電除塵器和布袋除塵器的綜合比較

1 概述

隨著國家環保要求的提高，對除塵器的性能要求也越來越高。除塵器的選用也由初期的旋風除塵器、多管除塵器、水膜除塵器發展到現在廣泛應用的靜電除塵器和布袋除塵器。目前國內各大鋼廠、電廠所采用的除塵器也主要是電除塵器和布袋除塵。除塵器是除塵系統中的關鍵設備，它的工況效果將直接影響到整個系統的成敗，因此除塵器的合理選擇就顯得尤為重要。本文就布袋除塵器和電除塵器的除塵原理進行了簡述，并對二者進行了綜合比較。以供同行設計參考。

2 工作原理

2.1 靜電除塵器的工作原理

靜電除塵器的工作原理，是利用強電場電暈放電，使氣體電離產生大量自由電子和離子，并吸附在通過電場的粉塵顆粒上，使塵氣中的粉塵顆粒荷電，荷電后的粉塵顆粒在電場庫侖力的作用下被吸向極板并聚集在極板上，積聚在極板上灰通過周期性的振打被除去并落入除塵器的灰斗，再通過輸灰系統排出，達到收塵的目的。如圖1所示，電除塵的工作過程可分為四個階段：(1)氣體電離而產生大量電子和離子;(2)粉塵獲得離子而荷電;(3)荷電粉塵沉積于異性電極上而放出電荷;(4)回收極板上的粉塵。

2.2 布袋除塵器的工作原理

布袋除塵器是一種干式高效的除塵器，它主要是利用袋式過濾元件來捕集含塵氣體中粉塵顆粒的除塵裝置。其工作的主要機理是粉塵通過過濾布時產生的篩分、慣性、黏附、擴散和靜電等作用而被捕集。粉塵在通過或繞過過濾布袋時因篩分或慣性力作用而被截留;粉塵顆粒在0.2μm以下時，由于粉塵極為細小而產生如氣體分子熱運動的布朗運動。由于纖維間隙小于氣體分子布朗運動的自由路徑，塵粒便于纖維碰撞接觸而被分離出來;粉塵顆粒間相互碰撞會放出電子產生靜電，會使絕緣的濾布充電。粉塵粒徑在1μm及過濾風速較低時靜電作用才有明顯的體現。另外，過濾作用可以由濾布本身產生，也可以由積聚在濾布上的塵片產生。所以濾袋上積灰以后會提高除塵器的截留和擴散效應，直徑遠小于濾料孔徑的顆粒也可以被捕集。布袋除塵器具有很高的除塵效率。

3 電除塵器和布袋除塵器的比較

3.1 基本性能對比

袋式除塵器具有除塵效率高(可以永久保證粉塵排放濃度低于50mg/m3，甚至可達20mg/m3以下)、結構簡單、性能可靠、占地面積小等優點;可用于凈化高溫、含有油霧、水霧及粘結性強的粉塵時對濾料有相應要求。而電除塵器可以適應處理大的煙氣量，可用于高溫(可高達400℃)、高壓和高濕(相對濕度可達100%)的場合，能連續運轉，具有低阻的特點，電除塵器壓力損失僅200～300Pa;可電除塵器設備龐大、耗鋼多、除塵效率受粉塵比電阻影響大，最適宜的范圍是比電阻為1×104～5×1010Ω˙cm的粉塵，受氣體溫、濕度等的操作條件影響較大。

3.2 運行可靠性對比

布袋除塵器：(1)能長期保證<50mg/m3(或更低)的粉塵排放濃度，不受入口粉塵濃度、比電阻的影響;(2)主要配套件：濾料的設計使用壽命30000小時左右，電磁脈沖閥的使用壽命達100萬次以上;(3)利用離線功能實現檢修、維護，不影響除塵系統的正常運行;(4)所有運轉設備均設檢測報警裝置，能在第一時間發現故障并報警。

電除塵器：(1)投運初期可保持正常運行，并達到預期的除塵效率，但受入口煙氣狀況的影響;(2)運行一段時間后，電極可能發生變形，引起電場變化，除塵效率因而降低;(3)維護、檢修只能在除塵系統停機后才能實現。

