袋式除尘器及其在钢铁工业的应用

·通风除尘·

袋式除尘器及其在钢铁工业的应用

马世立

(中冶赛迪公司动力设计部, 重庆 400013)

[摘 要]介绍了袋式除尘器的特性、型式、滤料和配件技术的技术进步以及袋式除尘器在钢铁工业的使用历程和目前的主要应用场所、效果及其发展现状。

[关键词]袋式除尘器 电除尘器 钢铁厂除尘烟尘

1 前言

袋式除尘器在我国各行各业已应用了几十年，近十年来环保产业得到了迅猛发展，技术上得到很大进步，结合理论和实践研究不断创新，在实践中不断拓宽应用领域和特殊使用场所。可以毫不夸张地说，在钢铁行业袋式除尘器目前不论在数量上，还是在应用范围上都是占主导地位的。本文拟简单的回顾一下袋式除尘器在钢铁行业的使用历程和目前的主要应用场所、效果及其技术发展现状。

2 袋式除尘器在钢铁工业的应用回顾

钢铁工业从矿山原、燃料的破碎、筛分、转运、炼焦、烧结、原料堆场、高炉炉前原料及上料设施、高炉喷煤粉、高炉冶炼、铁水预处理、转炉炼钢、电炉炼钢、炼钢副原料系统、钢水精炼、板坯切割(包括火焰清理)到热轧、冷轧生产线有关设施等全工艺流程的生产过程中均产生大量粉尘、烟尘及气态污染物。其中有些气体、粉尘是易燃易爆的，对大气污染较为严重。

对钢铁工业产生的大气污染物的防治，主要是以除尘器来过滤掉大气污染物中的大量有害烟尘与粉尘颗粒物为手段，同时回收有用的物料。在20世纪70年代前曾使用过各种湿法除尘器、电除尘器及简易的袋式除尘器和机械振打袋式除尘器。但由于湿法除尘器效率低，且产生二次水污染，电除尘器虽效率比较高，但在当时的历史条件下技术水平不高，其产品尚不完备，导致不能完全适应使用的需要，均未能得到广泛推广和长期使用。直至70年代后期国内才开发出了小型脉冲喷吹清灰式的袋式除尘器及其他各种形式的中小型反吹风袋式除尘器，如回转反吹、旁插反吹袋式除尘器。这些袋式除尘器性能好，过滤效率高，能达到当时国家排放标准的要求，在当时得到一定的推广使用，特别是清灰效率高的脉冲除尘器使用范围更广，可惜由于当时的滤料只有化纤织物如729、208涤纶滤料，脉冲阀等配件品质也较差，限制了其发展。

80年代初，宝钢从日本、德国引进的各种袋式除尘器、电除尘器，特别是大中型正、负压反吹风袋式除尘器性能较优，过滤效果好，为当时宝钢营造了碧蓝的天空，为钢铁工业的大气污染防治树立了一个典型。以当时重庆钢铁设计研究院为主对引进的除尘器进行了消化移植，在国内钢铁行业、机械行业及其他行业中得到了广泛应用。但此后使用中不断出现问题，主要是清灰效果较差，阻力大，过滤风速低，体积庞大，耗钢量多。国内虽进行过多种改进，但终因无法改变其低效清灰问题，以致当今已很少应用而逐步被强力清灰的脉冲袋式除尘器所替代。

80年代中期，北京特殊钢厂电炉除尘系统引进了瑞典的低压长袋脉冲除尘器，促进了国内大中型长袋脉冲除尘器的发展。80年代末水泥行业从美国引进了高压气箱脉冲除尘器用于水泥行业的除尘，同时也在钢铁行业得到了部分应用，主要使用在常温下的物料输送系统的除尘。

