电袋除尘技术的研究进展

滤袋
在滤袋清灰期间，灰饼 通过极板被喷出，然后 在 ESPA 区捕集
1 电袋除尘技术
1.1 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.
近年来， 国内一些科研院和企业也相继开展了 电袋结合除尘技术的研究与开发.同方环境、清华同 方、 福建龙净等公司的电袋除尘技术都有了一定的 市场业绩.其中，同方环境和清华大学热能系燃烧源 可 吸 入 颗 粒 物 形 成 机 理 与 脱 除 组 （PACE） 合 作 ， 进 行 DDH 系列电袋紧密结合除尘器的开发与研究， 建立 了 2 套实验装置， 对电袋紧密混合除尘器内的电流 场和灰饼的过滤沉积特性等 进 行 研 究[8].龙 净 环 保 开 发的 FE 型电袋复合除尘器，清华同方研制的 EF 型 电 袋 复 合 式 除 尘 器[9]都 是 结 合 了 静 电 除 尘 技 术 和 布
Research development of electric-bag precipitation technology
TANG Min-kang， MA Yan-ling， GUO Hai-ping
(Faculty of Resource and Environmental Engineering，Jiangxi University of Science and Technology，Ganzhou 341000, China)
电晕线 净气室
滤袋
净
烟
气
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整流电源
绝缘子 滤袋式收尘板
电晕线
接供电设备 气流出口
图 4 典型滤袋内设置电晕极线示意图
气流入口
重锤
含尘气流
图 3 袋式电除尘器工作原理示意图
可行的， 可广泛用作炼钢和各种工业炉窑的排烟除 尘 设 备 . [10] 还 有 电 袋 除 尘 器 ， 是 在 滤 袋 内 设 置 电 晕 极，使粉尘荷电，提高收尘效率，同时由于粉尘带有 相同极性的电荷，相互排斥，使收集到滤袋表面的粉 尘层较松散，降低了过滤阻力，清灰也更容易，提高 了 滤 袋 使 用 寿 命 [11]， 其 工 作 原 理 ， 如 图 4 所 示 . 文 献 [12] 中 提 出 一 种 新 的 电 袋 复 合 除 尘 器 装 置 ，并 通 过 实 验 验 证 了 其 良 好 的 除 尘 性 能 [12]，其 电 袋 一 体 化 除 尘装置结构，如图 5 所示.
Abstract：As an efficient Electric-bag Composite Dust-collector，it has a good application prospect. In this paper， the research progress is summaried，the working principles and performance advantages are expounded，and the feasible research methods and some key problems needed to be solved are pointed out．This paper offers some references for studying the theory and foundation application. Key words：ESP；fabric filter；Electric-bag precipitation technology；emission standard
Frederick 于 1961 年在其文章中指出： 织物、烟 尘上的静电荷对织物过滤的除尘效率、 阻力以及清 灰难易有影响.
20 世纪 80 年代，国外学者进行了相关的实验研 究和理论分析， 表明静电增强过滤除尘技术可以使 袋式除尘器的压力降减小，清灰效果也得到改善，除 尘效率提高，运行费用降低，具有很大的潜力[3].
摘 要：电袋复合除尘器已成为具有良好应用前景的高效除尘器.论文综述了电袋除尘技术的研究进 展，阐述了其工作原理及性能优势，并指出了电袋除尘技术发展中可行的研究技术方法和需解决的 关键问题，为该技术理论及应用基础研究提供了参考. 关键词：电除尘器；袋式除尘器；电袋除尘技术；排放标准 中图分类号：TD714 文献标志码：A
袋式除尘器
除尘效率一般可达 99 %以上； 处理微细粉尘的排尘浓度可远低于国家标准； 对各种性质的粉尘都有很好的除尘效果，对高比电阻尘粒亦很有效； 规格多样、应用灵活；便于回收干物料； 可处理温度范围比较广的烟气，陶瓷滤料可用于 800～1000 ℃的烟 气处理
收 稿 日 期 ：2011-09-23 基 金 项 目 ：国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 (51064008) 作者简介：唐敏康(1956- )，男，博士，教授，主要从事静电除尘器理论及应用研究,E-mail:tmkjxust@126.com.
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有色金属科学与工程
2011 年 10 月
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[1-2].
第2卷 第5期 2 0 11 年 10 月
有色金属科学与工程
Nonferrous Metals Science and Engineering
Vol.2，No.5 Oct . 2 0 1 1
文章编号：1674-9669（2011）05-0053-04
电袋除尘技术的研究进展
唐ห้องสมุดไป่ตู้康， 马艳玲， 郭海萍
(江西理工大学资源与环境工程学院，江西 赣州 341000)
下的排放浓度标准.为进一步缩短与发达国家的大气 环境质量差距，国家环保部于 2009 年又向社会发出 小于 30 mg/Nm3 新排放标准征求意见稿，即将执行更 高的排放标准.
电除尘器作为控制大气污染、 解决环保与经济 发展之间矛盾的主要设备之一， 其应用技术得到了 飞速发展.目前，电除尘器已广泛应用于火力发电、钢 铁、有色冶金、化工、建材、机械、电子等众多行业.我 国作为世界电除尘器大国立足于国际舞台， 不仅在 数量上，而且在技术水平上都已进入国际先进行列.
