电除尘器和布袋除尘器的综合比较

电除尘器和布袋除尘器的综合比较

1 概述

随着国家环保要求的提高，对除尘器的性能要求也越来越高。除尘器的选用也由初期的旋风除尘器、多管除尘器、水膜除尘器发展到现在广泛应用的静电除尘器和布袋除尘器。目前国内各大钢厂、电厂所采用的除尘器也主要是电除尘器和布袋除尘。除尘器是除尘系统中的关键设备，它的工况效果将直接影响到整个系统的成败，因此除尘器的合理选择就显得尤为重要。本文就布袋除尘器和电除尘器的除尘原理进行了简述，并对二者进行了综合比较。以供同行设计参考。

2 工作原理

2.1 静电除尘器的工作原理

静电除尘器的工作原理，是利用强电场电晕放电，使气体电离产生大量自由电子和离子，并吸附在通过电场的粉尘颗粒上，使尘气中的粉尘颗粒荷电，荷电后的粉尘颗粒在电场库仑力的作用下被吸向极板并聚集在极板上，积聚在极板上灰通过周期性的振打被除去并落入除尘器的灰斗，再通过输灰系统排出，达到收尘的目的。如图1所示，电除尘的工作过程可分为四个阶段：（1）气体电离而产生大量电子和离子；（2）粉尘获得离子而荷电；（3）荷电粉尘沉积于异性电极上而放出电荷；（4）回收极板上的粉尘。

2.2 布袋除尘器的工作原理

布袋除尘器是一种干式高效的除尘器，它主要是利用袋式过滤元件来捕集含尘气体中粉尘颗粒的除尘装置。其工作的主要机理是粉尘通过过滤布时产生的筛分、惯性、黏附、扩散和静电等作用而被捕集。粉尘在通过或绕过过滤布袋时因筛分或惯性力作用而被截留；粉尘颗粒在0.2μm以下时，由于粉尘极为细小而产生如气体分子热运动的布朗运动。由于纤维间隙小于气体分子布朗运动的自由路径，尘粒便于纤维碰撞接触而被分离出来；粉尘颗粒间相互碰撞会放出电子产生

静电，会使绝缘的滤布充电。粉尘粒径在1μm及过滤风速较低时静电作用才有明显的体现。另外，过滤作用可以由滤布本身产生，也可以由积聚在滤布上的尘片产生。所以滤袋上积灰以后会提高除尘器的截留和扩散效应，直径远小于滤料孔径的颗粒也可以被捕集。布袋除尘器具有很高的除尘效率。

3 电除尘器和布袋除尘器的比较

3.1 基本性能对比

袋式除尘器具有除尘效率高（可以永久保证粉尘排放浓度低于50mg/m3，甚至可达20mg/m3以下）、结构简单、性能可靠、占地面积小等优点；可用于净化高温、含有油雾、水雾及粘结性强的粉尘时对滤料有相应要求。而电除尘器可以适应处理大的烟气量，可用于高温（可高达400℃）、高压和高湿（相对湿度可达100%）的场合，能连续运转，具有低阻的特点，电除尘器压力损失仅200～300Pa；可电除尘器设备庞大、耗钢多、除尘效率受粉尘比电阻影响大，最适宜的范围是比电阻为1×104～5×1010Ω·cm的粉尘，受气体温、湿度等的操作条件影响较大。

3.2 运行可靠性对比

布袋除尘器：（1）能长期保证50mg/m3（或更低）的粉尘排放浓度，不受入口粉尘浓度、比电阻的影响；（2）主要配套件：滤料的设计使用寿命*****小时左右，电磁脉冲阀的使用寿命达100万次以上；（3）利用离线功能实现检修、维护，不影响除尘系统的正常运行；（4）所有运转设备均设检测报警装置，能在第一时间发现故障并报警。

电除尘器：（1）投运初期可保持正常运行，并达到预期的除尘效率，但受入口烟气状况的影响；（2）运行一段时间后，电极可能发生变形，引起电场变化，除尘效率因而降低；（3）维护、检修只能在除尘系统停机后才能实现。

