气粉尘的前级设备!发挥了除尘效率高#能处理高温大烟气量含尘气体且占地面积小#阻力小等优点!通过电场先将烟气中的大部分粉尘颗粒捕集!由电除尘器出来的高比电阻#细颗粒且难以捕集的烟尘进入袋式除尘器。由于粉尘含量已大大减少!则袋式除尘器的气布比增大!使袋式除尘器的尺寸可以设计得比较小，确保了整个除尘系统的除尘效果。电袋复合除尘器电袋复合除尘器的工作原理电袋复合除尘器是电除尘与布袋除尘有机结合的一种新型高效的除尘器电除尘和布袋除尘技术优势互补!含尘气体首先经过ESP区收集80-90％的粉尘量!经电场荷电的粉尘通过收尘极板的开孔到达后级布袋进行过滤保证低浓度排放。电袋复合除尘器的性能特点电袋复合除尘器利用粉尘荷电效应提高了滤袋粉尘过滤特性!经过电除尘器的粉尘在荷电效应作用下减少了除尘器的阻力!清灰效率高!延长滤袋的寿命除尘器性能与单独的电除尘器&袋式除尘器比较具有明显的性能优势。电袋复合除尘技术的研究方法作为新的除尘技术!目前电袋复合除尘技术的研究还主要在试验研究阶段，主要对以下几个方面进行了研究。电袋复合除尘机理的研究!在分别研究电除尘原理和袋式除尘原理的基础上!主要讨论了荷电粉尘的过滤特性，这也是电袋复合除尘性能优越的主要原因所在电袋复合除尘的物理实验研究!有学者对荷电粉尘捕集特性，滤料动态性能，荷电粉尘层特性等进行实验。对各种影响除尘性能的因素进行实验研究分析。电袋除尘器运行仿真及仿真设计的研究，在建立数学模型的基础上!开发仿真软件进行仿真运行实验或设计!计算机仿真技术为电袋除尘器的运行和设计研究提供了很好的研究平台相对物理实验，在计算机上进行实验更加简单经济。4尚待解决的关键技术随着国内电袋除尘技术的快速发展与应用，人们对其优点已有共识，但在工程实践中!应用的实例并不多!其技术潜力还远远没有发掘出来，因此仍需对以下关键问题进行深入研究实验，从而推动电袋除尘技术的应用和发展。1加强对电袋除尘技术的综合性机理的研究，尤其是对电力电流及气流过滤等作用机理的综合性影响的探讨。2优化电袋复合除尘中电场内电晕极与滤袋的结构布置，合理分配电除尘单元和袋除尘单元的负荷!研究同一腔体内粉尘粒子的荷电及凝并作用。3对粒子预荷电和电极化粒子对滤袋过滤效果影响的机理以及对滤袋上粉饼的结构作用等进行研究分析。4实际上!不同的工况&不同的烟气组成等对常规的电除尘器的影响很大!所以需对电袋复合除尘器的适应性进行研究。