鍋爐煙氣凈化用濾料選型及確定

應用領域

供熱、電站鍋爐煙氣凈化袋式除塵器；

燃煤、燃氣鍋爐煙氣凈化袋式除塵器；

秸稈直燒發電鍋爐煙氣凈化袋式除塵器；

燃料混燒鍋爐煙氣凈化袋式除塵器；

垃圾焚燒及垃圾加煤混燒鍋爐煙氣凈化袋式除塵器；

生活、醫療垃圾焚燒鍋爐煙氣凈化袋式除塵器。

博格推薦

PPS材質過濾材料；

PPS、P84、PTFE二種或三種纖維的復合材質過濾材料；

PTFE、玻璃纖維復合過濾材料。

工況分析及濾料的選取與確定

鍋爐煙氣凈化使用的袋式除塵器一般要求與鍋爐設備大修期同步，30000小時的濾料（濾袋）使用壽命現已成為火電廠要求的基本使用期。除如供熱鍋爐、秸稈發電鍋爐等有特殊要求之外，一般要求濾料的使用壽命秸稈發電鍋爐為16000小時，供熱鍋爐為3個供熱期。但是，同為燃煤電站鍋爐煙氣除塵，國內的應用條件與國外存在差異，所以在選取濾料時要著重分析煙氣性能特點，并應注意以下幾點：

（1）燃用煤種：國外鍋爐通常燃用精煤，而我國則以燃用原煤為主，在熱值、灰份、含S量等方面都存在差異；

（2）設備技術：國外發達國家使用的鍋爐等相關設備自動化程度較高，而國內設備普遍存在著手動與自動相結合的狀況，這對煙氣各項特性的穩定性具有很大的影響；

（3）鍋爐設備：國外發達國家的鍋爐設備相對都比較先進，國內還存在大量的中小設備（尤其是早期鍋爐），此外還有鍋爐新舊程度的不同；

（4）能源綜合利用：燃用高爐煤氣，造成煙氣量和含塵濃度較大幅度的波動、氣體成分變化、煙氣溫度升高等。

（5）燃燒方式、排煙方式等方面也存在一定的差異。

因此，造成濾料應用環境表現為四高一大一低（排放煙氣溫度高，煙氣中SO2、NOX含量高；煙氣中含氧量高；含塵濃度大；要求濾袋阻力低）。由于燃煤鍋爐排放的煙氣條件相對比較惡劣，將影響濾料（濾袋）使用壽命。因此在袋式除塵器使用濾料時，借鑒但不盲目照搬國外同行技術及經驗，應考慮國內鍋爐實際情況，針對性地選用濾料。

（一）一般工況

目前的電廠機組鍋爐袋式除塵器濾袋材質大多選用PPS針刺氈濾料。也有選用PPS+P84復合纖維針刺氈濾料，P84纖維含量在20%左右。主要針對鍋爐煙氣排放溫度或除塵器進口溫度在170℃以下，燃用低硫煤的鍋爐。

PPS學名聚苯硫醚，英文名Poly Phenylene Snlfide（簡稱PPS），PPS纖維全球范圍內只有少數幾家大型化學公司生產，日本公司的產品占據著主導市場。日本東洋紡（TOYOBO）公司的注冊商標為PROCON／普抗、日本東麗（TORAY）公司產品的注冊商標為TORCON／特利通、美國飛利浦（PHILIP）公司的注冊商標為RYTON／萊頓。

P84學名聚酰亞胺，P84纖維截面與PPS纖維棒狀相比呈多葉狀，它的不規則的纖維斷面使纖維表面積增大，增加針刺氈透氣性，具有降阻增效的效果。P84纖維系奧地利LENZING公司獨家生產。

PPS纖維由于其較好的耐酸堿腐蝕性在很多工況條件下得到應用，用其制成的針刺過濾氈在電廠鍋爐煙氣凈化等領域發揮了重要作用。PPS纖維因其具有強度的完整保持性和內在的耐化學性，可以在一定的環境中保持良好的過濾性能，并達到理想的使用壽命。在燃煤鍋爐、垃圾焚燒爐、電廠粉煤灰的集塵處理等領域的脈沖袋式除塵器中得到廣泛的應用。PPS過濾氈在一般工況條件下表現出卓越的過濾性能，其應用條件主要取決于PPS纖維性能，燃煤煙氣除塵比較適宜使用的條件為：

