随着工业化进程的加速，粉尘污染问题日益严峻，尤其是在制造业、矿业、化工等行业中，生产过程中产生的粉尘对空气质量、工人健康以及环境造成了巨大的影响。为了有效解决这一问题，除尘器技术得到了广泛应用，而纳米纤维滤材的引入为工业除尘提供了全新的解决方案。本文将探讨纳米纤维滤材在工业除尘中的应用前景，分析其在粉尘治理中的优势，并结合广东、东莞等地区的行业需求，提供可行的解决方案。

纳米纤维滤材的技术优势

纳米纤维滤材是一种由纳米级纤维构成的过滤材料，具有极高的比表面积和良好的空气透过性，使其在过滤微小颗粒物时具备显著优势。与传统的布袋或滤筒滤材相比，纳米纤维滤材的优势主要体现在以下几个方面：

1. 高效过滤性能
   纳米纤维的直径通常只有几纳米，因此能够更有效地捕捉微米甚至亚微米级别的粉尘颗粒。这使得纳米纤维滤材在面对细小颗粒的粉尘治理时表现出极高的过滤效率，尤其适用于工业环境中常见的细小金属粉尘、石英尘、煤尘等。
2. 低阻力设计，节能环保
   纳米纤维滤材具有较大的孔隙率和良好的透气性，这使得空气流速较为平稳，减少了设备的运行阻力。这种设计不仅提升了除尘器的效率，也降低了能源消耗，尤其适合要求低能耗的环保设备。
3. 耐高温和抗化学腐蚀
   在许多工业应用中，除尘设备常常面临高温、高湿度以及化学腐蚀的挑战。纳米纤维滤材能够耐受较高的工作温度，并且具备良好的抗化学性，适用于钢铁、电力、化肥等行业的复杂工况。
4. 长期稳定性与耐久性
   纳米纤维材料经过特殊处理后，具备优良的抗老化和抗磨损能力，在长时间运行中能保持良好的除尘效果，减少了维护频次，提高了环保设备的使用寿命。

纳米纤维滤材在工业除尘中的应用场景

随着对环保要求的不断提高，纳米纤维滤材在多个行业中获得了广泛应用。以下是几个典型的应用场景：

1. 硅粉和金属粉尘治理（电子、机械制造业）

在电子和机械制造过程中，细小的硅粉和金属粉尘常常被排放到空气中。这些粉尘不仅对环境造成污染，还可能对工人的健康构成威胁。采用纳米纤维滤材的除尘设备，能够高效捕捉这些微细颗粒，有效保护车间空气质量，同时满足严格的环保排放标准。

案例：
在东莞的某电子制造厂，通过引入纳米纤维滤材的除尘器，成功解决了车间内细小硅粉的积聚问题，空气中的粉尘浓度显著降低，工人的健康得到有效保护，同时符合了当地环保政策要求，避免了因粉尘排放超标而面临的罚款。

2. 木材加工行业的粉尘治理

木材加工过程中，细小的木屑粉尘不仅影响车间空气质量，还可能引发火灾风险。传统除尘器在处理木材粉尘时效果有限，而纳米纤维滤材的高效过滤能力能够更好地解决这一问题。其优异的过滤性能确保了木屑粉尘被有效捕捉，从而降低了事故发生的风险。

案例：
在广东省某家具厂，采用了博峰环保的纳米纤维滤材滤筒除尘器，极大地改善了车间空气质量，并且有效降低了木材粉尘引起的火灾隐患，确保了生产环境的安全。

3. 矿业、化工行业的粉尘排放治理

矿业和化工行业的粉尘种类繁多，且具有强腐蚀性，传统除尘技术在处理这类粉尘时往往面临效率低、使用寿命短的问题。纳米纤维滤材因其良好的耐腐蚀性和高过滤效率，在这些行业中得到了广泛应用。

案例：
在广东省某化肥生产企业，采用了博峰环保的纳米纤维滤材布袋除尘器，该设备成功解决了化肥生产过程中细小化学粉尘的排放问题，并通过了环保部门的严格检测，达到了排放标准。

未来展望：纳米纤维滤材的前景与挑战

尽管纳米纤维滤材在工业除尘中表现出了巨大的应用潜力，但其成本相对较高，仍然是制约其广泛应用的一个重要因素。随着科技的进步和生产工艺的改进，预计未来纳米纤维滤材的生产成本将逐步降低，从而进一步促进其在各行各业的应用。

