電袋復合除塵器在水泥廠改造中的應用

李建軍徐莉萍

1.河南科技大學，河南 洛陽 471000；2. 河南中材環保有限公司，河南 平頂山 467002

電袋復合除塵器在水泥廠改造中的應用

李建軍1徐莉萍2

1.河南科技大學，河南 洛陽 471000；2. 河南中材環保有限公司，河南 平頂山 467002

電袋復合除塵器是集成靜電過濾的除塵機器，具有清灰周期長、使用壽命長、運行阻力小等特點，適用于水泥行業這種粉料環境，能夠有效實現高效清灰目的。電袋復合除塵器集合了電除塵和袋除塵的優勢，并進行技術升級。雖然電除塵器的改造措施大體上有靜電布袋串聯、靜電布袋并聯、電袋一體、低壓脈沖噴吹式四種改造措施，但結合水泥廠的實際情況，水泥廠電除塵器改造還是以靜電布袋這種改造方案居多。

電袋復合除塵 荷電收塵 攔截過濾 改造 措施

0 引言

為了適應水泥生產的要求和社會環境要求，電、袋除塵器一直有針對性地在進行技術升級。電袋復合除塵技術是在綜合電、袋除塵技術優點的基礎上的實踐創新，也得到了一些水泥企業的認可和選用。面對目前電袋復合除塵器的應用現狀，結合市場發展需求，融入創新技術對其進行改造，不僅可以實現高效使用，還能有效提高機械設備的使用壽命。這就需要對電袋復合除塵技術的原理、優勢、種類有準確的認知。本文就此及其在水泥行業的應用進行介紹。

1 電袋復合除塵器工作原理

電袋復合除塵器，顧名思義是一種有機集成靜電過濾的除塵機器，是目前比較常用的大型除塵設備，具有清灰周期長、使用壽命長、運行阻力小等特點，適用于水泥行業這種粉料環境，能夠有效實現高效清灰目的[1]。電袋復合除塵器集合了電除塵和袋除塵的優勢，并進行技術升級；利用“荷電收塵”和“攔截過濾”的方式，能夠清除顆粒較大的灰塵。同時，借助荷電粉塵顆粒之間的電凝作用，對粉塵層進行過濾改造，從而有效提高細微粉塵顆粒的吸附率。此外，利用同性相斥的物理原理，對過濾層進行調整，形成氣膠懸浮分布，有效保證過濾層的透氣性（如圖1所示）。

電袋復合除塵是一個相對復雜的工作過程，基本構造包括：電區、袋區、出氣煙道、 降溫系統等部分組成，結合了電除塵與袋除塵的優勢特點，對除塵路徑、除塵方式、除塵周期進行了有效改造，確保電區運行的同時，袋區也能正常運行（如圖2所示）[2]。電袋復合除塵工作過程中，煙氣從進口喇叭進入電區，粉塵在電場荷電的作用下，通過吸附收集，大量粉塵通過沉降的方式進入灰斗，部分難以收集的粉塵在運動過程中會隨著煙氣進入濾袋區，經過二次處理后，有效完成煙氣的凈化處理。

圖1 除塵原理

圖2 電袋復合除塵器基本構造

2 電袋復合除塵器技術特點及應用優勢

電袋復合除塵器的工作特點主要體現在高效、穩定、節能等方面，電袋復合一體不僅實現了電除塵的效果，還發揮了袋除塵的價值，便于充分展現電袋復合除塵器在水泥行業的實際應用價值。

2.1 電袋復合除塵器技術特點

首先，電袋復合除塵器是電除塵與袋除塵的結合體，電袋除塵將電除塵殘留的頑固灰塵進行袋除塵，大大改善了電除塵與袋除塵的弊端，并且電袋結合能夠有效降低濾袋的粉塵負荷量，從而擴大清灰周期。由此可見，電袋復合有效克服了電除塵與袋除塵的缺點，并且除塵效率大大提高，可針對不同大小、密度、類型的粉塵進行吸附、懸浮處理。此外，電袋復合除塵器的運行阻力相對較小，清灰周期大，所以次數減少，從而提高了設備的使用壽命。因此，電袋復合除塵是目前相對完善的除塵設備，在水泥行業的應用具有重要價值。

