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除尘器

钢铁工业布袋除尘器和静电除尘器除尘效率的评价

作者:广州天博app下载    来源:komarketer.com    发布时间:2019-05-29 17:09:39

摘要:目前,新环保法的实施迫使钢企转型升级、绿色发展,颗粒污染物的防治成为重中之重。在此背景下,通过对大量钢铁企业除尘系统的相关数据进行了统计,对各除尘器颗粒物排放浓度、布袋除尘器及静电除尘器的除尘效率进行了综合分析。

天博app下载关键词:布袋除尘器;静电除尘器;除尘效率;颗粒物排放浓度

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天博app下载随着我国经济的快速发展,钢铁产能已经严重过剩,国家把“十三五”重点放在了发展绿色钢铁上面,并通过执行更加严格的环保法令倒逼企业转型升级,其中颗粒物污染防治将会是重中之重。因此,使用除尘效率高、符合各工序生产状况的除尘设备就成为解决颗粒物污染问题的关键。本文统计了大量钢铁企业除尘系统的相关数据,通过分析各除尘器颗粒物排放浓度,对布袋除尘器以及静电除尘器的除尘效率进行了综合分析。

一、布袋除尘器

1.布袋除尘器工作原理

布袋除尘器是一种高除尘效率的干式除尘器。其主要工作原理是依靠尘粒在绕过滤布纤维时的惯性作用力与纤维发生撞击,从而被其阻截。粒径为1μm或更小的尘粒由于气体分子的布朗运动,不断改变自己的运动方向,由于纤维之间的空隙较小,以至于气体分子布朗运动的自由路径大于纤维间空隙,所以尘粒就会与纤维碰撞接触,从而被分离出来。

2.排放浓度的统计分析

布袋除尘器具有除尘效率高、对粉尘性质要求低的优势,钢铁工业使用布袋除尘器捕集细微颗粒成为重要发展趋势。在收集了十余个钢铁企业的百余个布袋除尘设备排放浓度数据后,计算出布袋除尘器平均排放浓度为24.33mg/m3,具体排放浓度分布见图1。可以看出,布袋除尘器的排放浓度主要在20mg/m3上下浮动,而我国钢铁工业各项工序排放指标在15~50mg/m3。之间,可以说钢铁工业使用布袋除尘器可以基本满足排放标准。

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在各种滤袋材质中,覆膜布袋具有透气量大、阻力低,过滤效率好、容尘量大、粉尘剥离率高以及使用寿命长等优点,特别是其颗粒物排放浓度比一般布袋较低,平均排放浓度为17mg/m3,具体浓度分布见图2。可见,覆膜布袋可以用于有着严格排放要求的工序,钢铁企业应广泛采用。

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二、静电除尘器

1.静电除尘器工作原理

静电除尘器是在两个曲率半径相差较大的金属阳极和阴极上,通以高压直流电,维持一个足以使气体电离的静电场。气体电离后所产生的电子、阴离子和阳离子,吸附在通过电场的粉尘上,而使粉尘获得电荷。荷电粉尘由于在电场力的作用下向电极性相反的电极运动而沉积在电极上,达到粉尘和气体分离的目的。

2.排放浓度的统计分析

静电除尘器在我国钢铁工业中被广泛使用,特别是烧结(球团)工序中,静电除尘器普及率占到99%,另外如出铁场等工序也有广泛使用。静电除尘器的除尘效率设计在90%~99.4%,实测大约在87%~99.42%,在收集了数家钢铁企业近百项静电除尘器排放浓度数据后,计算得出其平均排放浓度为85.54mg/m3,静电除尘排放浓度分布见图3。

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天博app下载早年前,国内安装的机头电除尘多为三电场,2015年之前我国执行的烧结、球团颗粒物排放标准为80mg/m3,多数除尘器是按照这个标准设计的。但是2015年1月起,钢铁行业烧结、球团颗粒物已经执行了50mg/m3的新标准,可以从图4看出很多企业三电场静电除尘无法稳定达到该标准。

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天博app下载近年来,随着环保要求的不断提高,多数新建或改造的机头电除尘器为四电场。四电场的机头除尘比三电场的除尘效率更高,但是投资额也更大。由于三电场改造成四电场多为满足2015年排放标准而进行的,所以数据较少无法进行分析。不过从现有案例中可以看出,无论是四电场还是三电场,随着使用时间的增加,机头电除尘器极板、极线上的积灰严重,甚至结瘤成为灰柱,除尘效率明显降低,低于设计值。

此外,二者对微细颗粒物的捕集能力不高,特别对PM2.5以下的微细粒子捕集不高。电除尘器后排放烟尘中PM10达到92.47%,PM2.5达到35.56%,主要因为超细粒子难以荷电、电极振打产生的二次扬尘更容易使已捕集的细微粒子逸出。因此,鉴于电除尘自身特点,在实际应用中实现更高的除尘效率和更低的排放浓度,即30mg/m3以下十分困难,随着国家排放标准的提高及PM2.5微细粒子控制的要求,电除尘器即使采用五电场甚至六电场,仍有可能达不到国家的排放标准,电除尘器在钢铁行业的定位需要重新考虑。

三、布袋除尘器与静电除尘器横向对比

钢铁行业很多工序既可以采用布袋除尘器也可以采用静电除尘器,例如炼铁出铁场除尘系统就是此种情况。在横向对比了各钢铁企业高炉出铁场布袋、静电除尘器颗粒物排放浓度后,可以绘制成图5。

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天博app下载在高炉出铁场这一环节可以看出布袋除尘器的除尘效果好于静电除尘器。这主要因为布袋除尘器对高比电阻粉尘的除尘效率要略大于静电除尘器。此外,再加上随着使用时间的增加,静电除尘极板、极线上的积灰严重,甚至结瘤成为灰柱,除尘效率将会进一步降低。因此,仅从颗粒物排放浓度考虑,出铁场使用布袋除尘器更加高效合理。

当然,这并不意味着布袋除尘器将要在钢铁工业中全面取代静电除尘器,因为静电除尘器仍具有处理烟气量大,可用于高温(可高达500%)、高压和高湿(相对湿度可达100%)场合,能连续运转、并能实现自动化等优点。

四、结论

(1)布袋除尘器平均排放浓度为24.33mg/m3,我国钢铁工业各项工序排放指标在15~50mg/m3之间,钢铁工业使用布袋除尘器可以基本满足排放标准。特别是覆膜布袋在除尘效率以及使用寿命等方面有着很大优势。

(2)静电除尘器平均排放浓度为85.54mg/m3。,不能稳定满足我国钢铁工业现有颗粒物排放浓度标准。改造为四电场除尘器之后仍会因为机头电除尘器极板、极线上的积灰,甚至结瘤成为灰柱,导致除尘效率降低。

天博app下载(3)通过对比高炉出铁场布袋除尘器和静电除尘器的颗粒物排放浓度,在高炉出铁场除尘的选取上,布袋除尘器对高比电阻粉尘的除尘效果优于静电除尘,因此仅从颗粒物排放浓度考虑,出铁场使用布袋除尘器更加高效合理。

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