此外，随着全球环保标准的不断严格，尤其是在广东、东莞等工业重地，企业对环保设备的需求将不断增长，推动纳米纤维滤材在更多行业中的普及与应用。

结语

纳米纤维滤材作为一种新型高效过滤材料，在工业除尘领域具有广阔的应用前景。随着环保政策的不断升级和行业需求的增长，纳米纤维滤材将在粉尘治理和环保设备领域发挥越来越重要的作用。无论是金属粉尘、木材粉尘，还是化学粉尘治理，纳米纤维滤材都将为企业提供更加高效、经济、环保的解决方案，推动工业生产朝着绿色、可持续的方向发展。

在工业生产过程中，粉尘污染是一个不可忽视的问题。粉尘不仅会影响空气质量，还会对生产设备、工人健康以及周围环境造成严重影响。随着环保法规的日益严格，如何有效处理粉尘污染成为了企业亟需解决的难题。而布袋除尘器作为一种高效的除尘设备，因其优越的性能，广泛应用于多个行业的粉尘治理中。本文将详细介绍布袋除尘器的工作原理、应用场景以及其在粉尘治理中的优点和设计要点，帮助企业更好地选择和应用这一环保设备。

布袋除尘器的工作原理

布袋除尘器的核心原理是通过滤袋将空气中的粉尘捕集并过滤，从而净化空气。其工作过程主要包括以下几个步骤：

1.空气进风与粉尘携带  

   在布袋除尘器的工作过程中，含尘气体通过进风口进入设备。气体通过进风管道流入滤袋前的过滤室，粉尘颗粒随气流一起被吸入。

2.粉尘过滤与布袋捕尘  

   当含尘气体进入布袋除尘器的过滤区域时，气流通过布袋表面流动。此时，气体中的粉尘颗粒被布袋滤布表面截留。滤袋内的细密孔隙有效地捕集并隔离了粉尘，同时清洁的气体则通过滤布孔隙流出，从而实现气体的净化。

3.粉尘沉积与积尘层的形成  

   随着过滤过程的进行，布袋的表面会逐渐积聚大量的粉尘，形成一定厚度的积尘层。这个积尘层不仅能提高除尘效率，还能起到进一步过滤的作用。布袋除尘器通常采用不同材质的滤布来适应各种粉尘种类，确保其高效工作。

4.清灰与维护  

   随着积尘层的增厚，布袋的过滤效率会逐渐降低。为了保持设备的高效运转，布袋除尘器配备了清灰系统，常见的清灰方式包括脉冲喷吹和机械振打。当布袋积尘到一定程度时，清灰系统会通过脉冲喷吹高压气体或振打的方式清除滤袋上的积尘，使滤袋恢复其原始的过滤能力。

5.排放与净化气体的处理  

   经清灰处理后的滤袋能够继续高效过滤粉尘，净化后的气体通过出风口排出，通常会满足相关环保排放标准，甚至可用于进一步的回收或再利用。

布袋除尘器的适用行业与应用场景

布袋除尘器因其高效的除尘能力，广泛应用于许多工业领域，特别是粉尘污染严重的行业。以下是几个典型应用场景：

1.水泥行业  

   水泥生产过程中，尤其是在原料粉磨、烘干、包装等环节，粉尘排放量较大。布袋除尘器能够有效地去除水泥生产中的粉尘，保证企业达标排放，并提升工作环境质量。根据不同水泥工艺的粉尘特性，布袋除尘器可以定制滤布，适应不同粉尘浓度和颗粒大小。

2.化工行业  

   化工生产中，许多物料的粉尘颗粒较细且具有一定的危险性。布袋除尘器在化工行业的应用中，不仅能有效去除粉尘，还能防止易燃易爆的物质对环境的污染。在化肥、塑料、涂料等化工产品的生产中，布袋除尘器发挥着重要作用。

3.冶金行业  

   冶金行业在金属冶炼、铸造和冷却过程中产生大量的金属粉尘。这些粉尘不仅对环境造成污染，还可能对工人健康带来威胁。布袋除尘器可以通过高效的过滤技术，清除冶金生产中的粉尘，确保工厂的排放符合环保标准，减少空气污染。

4.建材行业  

   在石材加工、沙石筛分等建材生产过程中，粉尘排放问题同样突出。布袋除尘器能够有效收集这些粉尘，减少环境污染，并为工人提供更加安全的工作环境。

5.食品行业  

   在食品加工过程中，尤其是面粉、谷物加工等环节，粉尘也是一个需要解决的污染问题。布袋除尘器以其出色的过滤性能和较低的维护成本，成为食品工业中常用的除尘设备。

布袋除尘器的设计与定制化

根据不同的行业和粉尘种类，布袋除尘器的设计和选择要具备高度的定制化。以下是几个设计要点：

1.滤布选择  

   滤布的材质和孔隙结构直接决定了除尘器的过滤效率。常见的滤布材料有聚酯、丙纶、聚四氟乙烯等，这些材料的选择需要根据粉尘的性质、温度、湿度以及行业特点来决定。

2.风量和风速设计  

   布袋除尘器的风量和风速设计是确保除尘效果的关键因素。根据生产工艺中的粉尘浓度和气流量，合理设计风量和风速，能够确保粉尘颗粒在滤袋上均匀分布，并提高除尘效率。

3.清灰系统的设计  

   由于粉尘的积累会影响布袋除尘器的运行效率，因此清灰系统的设计至关重要。不同类型的清灰方法，如脉冲喷吹、振打清灰等，需要根据粉尘特性来选择，以确保清灰过程既高效又不损害滤袋。

