布袋除尘器技术现状和发展

基本概况

布袋除尘器作为高效去除颗粒物的装备，完全可以大幅度降低烟尘和粉尘的排放量，是解决我国烟粉尘排放的重要技术装备。以水泥行业为例，目前国内的水泥企业采用的都是布袋除尘器，每一台新型干法水泥窑都能达到GB4915-2013规定的排尘限值，即吨熟料0.15~0.30千克。按国家统计局的数据，我国水泥工业2012年的颗粒物排放是368万吨，而按新国标应该是23万~46万吨，这在技术上是完全可以实现的。如果全国50%的燃煤锅炉也都采用布袋除尘器，则电力行业每年可减少烟尘排放120万吨以上，也就是说袋式除尘技术完全能够支持更为严格的标准，排放限值可进一步降低，对颗粒物减排将起到巨大的作用。国内众多应用案例表明，布袋除尘器在实现更严格的颗粒物排放标准的同时，并不需要提高造价和运行费用，只要严格按照现有的标准和规范设计、制造、安装和运行，都能获得好的效果。

袋式除尘装备技术

布袋除尘器的设计选型现已由原来的高滤速、高阻力、短寿命转变为高效、低阻、长寿命，追求优良的节能减排综合效应，具体体现在高炉煤气干法除尘、燃煤电厂锅炉烟气除尘、水泥窑头窑尾烟气除尘、垃圾焚烧烟气净化领域迅猛推广应用袋式除尘，并取得了显著成效；

在烟尘治理工程中排放浓度低于10mg/Nm3；系统阻力低于1000Pa；滤袋平均使好的清灰效果；脉冲阀膜片的寿命大幅度延长，使用3～5年已是普遍现象。用寿命在4年以上已很普遍。脉冲清灰袋式除尘技术在各工业领域均获得良好的使用效果，关键部件脉冲阀的性能在某些方面已超过国外产品，从而获得了更袋式除尘设备的迅速大型化，用于钢铁、水泥、电力行业的袋式除尘设备，许多单机的处理烟气量都超过200万m3/h，过滤面积超过数万平方米，其中电力行业的布袋除尘器单机最大处理烟气量超过300万m3/h，过滤面积大多在4万～5万m2。当然在设备大型化的同时也注入了许多新的技术，使布袋除尘器的气流分布、气流组织和本体结构合理及安全化等方面都有了显著进步。 我国大型布袋除尘器的制造装备和制造技术也有了很大进步，规模越来越大，装备越来越专业化，许多袋式除尘加工企业都建有数控加工中心，制作精度有很大提高；专用设备和专用加工机械在袋式除尘行业普遍采用，花板的制作采用激光切割，袋笼加工普遍采用多点焊机，最近几年世界上还没有哪个国家的袋式除尘加工企业像中国的袋式除尘企业发展这么快、这么专业，因此也带动了布袋除尘器的出口和代外加工。

袋式除尘技术进步最为显著的标志就是装备的大型化，但装备的大型化不是简单的体积加大，涉及到装备的模块化设计、制造与安装、气流分布与调节、清灰系统的长期运行的可靠性、滤袋使用的长寿命等。伴随着我国火电行业单机容量由100MW、200MW、600MW到1000MW；水泥行业单条生产线由3000t/d、4000t/d、5000t/d到12,000t/d；钢铁行业单座高炉炉容由700m3、1000m3、2000m3到4000～5300m3。我国科技人员充分发挥自己的聪明才智，不断研发迅速跟进，使我国布袋除尘器迅速大型化，处理风量由原来的十几万m3/h提升到100万m3/h、200万m3/h直到300万m3/h以上；过滤面积由2000m2、1万m2、2万m2至5万～6万m2；在袋除尘大型化进程中，设备阻力大幅降低，由以往的1500～1800Pa降低到1200Pa甚至1000Pa以下；过滤效率稳定并有效提高，排尘浓度达到10mg/Nm3以下，生活垃圾焚烧行业和高炉煤气净化的烟尘排放浓度普遍在10mg/Nm3以下。正是由于袋除尘设备的大型化，其在我国工业发展的各相应阶段，为我国工业的节能减排提供了巨大支持，才使得我国经济发展与环境控制同时取得巨大成就，可以这样说，若没有袋除尘技术的快速发展，我国大气环境会比现在更糟糕。众所周知，任何行业装备的大型化都不是一个简单的将体型做大，而都是相应需要有众多技术的大幅进步，并且大多是建立在某些关键技术得以突破的基础之上的。布袋除尘器的大型化就是建立在过滤材料研制及滤袋制造技术、清灰技术及设备、气流分布技术、整机加工制造及装备技术等方面均取得重大突破的基础上才得以发展起来。与钢铁、冶金、水泥、电力行业设备大型化一样，袋除尘设备的大型化同样是建立在我国工业总体水平提高的基础之上；与此同时，它也推动了我国工业总体水平的提高。水泥行业包括除尘设备在内的整条生产线在国外大量推广建设即为一例。