90年代至今，随着我国国民经济的飞速发展，国家对大气污染防治的要求越来越高，对粉尘颗粒

向大气排放的限值提到100 mg/Nm3。而部分城市和厂矿对除尘的要求更高，限值提到50 mg/Nm3，甚至30 mg/Nm3，从而促进了环保行业除尘技术的空前发展。一方面除尘系统及除尘器设计从消化移植国外引进的先进技术到研究开发自主知识产权的技术，从而出现了众多的除尘器形式，主要是各种形式的脉冲袋式除尘器，其结构型式、技术性能、工程质量都有了很大提高，能保证长期稳定运行。另一方面，除尘器的滤料、配件、电控技术也相应地从引进消化移植到自行研究，同时结合数字化技术的发展，开发出了多品种的耐高温、耐腐蚀、防静电、抗结露、长寿命的滤料，除尘效率达99.9％～99.99％，排放浓度可降到50 mg/Nm3，甚至5 mg/Nm3以下。与此同时，开发出了寿命长达4～5年的直角式、淹没式脉冲阀以及卸输灰系统和电气自动化控制系统、智能电控系统。至此，我国袋式除尘器从无到有，从低档到高档，经历了几次大的转变，至今已经发展到能自行研制，开发新型袋式除尘器的水平，产品已接近和达到世界水平，部分产品已达到世界先进水平，能满足国内钢铁、有色、机械、建材水泥、化工、医药等各行业除尘的需要。

3 袋式除尘器的应用

3.1袋式除尘器的特性

钢铁工业粉尘、烟尘排放量大，性质多种多样。粉尘、烟尘治理采用的除尘器有湿式除尘器、机械式除尘器、电除尘器、袋式除尘器三四种。

湿法除尘器由于除尘效率较低，需水量大，产生二次水污染，已基本被淘汰。

电除尘器效率较高，能达到99.0％，耐温高达350℃，阻力小，约为200 Pa～300 Pa，处理风量大，达到106 m3/h以上，曾在钢铁行业使用，但由于其适用比电阻范围104～1010Ω.cm，受粉尘理化性质变化影响较大，不能适应工艺工况和负荷大的变化。而钢铁行业粉尘烟尘种类繁多，比电阻变化大，很多比电阻超出其适用范围，且有的工艺工况变化大，从而导致其除尘效率不稳定，常会降至90％以下，以致排放浓度常易波动，很难在不同的工况条件下长期保持排放浓度＜100 mg/Nm3，因故至今应用极少。

袋式除尘器除尘效率高，能达到99.9％～99.99％，且运行稳定，不受粉尘比电阻的影响，也不受粉尘种类、浓度大小(可处理浓度高达1000 g/Nm3的粉尘)、粒径大小的限制，能适应工艺工况和负荷大的变化，排放浓度在30 mg/Nm3以下甚至可达到5 mg/Nm3。处理风量范围大且灵活，可小到1000 m3/h，大到2×106 m3/h以上，占地面积也相对较小。当需要维护检修，更换滤袋时，可随时分室进行过滤而不停机。其除尘高效稳定，可大量回收有用的原料及其他物料，并能在除尘系统管道中喷入石灰石、白云石等可以吸附烟气中的油雾、沥青、焦油，然后通过除尘器除去，同时，对滤袋上所积附的未完全吸附的粉尘还可以进一步进行吸附并保护滤袋不被粘附。

袋式除尘器的缺点是耐温受到滤料材质的限制，目前只能耐温到260℃～280℃(发展中的不锈钢及陶瓷纤维滤料可耐450℃以上)，设备阻力较大(0.015 MPa)，滤袋寿命目前只能达到2～4年。

传统的观点认为电除尘器阻力小，省电。实际上如果把电除尘器的高压整流器、电场耗电考虑进去，三电场电除尘器能耗与袋式除尘器的能耗基本是持平的，如按排放浓度＜50 mg/Nm3，电除尘器采用三电场以上，则其设备总能耗和投资都将超过袋式除尘器。

3.2袋式除尘器的应用

袋式除尘器的品种较多，有机械振打式，反吹风式，脉冲喷吹式，复合机理式等等。

机械振打式袋式除尘器由于清灰效率低，振打结构复杂，且容易损伤滤袋，早期曾有使用，后逐渐被淘汰，迄今只有小型除尘机组还有使用。

反吹风袋式除尘器曾一度得到大量使用，但因其清灰能力差，过滤风速低，运行阻力大，维护工作量大，特别是耗钢量大，至今已很少使用。

复合机理类袋式除尘器目前发展有电袋复合除尘器，前级为电除尘，后级为袋除尘，在建材行业已有少量应用。

脉冲袋式除尘器因其属强效清灰型，清灰效果好，过滤效率高，设备阻力相对低，其结构为单元模块式组合，可灵活布置，运行管理自动化控制水平高，占地少，投资低，经过多年的实践和改进提高，已经在钢铁行业得到广泛的应用。

3.3脉冲袋式除尘器

脉冲袋式除尘器的品种比较多，有管式，气箱式或环隙脉冲除尘器、高炉煤气干法脉冲除尘器，