4.设备的材质与耐腐蚀性  

   在一些特殊环境中，如高温、高湿度、酸碱腐蚀等条件下，布袋除尘器的材质需要具备更高的耐腐蚀性和耐热性。根据使用环境的不同，选择适当的材质来延长设备的使用寿命。

布袋除尘器的优点

布袋除尘器凭借其高效、节能、易维护等优点，成为许多行业首选的除尘设备：

1.高效除尘  

   布袋除尘器的过滤效率通常可以达到99%以上，能够有效去除微小的粉尘颗粒，确保排放达到环保标准。

2.节能与环保  

   由于采用了优化的气流设计和高效的过滤系统，布袋除尘器不仅能降低能耗，还能减少企业的排放量，符合绿色发展要求。

3.维护简单，成本低  

   布袋除尘器的维护较为简单，滤袋的更换和清灰过程也较为便捷。长期使用下来，维护成本相对较低，设备的使用寿命较长，给企业带来较好的经济效益。

4.适应性强  

   布袋除尘器能够适应多种工况条件，不论是温度较高、湿度较大，还是粉尘浓度较高的环境，布袋除尘器都能提供稳定的除尘效果。

结论

布袋除尘器凭借其优越的除尘能力、低维护成本以及高效能，成为了现代工业中不可或缺的重要环保设备。在水泥、化工、冶金等行业的广泛应用，不仅帮助企业有效解决了粉尘污染问题，也为改善空气质量、提升工作环境安全性做出了贡献。随着环保要求的不断提高，布袋除尘器将继续发挥其独特的优势，为企业的可持续发展提供强有力的技术支持。

目前，生活垃圾无害化处置方式主要分为填埋、焚烧和堆肥等，而我国的垃圾处理采用的是填埋为主，焚烧和堆肥为辅的策略，这将占用大量的土地资源。随着地价的上升，城市环境要求的不断提高，以及公众环保意识与诉求的日益高涨，垃圾填埋变得不再经济和安全，越来越多的城市开始采用垃圾焚烧处理。

的处置方法和现状

在我国，对于垃圾焚烧飞灰处置有着相当严格的规定。在GB18485—2014《污染控制标准》中要求对垃圾焚烧飞灰分别收集、贮存和运输，并按危险废物处理。在环发[2001]199号《危险废物污染防治技术政策》第9.3条中对生活垃圾焚烧飞灰的收集与处置做出了明确的规定，要求此类危险废物不能与其他类型的废物混合，且不得在产生地长期贮存，不得进行简易处置，必须进行必要的固化和稳定化处理之后方可运输，这大大提高了垃圾焚烧飞灰的处置难度。

目前，对于垃圾焚烧飞灰常用的处置方法包括稳定化技术和资源化利用技术。其中稳定化技术主要包括水泥固化、熔融固化、化学稳定化、酸和其他溶剂对重金属的提取等。其中水泥固化成本相对较低，对飞灰中化学性质的变动具有相当的承受力，且技术成熟，设备简单；熔融固化可以实现二恶英的分解，且不会产生重金属溶出现象；化学药剂稳定化，以及酸和其他溶剂对重金属的提取方法能够在不改变飞灰的物理状态的条件下，降低部分投资运行成本，同样也不会产生重金属溶出。飞灰资源化利用的途径包括制作建筑材料，如陶瓷和玻璃等；用于路基或者筑坝，主要是代替部分砂作为填充层，或掺入水泥中替代部分水泥生成水泥固化体作为道路支撑层，但极易对土壤和地下水造成污染；飞灰中由于含有一定的K、P和Cu等元素，因此，还能用于治理酸性较强的土壤。

除此之外，飞灰还能用于污泥的调节和脱水，取代粉煤灰用于烟气净化，用作脱硫剂等。但是，这些处置技术对于飞灰的消耗较少，不能对飞灰的处置起到根本性的改观，且极易造成土壤和地下水的污染。焚烧飞灰作为危险废物，对其进行综合利用必须要满足无害化的前提，处置过程不能带来二次污染。近年来国际上新兴的水泥窑协同处置技术，在利用水泥窑高温环境将飞灰稳定脱毒的同时，节约了部分水泥生产原料，并且整个过程不会对生产系统和水泥熟料产品产生影响，该项技术已逐步成为焚烧飞灰资源化利用新的重点发展方向之一。

