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论新型超细梯度结构滤料的性能研究及应用

北极星大气网  来源:元琛科技    2016/5/20 13:50:57  我要投稿  

北极星大气网讯:摘要:针对大气污染物排放浓度标准的日益严格,本文介绍一种新型超细梯度结构滤料,通过研究实际电厂粉尘粒径,针对性选用标准粉尘,模拟分析现场工况对新型超细梯度结构滤料的过滤性能特点,并同覆膜滤料和普通PPS滤料进行对比。最后介绍了其在内蒙古某电厂以及河南某电厂实际工程中的使用情况,具有良好的应用效果和推广意义。

关键字:梯度结构;表层过滤;排放浓度

前言

近年来,我国电力、水泥、钢铁、有色金属、化工等行业发展迅速,产能先后位居世界第一;由此带来的大气污染问题也日益突出[1]。随着“雾霾”天气现象在我国中东部地区大范围出现,反映了大气污染治理迫在眉睫。2013年9月,国务院在《大气污染防治行动计划》(简称大气污染防治“国十条”)中提出,中国地级及以上城市的可吸入颗粒物浓度到2017年要比2012年下降至少10%。并且多次修订大气污染物排放标准,现行大气污染物排放标准与《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)的规定相比对电厂、钢铁、水泥三大颗粒物重污染行业提出了更为严格的排放标准,普遍为30~50 mg/m3,而且逐步对现有企业和新建企业均执行统一的排放控制限值[2],其中重点污控区的烟尘允许排放浓度标准更加严格。

随着人们对于环保意识的加强以及新环保法的制订与实施,我国燃煤发电厂要走近零排放的路径基本确定,自发地做近零排放以及超低排放改造的企业也越来越多。可以预见袋式除尘技术将会成为微细颗粒物治理设备的主流[3,4],滤袋作为袋式除尘器的核心部件,具有除尘效率高、适应性强、运行稳定可靠,便于回收物料等优点。实际经验证明,经过传统滤料结构的滤袋除尘后,其粉尘浓度一般都在 30 mg /Nm3左右;然而对于近零排放或超低排放,传统的滤袋已经满足不了使用要求,需要更加精细的滤料结构来进一步提高过滤精度、降低烟尘排放浓度。因此,开发和探索新型滤料结构替代传统滤料结构形式已显得尤为重要。

1新型超细梯度结构滤料简介

传统的滤料采用面层、基布层和底层三层的夹心对称结构,通过针刺或者水刺作用形成紧密的滤料结构,过滤方式多为深层过滤;在实际工作中,滤料过滤含尘烟气时,粉尘粒子能够进入滤料内部,由于筛滤、碰撞、滞留、扩散、静电等[5]效应细微粒易于堵塞纤维之间的孔隙,使得除尘器的阻力上升增加,粉尘残留率较高,清灰频率较频繁。

新型超细梯度结构滤料采用纤度/密度分级组合的梯度结构:表层过滤层由超细纤维形成致密层、迎尘层填充有普通纤维层,中间层为高强低伸基布,里层为易于空气通过的粗孔层;从内而外里层、基布、迎尘层、致密层形成纤度梯度结构。该梯度层状结构的设计有利于滤饼形成,依靠滤料表层的超细纤维层对粉尘进行截留,只有少数细微颗粒会进入滤料内部,但由于滤料内部“喇叭状”的特殊结构,这些颗粒不会在内部停留,将被气流直接带走,使滤料过滤精度高且保持较大的透气量,提高粉尘的捕集效率,降低设备运行阻力。

覆膜滤料一般为表面过滤。薄膜微孔孔隙与烟气粉尘粒径相当,能够阻挡粉尘当中的微细颗粒物,起到粉尘初层的作用,主要优点在于PTFE膜表面光滑使得粉尘颗粒的捕集效率高,过滤精度高,清灰效果好[6];主要的缺点在于PTFE膜的孔隙小,其过滤阻力大,实际工作中过滤风速不能过高,并且对滤料基材的要求较高,同时PTFE膜在运输、安装中容易脱落、破膜;因此,膜的质量和覆膜技术决定了滤料的性能及使用寿命[7]。

作者:徐辉 杨东 刘江峰 周冠辰 朱朋飞(单位:元琛科技)

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