2.2 電袋復合除塵器應用優勢

（1）電袋復合滿足遠、近、中長期環保排放要求，不受時間、地點等因素影響，采用高頻高壓供電、整體式布局，促使其工作周期相對穩定，運行過程中，分別采用電、袋相對結合的方式進行綜合剝離除塵，能夠對煙氣中的煙塵進行分類清除，從而運行高效穩定[3]。

（2）運行環保節能。電袋復合很大程度上提高了工作效率，同時由于清灰徹底，具有環保節能價值。電袋復合除塵過程中，采用多次除塵，相比袋除塵來說，濾袋所沉受的負荷相對較小，對濾袋起到一定的保護作用，且粉塵對氣流的阻力較小，方便灰塵的清理，降低了設備的能耗。

（3）維護費用低。電袋復合運行周期長，清灰面積大、效率高，分前后期針對不同灰塵進行多次清理，有效減少了濾袋的數量，從而延長濾袋的使用周期，并且運行阻力大大減少，使清灰周期延長，對除塵器具有保護作用，運行過程由于損耗低，所以維修護理費用相對較少。

3 電袋復合除塵器在水泥行業的改造措施

3.1 靜電布袋串聯

靜電布袋串聯是指“前電后袋”的方式，利用電除塵清理80%以上的粉塵，針對少量難以清理的灰塵采用袋式除塵，兩種并重的除塵方式，可以有效清除全部灰塵。前者，可以捕捉高濃度粉塵，進入后者可以將粉塵懸浮于袋內，進行全方位、多角度清理，且前電后袋的除塵模式，可以提高粉塵在濾袋上的過濾性，擴大濾袋的透氣性，有效改善濾袋的過濾效率，進而提升濾袋的使用壽命。

3.2 靜電布袋并列

并列是水平的，并列排放有效將電除塵與袋除塵進行有機結合，對于傳統的老式除塵器來說，電區與袋區是分離狀態，將其并列組合，可以集中捕捉粉塵，避免粉塵四處流竄。分離的除塵器，無法高效捕捉不同顆粒物，并列式隨著區域長度的增長，進入濾袋的氣流會持續減少，當濾袋需要清灰時，有效將電除塵與袋除塵相結合，可以減少粉塵遺漏。

3.3 電袋一體

水泥行業所產生的粉塵呈懸浮狀，電袋一體又稱嵌入式電袋復合除塵器，不同于傳統除塵器的最大區別在于，電袋一體式除塵器是將電除塵嵌入袋除塵內部，利用電除塵與濾袋的交錯排列，借助電除塵的工作原理，將濾袋中的所有粉塵進行“一網打盡”[4]。電袋一體的工作效率相對較高，早在國外就投入使用，并取得顯著成效，是比較科學的除塵方式，適合水泥行業使用。

3.4 低壓脈沖噴吹式

低壓脈沖噴吹式是一種干式除塵裝置（圖3），善于吸附和捕捉細小的非纖維粉塵。低壓脈沖噴吹式除塵器分層進行除塵處理，初層是濾料的主要濾層，當粉塵集中在濾袋上時，布袋內的除塵器借助除塵系統的風力作用，將細小的粉塵集中控制，利用高壓氣體或外部大氣反吹濾袋，將濾袋上積落的灰塵徹底清除，按照下進風上出風的原理工作。

圖3 低壓脈沖噴吹式除塵器

4 電袋復合除塵器在水泥行業改造項目的實際應用

2005年以前建設的水泥廠，由于當時的環保要求標準為50 mg/Nm3，甚至有的地方環保標準是100 mg/Nm3，再加上當時袋除塵器整體一次投資高、維護費用高（主要是濾料等主要部件的費用），造成水泥廠特別是回轉窯窯頭和窯尾絕大部分采用的都是電除塵器，使得電除塵器在當時水泥行業回轉窯窯頭、窯尾廢氣粉塵設備中占到90%以上的比例。