水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰的主要优势

1.替代了部分原料

由于垃圾焚烧飞灰的主要成分与水泥生产所需的原料相差不多，因此能够用于替代部分原料烧制水泥熟料。垃圾焚烧飞灰的主要成分是CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、SO3、K2O和Na2O，其中CaO的质量分数13.13%~35.56%之间，其次是SO3和SiO2，这使得在生料的成分调配上比较容易，可以实现部分原料的替代。有研究人员将焚烧飞灰直接掺入已经按生产率值配好的水泥生料中，发现当焚烧飞灰替代原料比例低于5%时，不会影响熟料的抗压强度指标。

2.能够有效去除二英等有机污染物

水泥窑内温度较高，其火焰温度在1700~1900℃，大型预分解窑可高达2100℃，物料温度也达到1450℃，这个温度要高于危险废物焚烧要求的1100℃。

有研究表明，当物料在超过1100℃的区域内停留时间长达8s时，有害成分焚毁率可达99.99%以上，二英和呋喃类有机物能够得到彻底分解，同时由于水泥窑烟气在200~450℃区域冷却较快，很大程度上降低了这类物质的再次合成。

3.减少酸性有害气体的排放

水泥窑中的碱性气氛有利于酸性气体的吸附，特别是稳定性强的含Cl-有机物，对SO2、HCl和HF有较强的中和作用，有效抑制酸性物质的排放，便于尾气的净化。

4.将重金属的污染程度降至最低

将垃圾飞灰直接掺入水泥中替代部分水泥生成水泥固化体，在使用过程中极易对土壤和地下水造成污染，而经过水泥窑的强氧化气氛后，可以有效避免重金属在还原性气氛下挥发，并且在熟料煅烧过程中，重金属能够固化在水泥熟料中，有效阻止了飞灰中重金属的溶出，整个过程也不会产生灰渣，避免二次污染的产生，窑灰的回用和烟气的循环能使重金属多次固化，有效避免了污染的扩散。掺杂了飞灰的矿渣硅酸盐水泥已经成为我国水泥行业的一个主要水泥品种，并且得到市场的认可，不仅避免了纯粹采用煅烧或熔融工艺的高能源消耗，降低了飞灰的处理费用，同时飞灰的加入也代替了日益短缺的水泥生产原材料。

5.降低飞灰处置成本

采用水泥窑协同处置焚烧飞灰不需要建设成套的处理设备和烟气净化设施，只需要在现有工艺基础上进行一定程度的调整，这大大降低了飞灰的处置成本。

水洗预处理技术可有效去除有害物质

我国大部分地区垃圾焚烧飞灰中Cl-的含量在7.41%~15.21%之间，若直接作为水泥工业原料，极易引起窑系统结圈、结球和预热器堵料等事故，影响设备运转率和水泥熟料质量。另外，在我国GB175—2007《通用硅酸盐水泥》标准中增加了“水泥生产中允许加入≤0.5%的助磨剂和水泥中的氯离子含量必须≤0.06%”，因此在进行协同处置前，必须对飞灰中Cl-含量进行控制，大量的研究表明，水洗预处理技术能够很好地去除飞灰中的Cl-。

研究者在水洗焚烧飞灰中Cl-的研究中发现，当水灰比为8：1时，Cl-的洗脱率变化趋于平稳，在水洗时间10min、水洗温度50℃、水洗1次时，Cl-的去除率达93.71%以上。马保国等人在不同水洗条件下对垃圾焚烧Cl-和硫的去除效果进行了比较，结果表明，采用水洗的方式既能有效去除飞灰中Cl-杂质又不会造成飞灰中钙质与硅质的流失，并通过试验确定当水灰比为10：1水洗时间为10min时，飞灰中的Cl-含量降至0.76%，水洗效果相对经济，随着水灰比增大到20：1和30：1，飞灰中的Cl-含量分别下降至0.71%和0.68%，没有发生明显变化。

研究者等研究了不同水灰比水洗条件下对焚烧飞灰中Cl-洗脱效率的影响，其结果表明，当水灰比大于4：1时，水洗时间为10min时，水洗1次，飞灰中Cl-的洗脱率高达93%以上。水洗时间、温度以及水洗步骤对于飞灰中Cl-的洗脱效果影响较小，而水灰比是影响飞灰中Cl-洗脱效果的最主要因素。水洗飞灰经烧结后其中的Pb、Cd和Ni的浸出浓度明显降低，并且在800℃烧结温度下各项重金属浸出浓度都能达到相应的控制标准。

