浅谈我国除尘设备的现状与发展

郭爱清张沛商(首都经济贸易大学安全工程系，北京100026)摘要环保产业是典型的政策弓导型产业。当前我国环保标准不断提高，为环境污染治理的发展创造了巨大的市场，提供了极好的机遇。本文简述了烟气中颗粒物控制设备——各类除尘器的除尘机理，性能特点。在此基础上论述了各类除尘器技术发展趋势，研发动态以及发展中存在的问题，供同行借鉴。关键词除尘机理除尘效率除尘器阻力袋式除尘器离线清灰覆膜滤料当前，我国的经济建设高速发展，人民的生活水平不断提高，社会对环境保护的要求也越来越高，作为控制固定污染源中颗粒物对大气污染的主要设备——除尘设备面临巨大的发展机遇。除尘设备性能综述除尘设备是用来控制污染源排放的颗粒物对大气的污染，保护大气环境的设备。根据除尘机理不同，除尘器分为利用颗粒自身的重力除尘的各种沉降室，各类旋风除尘器；利用水来除尘的各种湿式除尘器；利用各种过滤材料来除尘的过滤式除尘器，其中用得最多的是袋式除尘器；利用高压静电场力来除尘的各种高压静电除尘器。

1.1旋风除尘器旋风除尘器的除尘机理是使含尘气体在除尘器内作旋转运动，气体中的颗粒物受到离心力的作用被甩向外壁，从气流中分离出来，使含尘气体得到净化。旋风除尘器结构比较简单，一般用铁板焊接制造，设备中没有运动部件，制作加工比较容易，造价比较低。旋风除尘器维护使用简单，方便，耐高温，对高浓度粉尘适应性比较好，是治理小型锅炉烟尘污染的主要设备，亦常用于高浓度含尘气体的初级净化，或在生产中用来作为粉料气力输送设备的卸料器。

由于旋风除尘器是利用颗粒自身的重力除尘的，因此，对粒径小于2。5的尘粒除尘效率极低。而事实上，正是粒径小于2。5的尘粒，对人身体健康及大气环境危害比大颗粒粉尘大得多。这些粉尘在空气中依靠自身的重力几乎不沉降，能较长时间悬浮在大气中，使城市上空好像被蒙上一个灰盖子；它们常常吸附着。及其它有害气体，被吸人人体内后对人体呼吸系统危害进一步加大；当大气温度下降的时候，它们又成为水蒸气的凝结核，使城市中浓雾增加。

随着环境保护事业的发展，仅用各种旋风除尘器治理烟尘污染显然是不够的。但是，利用离心力除尘的机理应用范围是很广的，现在多以此机理与含碱水溶液并用组成多种形式的脱硫除尘器，成为我国环保科技界研究提高脱硫除尘效率的主攻方向之一。

1.2湿式除尘器在湿式除尘器中，利用旋流，冲击，雾化，扩散等各种机理，增大水与含尘气流的接触面积，延长气，水接触时间，把气体中的颗粒物以及其它污染物转移到水里，使含尘气体得到净化。这必然带来污水循环使用所需沉降池的占地问题，污水的处理问题，在北方冬天水的防冻问题，含硫烟气对设备的腐蚀问题等。但是湿式除尘器(如麻石水膜除尘器)的除尘效率显然高于旋风除尘器，与其它高效除尘器比，初投资相对来说比较低，用其治理锅炉排出烟气时，尚有大约1左右的脱硫能力。因此，湿式除尘器8090年代以来成为10以上采暖用锅炉烟气治理的主要手段。

1.3高压静电除尘器高压静电除尘器多被用来治理火力发电厂锅炉排出的烟尘，冶金及建材系统炉窑产生的高温烟尘。这类除尘器是利用高压静电场力来除尘的。烟尘的运载介质是空气，空气在一般情况下被一3一矿山环保总第48期2003年第5期认为是绝缘体。

但空气中也有极少量的电子，离子存在。当把烟气置于非匀强高压静电场(由线，板或线，管等组成的电场)中时，在线上施加以负高压(比如4万以上)，高压线周围2～3范围内的空气中的电子在电场力作用下被加速到具有极高的速度，它碰到其它空气分子时就会打出新的电子来，新，旧电子在高压电场中继续被加速……一时间大量电子，离子像雪崩一样产生，使空气由绝缘状态变为可以导电状态。这种现象称为空气电离，此时在放电极上出现电晕放电。电晕放电产生的大量电子，离子通过轰击，扩散等机理使含尘气流中的粉尘荷电，荷电的粉尘在电场中趋向异性电极运动，大部分沉积在极板上，从气流中分离出来。

从高压静电除尘器的除尘机理可以看出，从理论上说，如果在电场中维持稳定的电晕放电，粉尘比电阻适中，含尘气流在电场中流速均匀，并且有足够的停留时间，就可以得到对细微粉尘的极高的除尘效率。由于气流在除尘器内流速低，一般控制在1/左右，因此气流运动阻力损失很小，一般只有200左右，除尘器能耗很低。电除尘器一般可以耐370℃高温，是当今世界上能够每小时处理几百万。高温烟气的最主要高效除尘设备。

但是在实际运行中，由于对电除尘器除尘效率产生影响的因素很多，使得电除尘器性能不够稳定。除尘器的结构设计以及被处理的含尘气体的性质，尤其是粉尘的比电阻的调节，是影响电除尘器除尘效率的两大主要问题。当今对稳定电除尘器性能所作的科学研究项目几乎都是围绕这两方面问题进行的。电除尘器种类很多，从气流流动方向上可以分为立式，卧式，按粉尘荷电及收尘的位置不同可以分为单区，双区，按对电晕极施加电压的方式不同可以分为单电场(室)，双电场，三电场。在电除尘器内部结构设计方面，为了提高收尘效率，均匀传递清灰时的振打力，收尘极板被设计成异形，例如型，型，立式电场的截锥型等；为了提高放电强度，加强电风，防止由于粉尘浓度过高而引起的"电晕闭塞"，采用多种形式的电晕极线，如锯齿线，芒刺线，星型线，鱼骨型线等；为了防止高比电阻粉尘产生"反电晕"加设屏蔽极板；为了降低粉尘的比电阻而采用多种调阻措施，如喷雾，加；为了加强对极板的清灰能力而改进振打方式，采用超声波振动加强清灰效果等。除尘器生产厂家为适应不断变化的工艺条件，为了稳定电除尘器的除尘效率在不断地探索，新型电除尘器不断出现。

1.4袋式除尘器袋式除尘器是利用各种过滤材料来除尘的。含尘气体通过滤料时，粉尘被滤料阻留，由此形成"粉尘初层"，"粉尘初层"作为二次过滤介质参与对含尘气体的过滤作用，使滤料的过滤效率大大提高。

与此同时除尘器的阻力也在增加。当袋式除尘器的阻力增加到一定限度，就要对滤袋上的积尘"清灰"。但是清灰不能"过度"，要保留"粉尘初层"以维持除尘器的高效率，同时使除尘器阻力维持在一定