葛文飛

（國能懷安熱電有限公司，河北 張家口 076150）

1 煙塵來源分析及相關要求

燃料是通過燃燒產生熱量和經(jīng)濟效益的物質的總稱，被廣泛開發(fā)使用的常規(guī)燃料有煤炭、石油、天然氣等。它們在自然界中經(jīng)歷過漫長量變與質變，物理與化學過程是其燃燒過程，主要包括分解、氧化、聚合，同時由于燃燒條件、燃料成分等不同，燃料燃燒后煙氣含系列物質，有固體懸浮顆粒、未完全燃燒燃料以及燃燒后產物、氧化劑等，因此，燃料燃燒過程中煙氣隨之產生出污染物，對大氣環(huán)境造成污染。

我國是煤炭能源的儲耗大國，根據(jù)一次能源儲量檢測資料，我國目前能源總儲量約為4 050 億t 標準煤，能源總儲量居世界第三位。煤炭燃燒后煙氣含系列物質，有固體懸浮顆粒、未完全燃燒燃料以及燃燒后產物、氧化劑等，煙氣隨之產生出CO、SO2、硫化物、NOx以及懸浮顆粒物等污染物，對大氣環(huán)境造成污染。

2014 年，河北省發(fā)布工業(yè)和民用燃料煤地方標準（DB 13/2081—2014），對非發(fā)電工業(yè)用煤質量使用煤炭全硫、灰分以及揮發(fā)分提出了明確要求，燃煤灰分是直接影響煙塵排放的最直接指標，見表1。

表1 河北省非發(fā)電工業(yè)用煤質量指標

2 國內外除塵技術現(xiàn)狀

我國除塵器種類形式繁多，除塵技術不斷發(fā)展完善和演化，早一些的有旋風除塵器、多管旋風除塵器，濕式除塵器有濕式水膜、低壓文丘里除塵器，再到目前廣泛使用的袋式除塵器，隨著日趨嚴格的燃煤鍋爐煙氣排放標準，電袋復合除塵器得到開發(fā)利用。

20 世紀70 年代我國的燃煤鍋爐煙氣除塵技術應運而生，1970—1980 年十年間是旋風除塵器的高速發(fā)展期，隨著逐漸提高的顆粒物排放標準，旋風除塵器除塵效率不能滿足工作要求，此時高效性能的濕電和電除塵器突顯。20 世紀80 年代后，我國引進國外除塵技術，應用推廣了電除塵器。近些年，我國研究袋式除塵器濾袋進展方面取得突破，并推廣應用。據(jù)統(tǒng)計，對微粒粒徑范圍在0.1～0.3 μm 的粉塵顆粒的袋式除塵器和靜電除塵器脫除效率可達99%以上，但二者也存在壓降大及運維費用高等問題，為此，電袋復合除塵技術得到應用[1]。

世界各國逐步在嚴格規(guī)范燃煤煙氣排放標準，煙氣除塵技術是現(xiàn)階段研究的熱點課題。袋式除塵器和靜電除塵器是現(xiàn)在應用最廣泛的技術。日本布袋除塵器和靜電除塵器使用率極高，兩類技術的銷售額基本占全部90%以上。同時，隨著大型化發(fā)展的燃煤鍋爐設備，煙氣除塵設備也在逐步發(fā)展大型化，國外已經(jīng)有500～600 m2的電除塵器，可處理煙氣體積達到幾百萬m3/h。

3 主流除塵工藝的分類.

環(huán)境治理推薦主流除塵工藝主要有：旋風除塵器、袋式除塵器、水膜除塵器、靜電除塵器、電袋除塵器等。五款典型除塵器對比，見表2。

表2 典型除塵器優(yōu)缺點的比較

由表2 可以看出，布袋除塵器除塵效率高，造價及運行費用較低，同時可以提高干法脫硫的脫硫效率。其他除塵器即使建設成本低，但運行成本較高，除塵效率也不夠高。綜合表2 可以看出，燃煤鍋爐顆粒物濃度能滿足《河北省燃煤鍋爐大氣污染物排放地方標準（DB13 1516—2020）》的除塵設施，主要有布袋除塵器、靜電除塵器和電袋除塵器，而靜電除塵器對煤質要求高，易產生二次揚塵，在長期使用后，大部分設備性能都會降低；電袋除塵器是一種集袋式除塵和電除塵優(yōu)點的綜合工藝，除塵效率高、運行穩(wěn)定，無粉塵特性，適應性強，過濾阻力小，造價高，運行成本高[2]。

4 調查研究除塵工藝情況

以河北省某市的典型燃煤供暖企業(yè)作為調研對象，通過對其實地走訪調查研究，了解區(qū)域供暖企業(yè)除塵設施的建設情況和煙氣處理能力進行調查研究、分析測算和綜合評價。

采用的調查方法主要包括：

1）實地走訪調查研究法。通過采用實地走訪調查研究法以及評估，對河北省某市的多個企業(yè)燃煤鍋爐除塵設施進行實地調查，并對調查結果做了記錄，統(tǒng)計分析，獲得調查分析結果。

2）定量評估測算法。通過對河北省某市區(qū)供熱企業(yè)的除塵設施的過濾面積、過濾風速等基本指標進行系統(tǒng)的分析和測算，以期對各企業(yè)的袋式除塵器的配置能力進行系統(tǒng)的綜合評價。

經(jīng)走訪，某市供熱企業(yè)大多采用布袋除塵工藝。

影響布袋除塵效率的因素主要包括布袋除塵器過濾面積、過濾風速、布袋材質、倉室分隔、清灰方式等因素。布袋除塵器過濾面積的計算公式為式（1）和式（2）：

式中：S 為過濾面積，m2；S1為單條圓形濾袋的面積，m2；D 為濾袋的直徑，m；L 為濾袋的長度，m；n 為除塵器內布袋的數(shù)量。

過濾風速的計算公式為式（3）：

式中：V 為過濾風速，m2/s；S 為濾袋過濾面積，m；Q 為煙氣量，m3/h。

經(jīng)調研走訪，某市供熱企業(yè)采用的除塵工藝的調查研究的統(tǒng)計分析，研究結論包括以下幾點：

1）某市供熱企業(yè)采用的除塵工藝主要為布袋除塵器。

2）通過對布袋除塵器設施參數(shù)進行分析計算，過濾風速為每分鐘過濾面積與煙氣量的比值，過濾風速在0.8 m/min 以下的有6 家企業(yè)，過濾風速越低除塵效果較穩(wěn)定；過濾風速在0.9 m/min 以上的難以長期穩(wěn)定達標排放。

3）清灰倉室為循環(huán)清灰模式，因此清灰倉室越多，對穩(wěn)定除塵的影響越小，除塵性能越穩(wěn)定，80 t 以上的鍋爐清灰倉室設置8 個以上較為適宜；40～65 t燃煤鍋爐設置6 個以上清灰倉室為合理。設置倉室較為合理的有14 家企業(yè)。

4）濾袋材質采用的PPS+PTFE 有8 家企業(yè)，除塵效果較穩(wěn)定較好；濾袋材質采用的非覆膜濾料的企業(yè)，除塵穩(wěn)定效果較差。

5 結語

通過對河北省某市各供熱企業(yè)除塵設施調研，供熱企業(yè)大多采用布袋除塵器。經(jīng)對設施主要參數(shù)分析測算，河北省某市部分供熱企業(yè)采用布袋除塵設施的企業(yè)中設施配置能力較好、具備長期穩(wěn)定達標能力。其余企業(yè)布袋除塵設施需進一步優(yōu)化除塵器配置。