水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰不仅实现了垃圾焚烧飞灰资源化处置的目的，而且替代部分水泥原料，具有良好的社会效益、环境效益和经济效益。为了能够进一步推广垃圾焚烧飞灰的水泥窑协同处置技术的应用，不仅需要降低飞灰水洗废水的处置成本，而且也需要引起全社会的重视，降低因垃圾焚烧飞灰填埋而造成的潜在的危险，实现焚烧飞灰真正的资源化利用。

近年来,我国对转炉炼钢烟气的粉尘排放浓度要求越来越严,部分地区钢铁企业已经提高到了10mg/Nm3甚至5mg/Nm3的要求。这样就引出了诸多新的在转炉干法系统上的应用。针对系统的几种低排放技术进行了探讨,并对其优缺点进行了论述。

1 概述

转炉炼钢烟气的净化回收系统目前主要有以下3 种：①湿法除尘系统（OG 法）。转炉产生的高温烟气经过汽化冷却烟道冷却至800～1 000 ℃，然后经过文氏管及脱水器的作用，将系统内的大部分粉尘除去。②干法除尘系统。采用蒸发冷却器与电除尘器有机结合起来的方法，蒸发冷却器捕集大颗粒粉尘，电除尘器捕集细颗粒粉尘。③半干法除尘系统。结合干法系统和湿法系统的部分优点，采用“蒸发冷却器+环缝文氏管”的结构，系统内既有蒸发冷捕集的干灰，也有环缝收集下的污泥。三种技术路线各有各的特点，但从节能降耗、排放等角度来看干法系统优势更明显。因此，转炉煤气干法除尘系统是国家发改委编制的《国家重点节能低碳技术推广目录（2017 年本，节能部分）》第三项，也是国家钢铁工业协会大力推广的“三干、三利用“中的重点技术。

2 转炉干法除尘系统工艺

转炉煤气干法除尘系统工艺流程如图1 所示。

转炉在冶炼过程中产生的高温烟气（1 400～1 600 ℃）经汽化冷却烟道冷却，温度降至800～1 000 ℃，然后通过蒸发冷却器继续冷却，烟气温度降至250 ℃左右，降温的同时对烟气进行了调质处理，使烟气中粉尘的比电阻更有利于电除尘器的捕集。烟气中30%～40%的粗粉尘被蒸发冷却器所捕集。调质的烟气经荒煤气管道自然冷却，烟气温度降至约150 ℃，进入圆形电除尘器，经电除尘器净化后含尘量可达15 mg/Nm3 以下。捕集到的粉尘为干态，可以通过汽车运出，送至烧结厂回收再利用。

风机采用变频器变频调速，可实现流量跟踪调节，以保证煤气回收的数量与质量，节电降耗。煤气切换站由2 个液压驱动的杯阀所组成。当烟气符合回收条件时，回收杯阀打开，放散杯阀关闭。烟气通过回收杯阀进入煤气冷却器，经喷淋冷却将温度由150 ℃降至70 ℃以下进入煤气柜。当烟气不符合回收条件时，放散杯阀打开，回收杯阀关闭，烟气通过放散杯阀由放散烟囱点火放散。

3 转炉干法除尘系统的排放现状

新建的转炉干法除尘系统经检测排放含尘浓度的平均值可达15 mg/Nm3 以下。但目前国家对部分地区排放有了更高的要求。国务院办公厅还发布了《关于印发大气污染防治行动计划实施情况考核办法的通知》，对各地各种大气污染进行了强制规定。因此，很多钢铁企业对排放提出了更高的要求——排放含尘浓度的平均值≤10 mg/Nm3。

但电除尘器本身受限于高比电阻粉尘引起的反电晕、振打引起的二次扬尘及微细粉尘荷电不充分等电除尘器固有的技术瓶颈，很难实现出口排放浓度稳定≤10mg/Nm3。在这样的背景下就提出了对转炉煤气干法除尘系统进行技术路线的研究。

4 终端精除尘路线

4.1 干法电除尘器后增加湿式电除尘器

在原干法除尘系统放散杯阀之后，放散烟囱之前增加湿式圆筒型电除尘器。烟气经过转炉煤气干法电除尘器净化后，粉尘含尘量在15 mg/Nm3 以下。然后经过湿式电除尘器进一步精除尘，可使烟气排放浓度远低于10 mg/Nm3，甚至在5 mg/Nm3 以下。

此种方案湿式电除尘器必须采用圆筒型，保证烟气在湿电内的柱塞状流通，设备不存在死角，可降低爆炸的可能性，而圆筒型湿电又可以设计成为立式和卧式两种。立式湿电一般采用蜂窝式，相对电场风速较卧式湿电可以大一些。但由于采用立式结构，除尘器只能制作一个电场。因此，一旦电场出现问题，整个除尘器将无法使用，冶炼必须停止。卧式湿电一般采用板线式，可设置两个或更多的电场保证系统的稳定。一个电场故障时，不影响系统的稳定运行，不会造成停产。但相对与立式湿电，其投资费用要高很多。

