布袋除尘器过滤效率影响因素研究_李茹雅

布袋除尘器过滤效率影响因素研究

李茹雅１，祁君田２，殷焕荣１，王卫文１，杨更生１，阎三宝１

１．西安西矿环保科技有限公司，陕西西安　７１００７５

２．西安热工研究院有限公司，陕西西安　７１００３２

［摘 要］　分析了滤袋材料、过滤速度、阻力、粉尘粒径对布袋除尘器过滤效率的影响。降低过滤速度能够提高过滤效率，延长滤袋使用寿命；增加布袋除尘器阻力可提高过滤效率，但

运行阻力增大会使能耗升高；粉尘预处理只能降低进入布袋除尘器的烟尘浓度，对提高

布袋过滤效率帮助甚微；增大粉尘粒径可提高过滤效率。

［关　键　词］　布袋除尘器；过滤效率；过滤速度；阻力；粉尘粒径

［中图分类号］　ＴＫ２２３．２７

［文献标识码］　Ａ

［文章编号］　１００２－３３６４（２０１２）０１－０００６－０２

［ＤＯＩ编号］　１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－３３６４．２０１２．０１．００６

ＡＦＦＥＣＴＩＮＧ　ＦＡＣＴＯＲＳ　ＵＰＯＮ　ＦＩＬＴＥＲＩＮＧ　ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ　ＯＦ　ＢＡＧ　ＦＩＬＴＥＲＳ

ＬＩ　Ｒｕｙａ１，ＱＩ　Ｊｕｎｔｉａｎ２，ＹＩＮ　Ｈｕａｎｒｏｎｇ１，ＷＡＮＧ　Ｗｅｉｗｅｎ１，ＹＡＮＧ　Ｇｅｎｇｓｈｅｎｇ１，ＹＡＮ　Ｓａｎｂａｏ１１．Ｘｉ＇ａｎ　Ｘｉｋｕａｎｇ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ　Ｌｔｄ，Ｘｉ＇ａｎ　７１００７５，Ｓｈａａｎｘｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ＰＲＣ

２．Ｘｉ＇ａｎ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ　Ｌｔｄ，Ｘｉ＇ａｎ　７１００３２，Ｓｈａａｎｘｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ＰＲＣ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｂａｇ　ｆｉｌｔｅｒｓ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｉｌｔｅｒ　ｂａｇｓ　ｍａｔｅｒｉａｌ，ｔｈｅ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ｓｐｅｅｄ，ｔｈｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ｂａｇｓ，ｔｈｅ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ　ｏｆ　ｄｕｓｔ　ｕｐｏｎ　ｔｈｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｂａｇ　ｆｉｌｔｅｒｓ，ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｔｈｅｄｉｓｐｏｓａｌ　ｏｆ　ｗａｓｔｅ　ａｎｄ　ｒｅｊｅｃｔｅｄ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ｂａｇｓ，ｅｔｃ．，ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄ　ｓｏｍｅ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｆｏｒ　ｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ｓｐｅｅｄ，ｅｎｈａｎｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ａｎｄ　ｌｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｌｉｆｅ　ｏｆ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ｂａｇｓｂｅｉｎｇ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ．Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｉｎ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ｂａｇｓ　ｍａｙ　ｄｅｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｂｕｔｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｔｃｅ　ｉｎ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ｂａｇｓ，ｔｈｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｍａｙ　ｂｅ　ｈｅｉｇｈｔｅｎｅｄ．Ｔｈｅ　ｐｒｅｔｒｅａｔ－ｍｅｎｔ　ｏｆ　ｄｕｓｔ　ｃａｎ　ｏｎｌｙ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｎ　ｏｆ　ｓｍｏｋｅ　ｉｎｃｏｍｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｂａｇ　ｆｉｌｔｅｒ，ｂｅｉｎｇ　ｍｉｎｕｔｅｌｙ　ｈｅｌｐ－ｆｕｌ　ｔｏ　ｅｎｈａｎｃｅ　ｔｈｅ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ　ｏｆ　ｄｕｓｔ　ｃａｎ　ｅｎｈａｎｃｅ　ｔｈｅ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ｅｆｆｉ－ｃｉｅｎｃｙ．

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂａｇ　ｆｉｌｔｅｒ；ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ｓｐｅｅｄ；ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ　ｏｆ　ｄｕｓｔ；ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ

