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袋式收塵器的發(fā)展

袋式塵器的過(guò)濾材料:(1)天然纖維:主要有棉纖維、毛纖維和棉毛混紡纖維。(2)無(wú)機(jī)纖維:主要有玻璃纖維材料。(3)合成纖維:主要有尼龍纖維、滌綸纖維、晴綸纖維、維尼綸纖維、特氟綸纖維等。

20世紀(jì)90年代初,面對(duì)日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)和民眾環(huán)保意識(shí)的提高,西方發(fā)達(dá)國(guó)家除塵器制造廠家開(kāi)始尋找新的收塵突破點(diǎn),經(jīng)綜合評(píng)估后認(rèn)為,在技術(shù)可行和制造成本競(jìng)爭(zhēng)方面,袋式收塵器最有發(fā)展前景。在此之前已經(jīng)誕生了脈沖清灰布袋收塵器,但處理能力有限。在此基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的氣箱脈沖布袋收塵器已經(jīng)接近靜電收塵器的處理能力,但高溫工況仍是普通濾料的一個(gè)誤區(qū)。上世紀(jì)90年代初,國(guó)內(nèi)以南京院為代表開(kāi)發(fā)出了玻璃纖維濾袋,但由于過(guò)濾機(jī)理仍是在濾袋內(nèi)部形成塵餅后的深層過(guò)濾,玻纖密度不如化纖混紡編織布高,加上濾袋都有金屬框架,而玻纖抗折強(qiáng)度很低,因而使用過(guò)程中無(wú)論是使用效果還是生命周期都較差,無(wú)法推廣。

真正使布袋收塵器發(fā)生革命性的變革技術(shù)是美國(guó)杜邦公司率先開(kāi)發(fā)出的PTFE [(C2F4)n,TEFLON ]即聚四氟乙烯覆膜技術(shù)。聚四氟乙烯是一種高分子化合物,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,耐酸堿,尤其耐酸性更好,耐高溫,在300℃以下物理化學(xué)特性穩(wěn)定,高于300℃時(shí)出現(xiàn)不穩(wěn)定活性?,F(xiàn)在用于布袋覆膜的聚四氟乙烯薄膜都不是單純的聚四氟乙烯,為了保證薄膜制作的適當(dāng)厚度并控制透氣性,都加有其它成分的添加劑,實(shí)際使用溫度在260℃以下,瞬間溫度可達(dá)280~290℃,超過(guò)300℃時(shí)物理與化學(xué)結(jié)構(gòu)會(huì)被破壞。

聚四氟乙烯覆膜的革命性意義在于能夠阻擋粉塵透過(guò)聚四氟乙烯膜,因而在濾料內(nèi)形不成塵餅,傳統(tǒng)的深層過(guò)濾變成了表層過(guò)濾,只要表層塵剝離及時(shí),濾料的透氣性就不會(huì)大幅度降低,壓力損失也會(huì)很小。將聚四氟乙烯膜覆在玻纖上可以在260℃以下的溫度工況內(nèi)使用,而一般靜電除塵器的理想使用溫度在180~220℃之間,因而比靜電除塵器有更寬的溫度使用范圍。

以美國(guó)富勒(FULLER)為代表,20世紀(jì)80年代末就開(kāi)發(fā)出了大布袋收塵器用來(lái)取代靜電除塵器,但由于玻纖濾料的缺點(diǎn)(諾美克斯NOMAX濾料僅適用于200℃以下的溫度)和分室控制技術(shù)的不完善,一直得不到推廣。

20世紀(jì)90年代初,分室控制技術(shù)采用PLC控制電磁閥切換,在聚四氟乙烯覆膜技術(shù)的支持下,反吹風(fēng)大布袋和氣箱脈沖技術(shù)得到了極大的發(fā)展。已可完全取代靜電除塵器。2000年開(kāi)工建設(shè)的都江堰拉法基水泥廠已全部采用布袋收塵器,2002年驗(yàn)收監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示,所有收塵器排放濃度控制在20mg/Nm3以下,窯尾廢氣處理大布袋收塵器的排放濃度控制在10mg/Nm3以下,基本達(dá)到概念上的工業(yè)零排放程度。