无论采用卧式湿电或立式湿电，均会给整个系统增加爆炸的可能性，对系统的稳定性、可靠性要求更高。增加湿式电除尘器的缺点有以下几个：①循环水量、能耗增加。在干法电除尘器之后增加湿电还需要解决一个问题，就是要喷水降温使烟气饱和。进入湿电前要通过喷淋冷却将烟气温度降至60 ℃以下，使烟气饱和，保证湿式电除尘器的除尘效率。②喷水降温后烟气饱和，烟囱出口会出现“白烟羽”现象。部分地区是明确要求必须进行“脱白”治理的，其一次投资和运行维护费用非常高。③必须增加一套水处理及污泥处理装置，费用增加基本占了整个系统费用的15%～25%。④末端增加湿电的技术路线，引入了爆炸的可能性。因此，不建议采用末端增加湿式电除尘器去保证排放的技术路线。

4.2 “煤冷前移”路线

“煤冷前移”路线如图2 所示。

传统干法的工艺路线是符合煤气回收的烟气经过回收杯阀进入煤气冷却器，而不符合煤气回收的烟气则由放散杯阀经放散烟囱点火放散。“煤冷前移”是将切换站后的“煤气冷却器”前移，移至切换站之前，即无论是否符合煤气回收条件，烟气都必须经过“煤气冷却器”冷却及喷水除尘，再次净化后的烟气经过切换站进行回收和放散过程。

“煤冷前移”路线的优点：经过再次水浴除尘，粉尘排放浓度可以由15 mg/Nm3 降低至10 mg/Nm3 以下。

“煤冷前移”路线的缺点：①无论烟气回收与否，均需要经过“煤冷”，这必然会增加大量的阻力，造成系统能耗增大。②经过水浴后，烟气中将含有大量雾滴，如果不进行除雾，则会造成烟囱“下雨”现象；增加除雾装置就会相应增加投资和运行费用。③经过水浴除尘后，烟气中含湿度增大，由原来的不饱和烟气变成饱和烟气，在烟囱排放的过程中，必然会出现“白烟羽”的现象，引入了新的烟气“脱白”需求。④原有工艺。当煤气冷却器出现故障，可以采用紧急放散，继续冶炼，隔断煤冷进行检修。而“煤冷前移”后，一旦煤气冷却器出现问题，将必然导致停产检修煤冷，直接影响生产的连续性。

5 结束语

“煤冷前移”作为保证出口排放浓度的一种新技术路线，其经济性十分好，但是需要引入“除雾器”和“烟气脱白装置”。一次投资和运行费用都有较高的涨幅，但相对于湿式电除尘器而言，无论是投资费用和运行费用都基本只占湿电的1/5，因此，在粉尘浓度提出排放10 mg/Nm³以下要求时，干法电除尘器后采用“煤冷前移”是性价比非常高的选择。

摘要：在脉冲清灰过程中，粉尘脱落主要是由于滤袋上粉尘层的变形而引起的。在整个清灰机理中脉冲喷吹形成的滤袋压力是主要清灰机制。脉冲喷吹时，滤袋由袋口至袋底连续出现膨胀变形，压力峰值从滤袋口到滤袋底部依次出现，并且出现的先后随滤袋部位的变化而有所不同。通过实验的方法对滤袋脉冲清灰过程喷吹管和滤袋上的压力进行研究，根据实验结果分析其变化规律，供设计参考。

关键词：袋式除尘器；脉冲喷吹；压力分布；压力峰值；滤袋

引言

近年来，各国的工业生产发展非常迅速，工业粉尘排放量逐步上升，对人体健康、大气环境及运行设备等都会产生直接或间接的影响。随着社会不断的进步和人们环保意识的提高，以其高效的除尘效率在很多工业部门得到了广泛的应用。在袋区中，滤袋寿命、运行阻力是除尘器的重要性能指标，这些因素还会引起除尘效率的降低，而袋区除尘清灰效果的好坏会直接影响到滤袋寿命和运行阻力。随着除尘技术的发展，各种清灰方式的优胜劣汰，目前使用较多的清灰方式为反吹风清灰和，脉冲喷吹清灰以强清灰能力、高过滤速度和低运行阻力在电力、水泥、冶金等行业得到了更广泛的应用。