3.3 維護方便性對比

布袋除塵器：(1)一旦發生故障，能及時從控制系統獲得報警及指示;(2)故障倉室能離線(系統保持正常運行)進行維護檢修;(3)故障檢修均在機外執行，無須進入除塵器內部;(4)日常維護中對破損濾袋能進行封閉措施(濾袋破損率在5%以下時)，以便進一步減少日常工作量。

電除塵器：(1)由于電除塵器不具備離線檢修功能，一旦發生故障，只能停機檢修，否則只能帶病運行;(2)檢修時員工需進入除塵器內部，工作環境惡劣;(3)除塵器內部裝置損壞程度及位置完全依靠人力完成檢查工作，檢修勞動強度大。

3.4 運行費用對比

3.4.1  人力資源：由于布袋除塵器的自控程度較高，系統較簡單，所有除塵系統運行設備的運行狀況包括除塵器運行中的所有運行參數均由PLC采集并送至工藝主控室，除塵系統不需要設專門運行人員。而電除塵器需要設2名以上運行檢修人員。

3.4.2 能耗：布袋除塵器：風機能耗大，清灰能耗小;電除塵器：風機能耗小，電場能耗大。

3.4.3 維護費用：布袋除塵器的維護檢修費用主要是濾袋更換費，從目前實際運行情況來看，一次濾袋的更換周期約為1.5-3年。

電除塵器的維護維修費用主要是振打錘、振打電機等易損設備的更換和陽極板、陰極線的檢修校正及擦洗絕緣瓷件所發生的費用。實際運行中只要保證電除塵器初次安裝的質量，電除塵器的實際運行維護費用較低。

3.4.4 系統排污費

由于布袋除塵器一般比電除塵器的除塵效率高，當系統的入口濃度一樣時，布袋除塵器的年排污收費要比電除塵器少。

4 選型實例比較

4.1 設計原始資料

某2580m3高爐出鐵場除塵系統，系統設計風量：104×104m3/h，塵氣含塵濃度：3g/m3，煙塵的主要成分有TFe、FeO、Fe2O3等。

4.2 除塵器及主要輔機選型

4.2.1 電除塵器

經計算，選擇一臺電場截面為280m2雙室三電場電除塵器，電除塵器的詳細技術參數見表1。

4.2.2 布袋除塵器

布袋除塵器是按照目前國內所認可的低壓脈沖袋式除塵器進行選取，其基本技術參數詳見表2。

4.2.3 除塵系統中引風機的選型

為了實現除塵系統在出鐵和非出鐵時段風機的高低速切換，實現節能和風機的空載啟動，除塵系統中的引風機選型按離心風機配套液力耦合器進行。由于系統中電除塵器和布袋除塵器的阻力不同，引風機的性能參數對比詳見表3。

4.3 技術、經濟比較

布袋除塵器和電除塵器技術和經濟比較詳見表4。

5 結束語

綜上所述，通過對電除塵器和布袋除塵的綜合比較，看出布袋除塵器和電除塵器各有自己的憂傷和弱勢?？稍趯嶋H使用當中，電除塵器的除塵效率得不到保證。電除塵器運行初期，除塵效率基本能達到99%，但由于電除塵器結構及工作原理的局限，隨著運行時間的延續，電除塵器內部組件變形、積灰引起電場變化，除塵效果一路下降，排放嚴重超標。而布袋除塵器不受粉塵比電阻影響、不受負荷影響的性能特點則顯得較為突出，加上在運行維護方便、初期投資較少等方面的優勢，布袋除塵器對滿足長期的、逐漸提高的環保要求具有強有力的保障能力。而且隨著國家環保要求的日益提高要想滿足國家現行的環保要求，電除塵器至少做到四電場以上，其運行費用也會比布袋除塵器高很多。可見布袋除塵器在各個方面都比電除塵器有優勢，布袋除塵器的使用，順應了國家環保水平的發展。隨著布袋除塵器濾料等配套件生產技術的日益提高，布袋除塵器必將成為控制工業粉塵對大氣污染的首選設備。