3.3 维护方便性对比

布袋除尘器：（1）一旦发生故障，能及时从控制系统获得报警及

指示；（2）故障仓室能离线（系统保持正常运行）进行维护检修；（3）故障检修均在机外执行，无须进入除尘器内部；（4）日常维护中对破损滤袋能进行封闭措施（滤袋破损率在5%以下时），以便进一步减少日常工作量。

电除尘器：（1）由于电除尘器不具备离线检修功能，一旦发生故障，只能停机检修，否则只能带病运行；（2）检修时员工需进入除尘器内部，工作环境恶劣；（3）除尘器内部装置损坏程度及位置完全依靠人力完成检查工作，检修劳动强度大。

3.4 运行费用对比

3.4.1 人力资源：由于布袋除尘器的自控程度较高，系统较简单，所有除尘系统运行设备的运行状况包括除尘器运行中的所有运行参数均由PLC采集并送至工艺主控室，除尘系统不需要设专门运行人员。而电除尘器需要设2名以上运行检修人员。

3.4.2 能耗：布袋除尘器：风机能耗大，清灰能耗小；电除尘器：风机能耗小，电场能耗大。

3.4.3 维护费用：布袋除尘器的维护检修费用主要是滤袋更换费，从目前实际运行情况来看，一次滤袋的更换周期约为1.5-3年。

电除尘器的维护维修费用主要是振打锤、振打电机等易损设备的更换和阳极板、阴极线的检修校正及擦洗绝缘瓷件所发生的费用。实际运行中只要保证电除尘器初次安装的质量，电除尘器的实际运行维护费用较低。

3.4.4 系统排污费

由于布袋除尘器一般比电除尘器的除尘效率高，当系统的入口浓度一样时，布袋除尘器的年排污收费要比电除尘器少。

4 选型实例比较

4.1 设计原始资料

某2580m3高炉出铁场除尘系统，系统设计风量：104×104m3/h，尘气含尘浓度：3g/m3，烟尘的主要成分有TFe、FeO、Fe2O3等。

4.2 除尘器及主要辅机选型

4.2.1 电除塵器

经计算，选择一台电场截面为280m2双室三电场电除尘器，电除尘器的详细技术参数见表1。

4.2.2 布袋除尘器

布袋除尘器是按照目前国内所认可的低压脉冲袋式除尘器进行选取，其基本技术参数详见表2。

4.2.3 除尘系统中引风机的选型

为了实现除尘系统在出铁和非出铁时段风机的高低速切换，实现节能和风机的空载启动，除尘系统中的引风机选型按离心风机配套液力耦合器进行。由于系统中电除尘器和布袋除尘器的阻力不同，引风机的性能参数对比详见表3。

4.3 技术、经济比较

布袋除尘器和电除尘器技术和经济比较详见表4。

5 结束语

综上所述，通过对电除尘器和布袋除尘的综合比较，看出布袋除尘器和电除尘器各有自己的忧伤和弱势。可在实际使用当中，电除尘器的除尘效率得不到保证。电除尘器运行初期，除尘效率基本能达到99%，但由于电除尘器结构及工作原理的局限，随着运行时间的延续，电除尘器内部组件变形、积灰引起电场变化，除尘效果一路下降，排放严重超标。而布袋除尘器不受粉尘比电阻影响、不受负荷影响的性能特点则显得较为突出，加上在运行维护方便、初期投资较少等方面的优势，布袋除尘器对满足长期的、逐渐提高的环保要求具有强有力的保障能力。而且随着国家环保要求的日益提高要想满足国家现行的环保要求，电除尘器至少做到四电场以上，其运行费用也会比布袋除尘器高很多。可见布袋除尘器在各个方面都比电除尘器有优势，布袋除尘器的使用，顺应了国家环保水平的发展。随着布袋除尘器滤料等配套件生产技术的日益提高，布袋除尘器必将成为控制工业粉尘对大气污染的首选设备。