目前,能夠成熟應(yīng)用于高溫條件下的大布袋反吹風(fēng)收塵器,各項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)均掌握在美國(guó)幾家公司手中,聚四氟乙烯薄膜的產(chǎn)權(quán)屬于杜邦公司,最好的玻纖基布技術(shù)由美國(guó)BGF公司掌握,而大布袋反吹風(fēng)收塵器的技術(shù)產(chǎn)權(quán)屬于美國(guó)富勒公司,即使聚四氟乙烯薄膜向基布上貼覆技術(shù)也只有為數(shù)不多的幾家國(guó)外公司較為成熟,國(guó)內(nèi)濾料廠家采用的熱壓覆膜和上膠覆膜技術(shù)與國(guó)外技術(shù)仍有較大差距。國(guó)內(nèi)設(shè)備制造廠家一直在做整體技術(shù)的引進(jìn)工作,但技術(shù)成本較高,難以在國(guó)內(nèi)普及。

除大布袋收塵器之外,小型單機(jī)脈沖清灰布袋收塵器和氣箱脈沖布袋收塵器在國(guó)內(nèi)已較普及,國(guó)內(nèi)濾料生產(chǎn)廠家對(duì)滌綸、丙綸或晴綸基布覆聚四氟乙烯膜已能滿足水泥廠低溫工況的過(guò)濾需求,由于國(guó)內(nèi)技術(shù)覆膜后成本增加很少,因而覆膜濾布目前已成為水泥廠布袋收塵器的主要濾料。

在表層PTFE覆膜濾料的使用中,由于表層膜較薄,使用中一旦膜破損,其表層過(guò)濾機(jī)制將消失,對(duì)于化纖基布來(lái)說(shuō)表層過(guò)濾機(jī)理消失或減弱后深層過(guò)濾也能起到很好的過(guò)濾作用,但對(duì)于玻璃纖維基布來(lái)說(shuō)則是致命的,玻纖基布較薄且經(jīng)緯線不如化纖基布密,難以形成良好的塵餅。因此,新近發(fā)展出了一種新型PTFE濾料———PTFE針刺氈,原理是在濾料成型之前對(duì)基布進(jìn)行PTFE處理,使PTFE不僅存在于濾料表層,而且在基布深層也有幾層甚至十幾層PTFE,最后濾料成型后仍然是表層過(guò)濾機(jī)理,也消除了表層薄膜被破壞的缺陷。較為成熟的是PTFE聚酰亞胺(polyimide)替代PTFE玻纖濾料,目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)一家工廠使用,但在國(guó)外已開(kāi)始推廣使用。由于其成本非常高,目前的使用一般僅限于替代PTFE玻纖濾料??傊?,布袋過(guò)濾收塵器的發(fā)展基本上是濾料的發(fā)展,濾料材質(zhì)類(lèi)別的發(fā)展推動(dòng)了收塵器的機(jī)械結(jié)構(gòu)及控制手段的發(fā)展。

近年來(lái)由于干式脫硫技術(shù)的廣泛應(yīng)用,采用袋式除塵器的越來(lái)越多。特別是近年來(lái)濾料材質(zhì)的改進(jìn),提高了布袋壽命,也拓寬了袋式除塵器應(yīng)用范圍。國(guó)外主要進(jìn)展是:組裝式、筒狀折疊形袋式除塵器,大幅度提高了相同體積的過(guò)濾面積;采用預(yù)附層技術(shù),以降低阻力提高風(fēng)速;采用煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù),提高除塵效率;完善袋式過(guò)濾器系統(tǒng)的檢漏技術(shù),如示綜粉塵和單色照射技術(shù)應(yīng)用;新的濾料耐高溫、抗腐蝕、性能好;美、日、澳、德等國(guó)家把靜電技術(shù)與袋濾器結(jié)合開(kāi)發(fā)出“靜電袋式除塵器”,對(duì)改進(jìn)袋濾性能,提高捕集效率、改進(jìn)濾料清除能力、降低粉塵粒子透濾率和系統(tǒng)阻力有明顯的效果。