1、水泥行业

水泥行业是重污染行业之一。以往水泥厂周边1～2公里均会落有厚厚一层水泥尘。2004年在广州某水泥厂进行5000t/d水泥生产线改造时，国内科技人员在累积几十年除尘经验基础上，比照国外环保设计要求，研发出大型低阻长袋在线/离线脉冲清灰除尘器，处理风量100万m3/h，烟气温度240℃，滤袋使用寿命达到6年，设备运行阻力低于1200Pa，烟尘排放浓度在10mg/m3以下；达到了国际上严苛的环保要求，不仅满足了此生产线的要求，为后来我国5000t/d到12,000t/d生产线的技术推广扫清了水泥厂烟尘排放达标的重大环保障碍。近年来，水泥行业的整条工艺线采用袋除尘技术，特别是窑头、窑尾由电除尘器改为布袋除尘器，使得水泥厂厂区一改过去的脏乱景象，不少水泥厂已成为花园式清洁工厂。

2、钢铁行业

钢铁行业亦是重污染行业之一。钢铁行业袋除尘技术进步的典型代表是高炉煤气除尘净化。高炉在炼铁过程会产生大量高炉煤气，5000m3以上高炉每小时产生90万m3左右的高炉煤气。高炉煤气中含有大量CO和少量氢气，是宝贵的能源；但粗煤气中含有大量粉尘，必须经过净化处理后才能应用。CO和氢气具有爆炸性，且CO具有较高毒性，净化处理过程有较大危险性。传统高炉煤气采用文氏管湿法降尘，该方法不仅热损失大、净化效率低，而且需消耗大量水资源并产生污染水。20世纪90年代，我国科技人员在世界上率先开展高炉煤气袋除尘净化研究并取得成功。我国研发的脉冲清灰高炉煤气净化袋式除尘技术，采用惰性气体清灰及输灰等技术，从根本上避免了高炉煤气干法净化的燃爆危险。该技术具有高效稳定的净化效率，净煤气含尘量低于5mg/m3，从根本上革除了瓦斯泥，并避免了污水处理的庞大设施及对环境的严重污染，充分利用高炉煤气的压力能、热能，增加了余压发电量30%～50%，节能40%～50%、节水80%～90%，节省投资30%～40%，降低运行能耗60%～70%。该项技术属于国际领先。

3、电力行业

我国多家单位共同完成的国家“十五”“863”项目：焦作电厂20MW机组电除尘改为袋除尘、张家港沙洲电厂600MW机组袋除尘、宝钢自备电厂的电除尘改为袋除尘、上海外高桥30MW×4机组电除尘改为袋除尘等，都是典型的燃煤电厂袋除尘技术应用，显示了火电行业高效控制烟尘排放，实现了国家和地方制定的排放低于30mg/m3甚至20mg/m3的目标并有广阔前景。这些项目的系统阻力均低于1200Pa，有的还低于800Pa，烟尘排放浓度均低于20mg/m3，滤袋使用寿命最长达5年以上。600MW机组袋除尘处理风量为360万m3/h，滤料达6万m2。

布袋除尘器专用纤维和滤料

纤维和滤料是布袋除尘器的核心材料。近几年袋式除尘行业显著的技术进步，体现在解决了行业长期依赖进口的几种高温纤维（如芳纶、聚苯硫醚、聚酰亚胺和PTFE等滤袋生产所需的基本原材料），保证了袋式除尘行业的滤料技术在最近几年有了很大发展，扶持了民族工业，解决了国内急需。由于国家对环保的重视程度空前，政府和民间资本在环境保护方面的投入越来越大，环保产业呈现了高速的发展态势。钢铁行业、水泥行业、电力行业、化工行业以及垃圾焚烧等烟气中粉尘治理都大量采用袋式除尘，这给我国滤料行业的发展也带来了非常好的机遇。

随着布袋除尘器在各个行业的大量使用，更换下来的废旧滤袋的回收利用已引起各方面的关注。目前国内对于纯芳纶、PPS、聚酰亚胺、PTFE的合成纤维的废旧滤袋回收利用的技术已日趋成熟，收运和综合利用系统也基本建立，基本能做到谁生产谁回收利用，全国已经成立了几家连锁公司专门从事废旧滤袋的回收利用。PPS与PTFE复合滤料的化学性回收已经完成了实验室实验，正在进行小试工作。