过滤除尘器的主要种类
1 袋式过滤除尘器
袋式除尘器是目前使用最多的过滤式除尘器。其除尘效率高,对亚微米级粉尘也有很高的除尘效率,不会造成二次污染,便于直接回收干料。袋式除尘器在大气污染的治理方面做出了巨大贡献,目前国内外应用越来越广,已占除尘设备的80%。但在燃煤电厂锅炉高温除尘等方面,袋式除尘技术尚未能完全适应,有待进一步改进和完善,这与滤材性能提高和技术进步密切相关。
对于袋式除尘器,新滤袋的除尘效率不高,滤袋使用一段时间后,陆续通过筛滤、碰撞、拦截、扩散、静电和重力沉降等6 种除尘机理,使得粗尘粒首先被阻留,并在网孔之间产生“架桥”现象,很快在滤布表面形成一层所谓粉尘初层。在以后的除尘过程中,初层便成了滤袋的主要过滤层,而滤布只起着支撑骨架作用。粉尘初层形成后,使滤布成为对粗、细粉尘皆有效的过滤材料,过滤效率剧增。对于1μm 以上的尘粒,主要靠惯性碰撞;1μm 以下的尘粒,主要靠扩散:总的过滤效率可达99%以上。研究在不同条件下各种机制对除尘效率的影响,有助于控制影响袋式除尘器的工作条件,改善袋式除尘器的工作性能。
滤料是组成袋式除尘器的核心,其性能对袋式除尘器操作有很大影响。选择滤料时必须考虑含尘气体的特征,如粉尘和气体性质(温度、湿度、粒径和含尘浓度等)。性能良好的滤料应容尘量大,吸湿性小,效率高,阻力低,使用寿命长;同时具备耐湿、耐磨、耐腐蚀、机械强度高等优点。
袋式除尘器的滤料种类较多。按滤料材质分,有天然纤维、无机纤维和合成纤维等。按滤料结构分,有滤布和毛毡两类。按连续使用的温度(干态),可把滤料分为三类:低于130℃为常温滤料;130~200℃为中温滤料;高于200℃为高温滤料。可耐200℃以上高温的常用滤料种类及其特性如表2 所示。
2 颗粒床过滤除尘器
颗料床除尘器是利用物理和化学性质非常稳定的固体颗粒如硅砂等组成过滤层,通过颗料间的空隙和曲折通道来发挥过滤作用,实现对气体的除尘。颗粒床除尘器具有耐高温、持久性好的优点,且能连续自清灰而实现连续过滤除尘,除尘效率一般在90%以上,最高可达99%。
3 全滤饼式过滤除尘器
全滤饼式过滤除尘器(表面过滤器)的滤材仅仅起一个支撑滤饼的骨架作用,系统始终维持在一个最优的滤饼厚度范围内,让粉尘形成的滤饼高效过滤粉尘。它具有耐高温(~1000℃),不易结雾,不易堵塞,清灰效果好,操作维修方便,价格低等特点,对于超细粉尘(5μm 以下) 的烟气排放浓度可控制在5mg/Nm3 以下,特别适用于处理粘附性强及吸湿性强的粉尘。
4 烧结多孔金属过滤除尘器
烧结金属除尘是利用烧结金属多孔材料对含尘气体进行净化。烧结多孔金属过滤器可以对5μm 以下的尘粒进行精细除尘。在常温下,多孔金属材料具有整体强度好(强度是陶瓷材料的数倍),不发生断裂,长期工作稳定等优点。但是在高温下,其强度和
耐蚀性低于陶瓷材料。
5 多孔陶瓷过滤除尘器
随着高温除尘技术的发展,对除尘设备的简单化、高温化、高效化要求日趋强烈,而陶瓷制品恰恰具有耐高温的独特优势,因此环保工作者对陶瓷过滤器日益关注。
从20 世纪70 年代以来,世界先进国家一直不断研究各种材质和结构的多孔陶瓷过滤器,用来进行高温过滤除尘,已取得了良好效果。多孔陶瓷的主要物理性能指标是孔隙率,渗透率,弯曲强度。研究表明:与其他类型的除尘器相比,多孔陶瓷过滤器的除尘效率高,可达99%以上,能除去5μm 以上的尘粒,且结构简单,最重要的是耐高温,工作温度可达800℃以上,并且在氧化、还原等高温环境下具有良好的抗腐蚀性,因此多孔陶瓷过滤器在高温除尘方面可起重要作用。
多孔陶瓷的制造方法主要有无粘结剂烧结工艺、反应烧结工艺和化学蒸汽渗透工艺。制造多孔陶瓷的材料分为氧化物材料(氧化铝、堇青石等)和非氧化物材料(碳化硅、氮化硅等)。选择和设计多孔陶瓷的材料和制备工艺,对陶瓷过滤器的性能及价格
都有直接影响。
陶瓷过滤器按其结构型式可分为陶瓷纤维袋式陶瓷过滤器、织状陶瓷过滤器、烛状(或管状)陶瓷过滤器、交叉流式陶瓷过滤器、蜂房式过滤器几种。按陶瓷材料特性又可分为刚性陶瓷过滤器、柔性陶瓷过滤器。
陶瓷纤维过滤器和织状过滤器的柔度较大,故称为柔性陶瓷。该种陶瓷的形状极易改变,可做成多种形状,其核尺寸较大,晶格密度较小。其组成材料包括:各种配比的氧化硅、氧化铝、氧化硼组合;氧化铝、氧化硅石组合;碳化硅、氧化硅组合。美国西屋公司生产的织状柔性陶瓷过滤器AB312 由氧化铝、氧化硼、氧化硅按3∶1∶2 构成的陶瓷纤维编织而成,除尘效率达99.9%以上;德国Essen 大学研制的陶瓷纤维过滤器由氧化铝和氧化硅纤维组合而成,能承受900℃的高温,除尘效率达99.9%;德国BWF 公司生产的真空成型陶瓷纤维管耐温>1000℃,抗热冲击性好。
烛状过滤器、交叉流式过滤器、蜂房式过滤器均属刚性陶瓷过滤器。刚性陶瓷过滤器材料可用氧化物、非氧化物及其混合物组成。最普遍的氧化物包括氧化铝、多铝红柱石(3Al2O3·2SiO2)、堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)、火烧粘土及氧化物陶瓷纤维。非氧化物包括:粘土结合的碳化硅、烧结的氮化硅、再结晶碳化硅及碳化硅强化纤维。刚性陶瓷的核尺寸较小,晶格密度较高。见报道的日本Asahi 公司生产的均质堇青石陶瓷滤管孔径为40 ~60mm, 耐温达1000℃,抗热冲击性较好。
泡沫陶瓷过滤器是一种气孔率高达70%~90%、体积密度只有0.3~0.6g/cm3,具有三维立体网络骨架和相互贯通气孔结构,强度没有方向性变化的多孔陶瓷制品。泡沫陶瓷使用方便,价格便宜,制造工艺简单;通常用回弹性高、孔径均匀的泡沫塑料作为前驱体浸渍陶瓷料浆烧制而成。它除了具有耐高温、耐腐蚀等一般陶瓷所具有的性能外,且具有密度小、气孔率高、比表面积大,对流体自扰性强等特点。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”