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金属滤袋在高温烟气除尘领域的优势
行业新闻 2021-05-10 17:12
随着重化工工业的迅速发展,污染问题日益突出,烟尘颗粒污染物的排放控制越来越重要, 在高温烟气除尘方面,金属纤维毡滤袋以其耐高温、防燃防爆、过滤精度稳定、排放浓度低、环境友好等 优点,可应用在电厂燃煤锅炉、油田油气分离、煤气净化、电石炉、水泥制造、化工催化剂回收、垃圾焚 烧、电炉炼钢等高温烟气除尘行业。
 
 
近年来我国以资源、能源消耗性为主的重化工(电 力、建材、冶金、化工等)工业迅速发展,已成为世界 第一大钢铁、水泥、煤炭、化纤生产国,第二大电力、 有色金属、化肥生产国。2014年,我国的燃煤量为42.6 亿吨。重化工的发展带来了严重的环境污染问题,由于 空气、水以及工业等环境污染带来的经济损失每年高达 1000亿元以上。
 
重化工工业大气污染物以高温烟气为主,烟尘类颗粒物应是主要控制对象之一。从2014年7月1日开始,根据最新标准,重点地区颗粒物排放浓度控制在20mg/m3 [1] 以下。目前,在锅炉烟气除尘中,袋式除尘器由于除尘 效率高、投资成本低、排放浓度低等优点得到了广泛应 用,但也存在诸如糊袋、破袋、烧袋等问题,这就对袋 式除尘器中的滤料提出了更高的要求。在这种情况下, 金属纤维毡滤袋应运而生。
 
 
1.  金属纤维毡的结构及过滤原理
 
金属纤维毡由纯金属纤维经过无纺铺制后烧结而 成,采用梯度纤维层结构,迎尘面为超细纤维,后层为粗纤维层,纤维空隙呈喇叭梯形结构,全部为贯通孔。如图1所示。
 
 
 
表层超细纤维层可以保证滤料的较高过滤 效率,梯度结构能实现较好的清灰效果。
 
金属纤维毡滤袋的过滤方式与布袋类似,设计灵活,可直接替换用于现有的袋式除尘器结构中。
 
含尘气体进入除尘器中,并在引风机的作用下 由外表面向内通过金属滤袋,灰尘被拦截在滤袋的外表面,洁净气体由内部被收集。随着滤饼层厚度增加, 内外压差越来越大,可设计为定时或定压反吹清灰。
 
2 金属纤维毡的优势
 
2.1 耐高温
 
金属纤维毡可用于高温时直接过滤,不需要采用复杂的降温过程,因而可降低能耗,余热还可以回收利用;同时可保护下游设备,使下游产品实现单相分离,解决了化工生产中存在的诸多无法实现分离而不得不增 加工艺链的问题。如电石炉应用中,焦油在260℃以上 会气化,金属纤维毡在高温过滤时不会使滤料发生堵塞。再如用于贵金属回收行业,有些贵金属在高温下呈 气态,如果降温导致析出就无法与灰尘有效分离。而目前市面上的PTFE、芳纶等高温滤料的可耐温最高为260℃, 且随着温度波动,性状会发生很大改变。金属纤维的材质有很多种,如316L、310S、哈氏合金、铁铬铝合金等。根据材质不同,耐温最高可达1000℃。
 
2.2 防燃防爆
 
近年来,一些行业中粉尘爆炸事故频发,给人民的生命和财产安全带来了很大伤害。2014年8月2日,江苏省昆山市中荣金属制品有限公司抛光车间发生特大粉尘b爆炸事故,造成75人死亡,185人受伤;太钢、包钢、 首秦等高炉煤气全干式布袋除尘过程中,都发生过布袋灰自燃现象;河北、吉林、山东烟台等地的水泥厂煤磨 袋式除尘器也发生过着火烧毁全部布袋或者爆炸事故。这些事故的原因有很多,但都和未设置合理的除尘器或 者除尘器滤料有关。如果选用纯金属滤料,可以有效减少此类事故的发生。
 
2.3 过滤精度稳定
 
袋式除尘器在高温下工作时,由于热膨胀效应,布袋的孔径会增大,而金属材料在允许温度范围内性状稳定。目前排放能达标的布袋应用较多的是PPS覆膜滤料 及PTFE滤料。经检测的滤料都是厂家称可拦截1μm粉尘 的滤料。表1是几种材料的对比。在有压力的情况下,柔性布袋的泡点较金属纤维毡低,说明气泡较容易从布袋孔中冒出。所以在实际使用中,布袋孔径受到温度和压力的双重作用,孔径会增大,过滤精度会受到影响。而金属纤维毡滤料不会出现这种问题。
 
 
 
2.4 排放浓度低
 
VDI检测是国际上通用的袋式除尘器滤料检测标准 仪如图2)。根 据袋式除尘器技术要求(GB/ T 6719 - 2009):首先进行30次定压(1000Pa)喷吹过程,测试和 计算滤料的初始除尘效率、出口粉尘浓度及残余压降;接着进行1万次老化 喷吹过程;然后再进行10次定压喷吹恢复 过程;最后进行30次 定压喷吹过程,得出老化后滤料的各项数据,结果见表2。由表2中可以看出,金属纤维毡的排放浓度可接近“零排放”。调节排放浓度可以通过调整结构来实现。
 
 

 

2.5 环境友好
 
目前,大部分失效的布袋并未得到妥善处理处置, 几乎均被作为垃圾处理掉了,或被焚烧,或被掩埋。但其焚烧后会产生HF等有毒有害气体及大量粉尘,造 成大气二次污染;合成化学纤维的生物降解性差,填埋 的渗透液会造成地下水、地表水污染,使用过的土地几 十年甚至上百年都无法再利用。而金属纤维滤袋由于是纯金属制品,可回收利用,不会对环境造成恶劣影响。
 
结论:
 
金属纤维毡滤袋相比于现有的滤料,具有耐高温、 透气性好、压力损失小、耐腐蚀、易于加工成型等优异 的性能,会越来越广泛地应用在电厂燃煤锅炉、油田油 气分离、煤气净化、电石炉、水泥制造、化工催化剂回 收、垃圾焚烧、电炉炼钢等高温烟气除尘行业。