目前研究清灰效果的方法主要有两类，一类是实验方法，一种是计算机模拟。近些年计算机技术的快速发展为计算机模拟提供了方便，但计算机模拟也是建立在实验基础上的，且实验的数据更具有可信性。搭建脉冲喷吹实验台，用于研究喷吹过程中的清灰效果。以实验台为基础，分析了滤袋脉冲喷吹清灰过程中喷吹管和滤袋上的压力分布以及滤袋内的压力峰值等参数的变化，实验结果既可以用于计算机数值模拟参考，同时对电袋复合除尘器袋区清灰装置的结构设计和实际应用起到参考和指导作用。

1 实验装置

1.1 实验装置简介

滤袋脉冲喷吹清灰实验台根据工程实际应用的滤袋长度按1：1全尺寸设计的作为超长滤袋脉冲喷吹清灰研究实验平台，滤袋长度规格为8m~10m，直径为φ160mm，喷吹管直径分为φ89mm、φ108mm、φ114mm三种规格，设计为分段法兰连接的可调节式，行喷吹滤袋数量可以在14~35区间按实验条件实际需要进行选择。在不同规格、参数、结构和实验条件下通过该实验台测试分析清灰性能，在实验过程中根据喷吹滤袋数量选择相适应的喷吹管组合安装，不同规格喷吹管分别对应相应口径脉冲阀。

通过对国内外工程上常用各种品牌、规格口径的脉冲阀 (3寸、3.5寸、4寸、5寸)设定100ms、150ms、200ms脉冲阀导通时间以及0.25MPa、0.3MPa、0.35MPa、0.4MPa、0.45MPa、0.5MPa的喷吹压力进行喷吹测试，对以上各参数组合匹配采集分析相关数据，寻找各项综合性能指标均最优的组合。

该实验平台主要由实验台模型本体、压力传感器、加速度传感器、空压机、低压控制柜、中控机和计算机采样远程控制技术组成，建立了一套远程终端控制的滤袋脉冲喷吹清灰过程研究实验系统。

采集系统将自动获取相关实验数据，包括气箱、储气罐喷吹前后的压力和温度、大气压力、环境温度、环境湿度、喷吹管内和滤袋内各测量点压力，以及自动计算标况下喷吹耗气量。

示意图如图1、图2所示，旨在通过测试滤袋上的压力峰值和最大反向加速度的分布，分析清灰效果最佳所允许的滤袋最大长度及喷吹滤袋的数量，应用于工程实际指导，从而节约成本、减少占地面积，提高电袋复合除尘器的整体性能。

图1-实验台喷吹系统示意图

图2-数据采集系统示意图

1.2 实验方法与工况

本次实验是在喷吹管上布置10个压力传感器，滤袋上布置6个压力传感器，在相同工况下脉冲阀对滤袋喷吹实验通过安装在储气罐、气箱、喷吹管、滤袋上的传感器全面获得喷吹量、喷吹管内压力分布、滤袋内压力分布等数据，经计算机软件处理后获得实验结果，每次采集10组数据计平均值。

根据工况要求，对脉冲喷吹实验台进行调整，换装某品牌4寸脉冲阀和10m长直径φ160mm滤袋，将14个喷嘴和各种数量喷嘴喷吹短管组合对接成28个喷嘴喷吹管，喷吹管总长度7313mm，直径φ114mm。喷嘴长度50mm，直径φ26mm，在喷吹管和第1~28条滤袋上布置压力传感器，靠近脉冲阀一侧的滤袋编号为1，沿喷吹管气流方向滤袋编号依次为2到28。各参数设定值：脉冲宽度150ms、喷吹压力0.35MPa，采样时间1s，其中喷嘴两侧开孔，作用是诱导引射喷嘴外面的空气，提高清灰效果。

2 喷吹量及压力分布研究

2.1 喷吹压力与喷吹量关系的测试

下面以某品牌4寸脉冲阀，喷吹管直径为φ114mm条件下，在脉冲阀导通时间设定为150ms时为例进行实验，其他参数条件不变的情况下，测量了喷吹压力0.25~0.5MPa区间脉冲阀喷吹所消耗的压缩空气体积，实验得出：喷吹量与喷吹压力呈线性关系，具体数值见表格1。

表1 某品牌4寸脉冲阀在脉冲宽度为150ms各喷吹压力下压缩空气的喷吹量

2.2 喷吹管内压力分布

喷吹管内压力分布趋势通过布置在喷吹管上的10个压力传感器测点获得，位置布置如图3所示，实心箭头所指位置为传感器安装位置，传感器安装与喷嘴同心。

依照实验工况，采集10组数据求平均值作为参考数据，如图3布置通过10个测点的压力曲线图可得到以下数据和结论：

图3 传感器位置布置示意图

气流压力值抵达各采集点用时依次为0.029s、0.030s、0.031s、0.032s、0.036s、0.042s、0.044s、0.046s、0.048s、0.050s，从测点采集数据显示压力到达时间趋势沿气流方向呈线性逐渐增大。气流从1号喷嘴移动到距离7000mm处的28号喷嘴耗时约22ms，通过计算气流平均速度约320m/s左右。