但隨著國家環保要求標準的提高，水泥廠原來配套的電除塵器逐漸不能滿足當前形勢下的環保要求，電除塵器改造升級換代勢在必行。雖然電除塵器的改造措施大體上有靜電布袋串聯、靜電布袋并聯、電袋一體、低壓脈沖噴吹式四種改造措施，但結合水泥廠的實際情況，水泥廠電除塵器改造還是以靜電布袋這種改造方案居多，究其原因主要有以下幾點：

（1）充分發揮電除塵器和袋除塵器各自的優勢，由電除塵收集粉塵總量的80%～90%，由布袋除塵器收集剩下10%～20%的粉塵。

（2）利用荷電粉塵吸附和排斥作用，通過第一電場使粉塵荷電，帶異性電荷的粉塵相互吸附，產生電凝并作用，使細顆粒粉塵凝并成較大顆粒粉塵利于捕集；相同極性粉塵相互排斥，使得沉積到濾袋表面的粉塵顆粒排列有序，形成的粉塵層透氣性好，孔隙率高，剝離性好，提高清灰效果。

（3） 由于大多數老的水泥廠，場地都是非常緊張，靜電布袋串聯結構的改造方案，充分利用原來電除塵器的殼體，不需要新增加場地，可滿足絕大多數水泥廠的改造要求。

（4）近幾年來隨著國內水泥市場的飽和，水泥價格也是有很大回落，使得水泥企業的日子也是非常難過。靜電布袋串聯式的改造方案不僅一次改造投資較低，而且后期的維護費用也較低（主要是提高了濾料等主要配套件的使用壽命）。

（5）改造的周期短、效果好、施工方便。以5 000 t/d的水泥熟料生產線窯尾電除塵器改造為例，我公司可在停窯后15～20天內改造施工完畢?？梢岳盟嗥髽I的大修時間完成改造，不影響水泥企業的正常生產經營。

5 電袋復合除塵器在水泥廠的改造案例分析

太原山水水泥有限公司2 500 t/d窯頭電除塵器，排放結果長期不能達標，為滿足現階段的國家環保要求，業主2013年年底對窯頭電除塵器進行技術改造，經過專家的討論研究最終決定改造為電袋復合除塵器。

改造前后參數如表1所示。

該電袋復合除塵器于2014年4月安裝完畢并一次調試成功。截止目前，已連續運行兩年有余，各項指標達設計要求，運行非常穩定，滿足生產和環保要求。具體數據如下：

保證排放：≤20 mg/Nm3；

實際排放：經當地環保局監測≤20 mg/Nm3；

表1 電除塵器本體改造技術參數

保證阻力：≤1 200 Pa；

運行阻力（平均）：700 Pa。

6 結束語

綜上所述，電袋復合除塵器在水泥行業的改造及推廣應用，是提高除塵效率的重要途徑。隨著水泥行業的快速發展以及對空氣質量的要求越來越高，除塵器的改造迫在眉睫。目前，常用的粉塵除塵器分別存在相應的優勢和劣勢，為了更好地滿足水泥行業的不同除塵要求，需要針對除塵器進行技術改造，包括串聯、并列、一體、脈沖等不同形式。根據水泥行業的具體工作特點，針對除塵器的工作原理進行科學改進，進而有效提高粉塵除塵器的工作效率及應用價值。

[1] 李昌斌,李宇,路曉鋒. 電改電袋復合除塵器在水泥窯尾的成功應用[N]. 中國建材報. 2010-11-16 (B03) .

[2] 盧徐勝,明平洋.電袋復合除塵器的設計要點及工程應用[J].中國環保產業. 2011(08)40-43.

[3] 杜宇江.電袋復合除塵器實現超低排放的設計探討[A]// 第十六屆中國電除塵學術會議論文集[C]. 2015 .

[4] 孫禮明.電袋復合除塵器在高濃度高負壓電除塵改造中的應用[A]//2015中國硅酸鹽學會環境保護分會學術交流會會議文集[C]. 2015 .

2016-07-20）

TQ172.688

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