布袋除尘器是采用过滤方式将烟气中的固体颗粒物分离并收集，其收尘过程主要包括筛分、惯性碰撞、拦截、扩散和静电吸附。新滤袋或清灰后短时间内收尘过程主要包括惯性碰撞、拦截、扩散和静电吸附，滤布上产生粉尘粘附层后碰撞、拦截、扩散和静电吸附作用将逐渐变小（图１）。

影响布袋除尘器过滤效率的因素有粉尘特性、烟气性质、滤袋特性、机组运行条件、滤袋表面粉尘层厚度、滤袋压力损失和过滤速度等。

火电厂布袋除尘器常用的滤袋处理工艺有ＰＰＳ＋ＰＴＦＥ覆膜、ＰＰＳ＋１５％Ｐ８４、ＰＰＳ＋表面处理，其除尘系统阻力均＜１　５００Ｐａ，过滤后烟气的排放浓度＜５０ｍｇ／ｍ３，滤袋寿命＞３０　０００ｈ。

图１　滤袋收尘过程

１　过滤速度

布袋除尘器过滤风速ｖ是指烟气通过滤袋表面的平均速度，ｖ＝Ｑｔ／６０Ｆ。其中，Ｑｔ为通过滤袋的烟气

流量，ｍ３／ｈ；Ｆ为滤袋总面积，ｍ

２

。过滤速度的选择要考虑经济性、

滤袋使用寿命和过滤效率等因素。当滤袋表面堆积相同粉尘质量时，

随着过滤速度的提高累计收尘率显著下降。另外，过滤速度的选取与清灰方式、清灰制度、粉尘特性、入口含尘浓度等因素有密切关系。一般，对于低压脉冲喷吹清灰除尘方式过滤速度≤１．０ｍ／ｍｉｎ，增设粉尘预处理装置后过滤速度≤１．１ｍ／ｍｉｎ；反吹清灰方式过滤速度≤０．８ｍ／ｍｉｎ；粉尘颗粒较小，或入口粉尘浓度高、粉尘粘性大时应降低过滤速度，降低过滤速度能提高过滤效率，延长滤袋使用寿命。

２　布袋除尘器阻力

布袋除尘器阻力决定除尘系统能耗、过滤效率以及清灰周期，它与除尘器的结构形式、滤袋特性、过滤速率、粉尘浓度、清灰方式、烟气温度及烟气粘度等因素有关。布袋除尘器阻力Δｐ由结构阻力Δｐｃ、清洁滤袋阻力Δｐｆ和滤袋上积附粉尘层阻力Δｐｄ构成：Δｐ＝Δｐｃ＋Δｐｆ＋Δｐｄ

（１）Δｐｃ是指除尘器进、

出口及气流分布装置、内部通道挡板等造成的流动阻力，通常Δｐｃ＜３００Ｐａ。清洁滤袋阻力Δｐｆ为：

Δｐｆ＝ξｆμ

υ（２）式中：ξｆ为滤袋阻力系数，ｍ－１；μ为气体的粘度，Ｐａ·ｓ；υ为过滤风速，ｍ／ｓ。一般Δｐｆ＜

３００Ｐａ，粉尘层阻力Δｐｄ与滤袋、粉尘粒度分布、化学成分、烟气温度、含湿量等因素有关，需通过试验确定。特定条件下粉尘层阻力如图２所示，

在相同过滤速度下，随着粉尘沉积厚度增加，粉尘层阻力增大；当过滤速度小于０．５ｍ／ｍｉｎ时，

粉尘层厚度与阻力无关；当过滤速度小于１．２ｍ／ｍｉｎ且大于０．５ｍ／ｍｉｎ时，粉尘层厚度增加到一定程度后，继续增加粉尘层厚度则阻力呈线性变化。布袋除尘器阻力增加可提高过滤效率，但运行阻力增大会使能耗升高，

因此存在布袋除尘器阻力与过滤效率的最佳平衡点，建议将布袋除尘器阻力控制在

１　２００～１　

５００Ｐａ之间

。图２　粉尘层阻力损失（碳酸钙粉尘，毛毡滤袋，

ｍ为堆积粉尘量）

３　粉尘粒径对过滤效率的影响

烟气粉尘粒径大小直接影响布袋除尘器过滤效率。粉尘粒径在不同状态下的分级效率如图３所

示［

１］

。图３　滤袋在不同工况下分级效率

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