气流压力峰值抵达各采集点用时依次为0.084s、0.083s、0.082s、0.078s、0.072s、0.067s、0.065s、0.063s、0.061s、0.059s，从测点采集数据显示压力峰值到达时间趋势沿气流方向逐渐减小。气体进入喷吹管后高速射流，瞬间抵达尾部，在气流从气箱流向喷吹管尾部的整个过程中受压缩反冲膨胀后，逐渐将动能转变为压力能，此时气体沿着喷吹气流反方向运动。膨胀气体从尾部返回到第1个喷嘴所耗时约22ms。

采集点气流压力峰值依次为0.181MPa、0.184MPa、0.186MPa、0.190MPa、0.193MPa、0.197MPa、0.199MPa、0.201MPa、0.206MPa、0.211MPa，从测点采集数据显示压力峰值沿气流方向呈线性逐渐上升。受喷吹管尾部封板影响28个喷嘴处的气流压力峰值沿气流方向逐渐增大。第28个喷嘴与第1个喷嘴的压力峰值比较差值约+0.023MPa左右。实验结果表明靠近喷吹管尾部其对应的滤袋清灰力度较大。

2.3 滤袋内压力峰值分布

在实验初期，为了能更准确的测量滤袋上的压力分布状况，首先在1号滤袋上较密集的开40个孔用于安装压力传感器进行实验，找出了压力峰值曲线的3个拐点分别为到滤袋口距离455mm处(压力最大值)、7815mm(压力最小值)、9945mm(滤袋底部压力上升为较大值)，在这3个拐点基础上，在滤袋上分布6个测点，测点位置如图4所示。

图4 10m滤袋测点位置示意图(mm)

1号滤袋到28号滤袋分别在如图4所示的离滤袋口455mm、2615mm、4165mm、7815mm、9165mm、9945mm位置布置测试点安装压力传感器。实验得出：压力峰值的最大值都出现在第1个测点处(距滤袋口455mm)，压力峰值的最小值都出现在第4个测点处(距滤袋口7815mm)；从第1个测点到第4个测点，压力峰值逐渐减小，从第4个测点到第6个测点，压力峰值逐渐增大，因此从滤袋口至下，压力越来越小，直到底部，气体积压，压力略微上升。28个滤袋上形成的压力分布整体趋势基本是一致的，从第1号滤袋至第28号滤袋压力值有增大趋势，图5为1号、28号滤袋压力分布曲线对比图，这和喷吹管上压力分布沿气流方向逐渐增大的趋势是一致的。

图5 1号袋、28号袋压力分布对比

分析数据和曲线可知，在距滤袋口400~2600mm处，脉冲气流速度比较大，充分膨胀，此处的压力变化非常剧烈，压力峰值较大，大约在3.5~12kPa之间。距滤袋口2600mm至滤袋底部处，脉冲气流逐渐衰减，压力峰值逐渐减小，压力峰值为1.2~3.5kPa，压力变化比较缓慢，在7815mm附近达到最小值1.2~1.8kPa，由于到达滤袋底部的气体受压迫并反冲，7815mm之后压力开始上升，至滤袋底部时压力值为1.9~2.1kPa，此处的脉冲气流速度很小，压力虽然有所上升，但压力曲线变化已非常平缓了。因此通常采用压力峰值在滤袋上、中、下部的分布状况来判断滤袋的清灰效果的好坏。

3 结论

(1)借助于现有的实验台模型，模拟与工程现场相同的工况下，测量了脉冲喷吹清灰过程中喷吹管和滤袋上的压力变化规律，可以指导计算机数值模拟。

(2)气体进入喷吹管后高速射流，瞬间抵达尾部，在气流从气箱流向喷吹管尾部的整个过程中受压缩反冲膨胀后，逐渐将动能转变为压力能，膨胀气体由喷嘴高速射出，诱导周围空气形成射流气流到达滤袋，在滤袋内形成径向反吹气流进行清灰。

(3)沿气流方向喷吹管上测点压力值由近端到远端逐渐上升变大，而滤袋上压力值曲线趋势同样出现相似规律。

(4)压力峰值由袋口至袋底依次出现，滤袋内外压差急剧变化，使得原本吸附在滤袋表面的粉尘层脱落。位于滤袋口的上部位置压力大，清灰力度大，随着脉冲气流逐渐衰减，压力也随之减小。因气体在滤袋底部受压迫并反冲，因此在距离滤袋底部大约2200mm的位置压力处于最低点，而不在最底部。