提升阀
排
净气室
气
管
pt
pt
烟气
气流分布板 电场
滤袋
图 1 “前电后袋”式除尘器结构及工作原理
烟气入口
开孔收尘板 阴极放电
图 2 AHPC 结构示意图
了 收 尘 极 （ 多 孔 板 ）. 烟 气 在 到 达 滤 袋 前 ， 大 多 粉 尘 被 多孔板除去，在滤袋清灰时滤袋表面的粉尘可再次被 多孔板捕获，该设备长期运行性能稳定，除尘率能达 到 99.99 %以上，阻力保持在 1600～2000 Pa.这类除尘 器结构更紧凑，但尚处于实验室或处于应用研究的初 始阶段.目前，国内有关大型企业正与 EERC 合作，开 展“低阻力”和“高风速”电袋技术的研究[6]. 1.2 国内电袋除尘器的研究开发
0前言
随着我国经济和社会的发展， 公众对生存环境 的要求越来越高.进入 21 世纪以后，我国把“大力推 进科学技术进步，加强环境科学研究，积极发展环保 产业”作为经济发展的重要相关政策，环保产业进一 步得到重视.然而工业的快速发展，电力、冶金、建材、 化工等行业每年都会产生近千万吨的粉尘，对人体健 康、 大气环境和生产经济的都造成了严重的影响.尤 其燃煤电厂排放的大量烟尘几乎都是可吸入颗粒物 （PM10 和 PM2.5），对人体健康危害极大.有关资料显 示，目前我国火电厂烟尘每年的排放量约 360 万 t，占 全国工业烟尘排放量的 35 ％. 为有效遏制污染物排 放，提高大气质量，国家环保总局于 2004 年 1 月颁布 执行了《火电厂大气污染物排放标准》，对烟尘、二氧化 硫、氮氧化物排放限值都做了严格的规定，至 2010 年 要求燃煤电厂按区域和时段要求达到 50 mg/Nm3 以
2 电袋复合除尘器
2.1 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
气流流向 电晕线 滤袋
图 5 电袋一体化除尘装置结构示意图
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. 2.2 电袋复合除尘器的性能特点
目前， 火力发电已成为电除尘器应用的最大行 业.在以河南高密煤和内蒙古准葛尔煤为原料的火电 企业，其粉尘排放浓度经常难以达标.原因是该煤种 燃烧后的飞灰比电阻高，颗粒细，使电除尘器的除尘 效率受到明显的影响. 部分企业转而用袋式除尘器. 但是袋式除尘器占地面积大、难以处理高温烟气，影 响了其在更大工业规模上的应用.因此电袋除尘技术 应运而生.
目前我国采用的电袋除尘器全部为 COHPAC 方 式，国 内 第 一 台 电 袋 除 尘 器 于 2002 年 推 出 ，并 在 水 泥厂成功投入工业运行.2004 年，这种新型除尘器应 用于电站锅炉除尘改造工程， 创造了电力行业的应 用 实 例 ，使 这 一 技 术 的 实 践 领 域 不 断 拓 宽 [7].电 袋 除 尘技术也运用于多数电除尘器的改造， 多数电除尘 器为 3、4 个电场，有些甚至有 5、6 个电场，而粉尘的 80 %以上几乎在第一电场被捕集， 后面的仅捕集粉 尘的 20 %，并且不一定达到排放标准，存在事故排放， 若是采用这种“前电后袋”式对电除尘器进行改造，即 仅保留前一电场，后面的电场全部或部分改为袋除尘. 这样烟气可以达标排放，而且减少投资费用.然而尽管 袋除尘中滤袋负荷减少，减少了清灰次数，但处理气 体量不变，甚至会因为漏风增加其处理风量，所以整 个装置还是存在阻力大、运行费用大等不足.
另一种是 1999 年由美国北达科他大学能源与环 境研究中心（简称 EERC）成功开发的先进 混 合 型 除 尘器 （Advanced Hybrid Particulate Collector），AHPC， 如图 2 所示.在 AHPC 除尘系统中，滤袋的两侧布置
烟气首先流过 开孔极板，然 后流向布袋
20 世纪 90 年代我国一些学者也开始研究静电 增强纤维除尘技术， 对其除尘机理和除尘效率的影 响因素进行了分析[4].
现在世界上主要有 2 种典型的电袋除尘结合工 艺[5]，一 种是 20 世纪 90 年代由 美 国 电 力 研 究 所 （EPRI） 开 发 了 电 袋 组 合 除 尘 器 COHPAC （Compact Hybrid Particulate Collector）, 即 “ 前 电 后 袋 ” 除 尘 器 ， 如图 1 所示.
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，如表 1 所示.
表 1 电除尘器、袋除尘器和电袋复合除尘器的比较
种类
优点
电除尘器
除尘效率高，可达 99.99 %； 设备阻力小、能耗低； 处理烟气量大；适用范围广； 自动化程度高、运行可靠； 运行费用低，维护工作量小
第2卷 第5期
唐敏康，等：电袋除尘技术的研究进展
袋除尘技术的一种新型高效除尘器， 具有除尘性能 稳定、高效、节能、运行成本低、维护简单方便的优 点. 南京航空航天大学在对管式电除尘器的研究成 果基础上， 为更进一步提高除尘器除尘效率， 特别 是对细微粉尘的捕集能力， 将不锈钢纤维滤袋作为 电场一极， 并对这种新型的袋式电除尘器 （如图 3 所示） 进行了实验研究， 实验结果表明这一方案是