工作溫度。長時工作煙氣溫度120—160℃；

含氧量。煙氣含氧量在8%或以下的場合均可適用；

含硫及氮氧化物量。煙氣中SO2含量<800mg/m3；NOx含量<700mg/m3，NO2含量<15mg/m3；

灰分。燃煤灰分<30%；

煙氣濕度。煙氣中含水量<12%；

鍋爐運行啟動前，需進行預涂灰；

噴油點爐、鍋爐爆管、煙氣超溫時不宜直接進入袋式除塵器，需設旁路煙道；

袋式除塵器設計過濾風速1.0m/min左右，除塵器設計阻力1500Pa。

正常運轉的袋式除塵器濾袋保障使用壽命30000h。為了降低濾料阻力，增加耐溫能力，采用PPS+P84復合纖維針刺氈。

（二）特殊工況

PPS纖維在傳統的高溫粉塵收集領域中，主要是以單一規格的PPS纖維針刺成氈的形式出現。由其制成的濾袋表現出PPS的良好特性，主要是抗酸堿腐蝕、抗水解性能好。但是由于中國燃煤鍋爐的先天特點特殊，如含硫量高、粉塵大、含氧量高、含水分高等，常規的PPS針刺氈在中國電廠等工礦中使用時效果不是很好。為了解決這些問題，世界各國濾料生產廠家相繼開發出了各種改進型的PPS針刺氈產品，如PPS覆膜濾料和博格公司的HBT/PPS梯度特種濾料。主要針對除塵器進口煙氣特性為高溫、高濕、高硫，或脫硫裝置與除塵器同時運行狀態，排煙溫度在170℃以上。

為了降低濾料阻力，對采用單一細度PPS纖維制作的濾料針刺氈（簡稱常規濾料）進一步改進為采用不同細度的PPS纖維制作的具有纖維梯度結構的濾料針刺氈（簡稱梯度濾料），參見圖1。命名為HBT/PPS針刺氈濾料，華博特簡稱HBT。

主要技術特點為：

（1）針刺氈截面結構上采用纖維細度逐層加大的梯度層次結構，它由表層超細纖維層、細纖維層、基布、粗纖維層4層構成。纖維越細，透氣通道越致密。梯度濾料特點：纖維在濾料中采取從迎塵面到凈氣面細度逐漸增加的趨勢，形成前密后疏的流體通道，由傳統針刺氈的等寬繞流通道改變為前窄后寬的梯形繞流通道，使得濾料中過濾孔徑就象一彎曲的喇叭形，迎塵面孔徑很小，接近于覆膜濾料，過濾精度很高，越靠近凈氣面，孔徑越大，這樣在過濾當中粉塵不易堵塞濾料的微小細孔，透氣性好，從而降低濾料的壓降，減少清灰次數，節約能源，同時還能延長濾料的使用壽命。

（2）借鑒了覆膜濾料表面過濾技術。把傳統的單一細度纖維或混合纖維制作的針刺氈轉變為梯度纖維針刺氈，過濾方式由“表層+深層”轉變為“表層過濾”，超細纖維形成的濾料面層阻擋微細塵粒能力提高。

前窄后寬的梯形通道使濾料內層不易集塵，保持濾料長期運行而濾料固有阻力上升變化速度減緩。

表層采用超細纖維層，超細面層使針刺氈表面更致密，阻擋微細塵粒能力提高，而且表面易清灰。不同過濾方式示意圖見圖2。

（3）對針刺氈纖維采用PTFE（聚四氟乙烯）浸漬處理，使纖維表面涂有PTFE膜，參見圖4。提高纖維的耐腐蝕耐氧化耐溫能力，增強濾料憎水性。

（4）對針刺氈纖維采用有機硅浸漬處理，增強纖維的耐磨能力、濾料憎水性和耐溫能力。

采用通過各項技術改進后，濾料性能得到顯著改善，可以延長濾料使用壽命。改進后濾料的主要使用技術指標為：煙氣溫度120—180℃，煙氣中SO2含量<2000mg/m3、NOx含量<1200mg/m3，含氧量<10%，除塵器阻力1200Pa。