降尘设备设备设计

过滤元件

过滤元件可以由棉毛纤维、玻璃纤维或各种化学纤维经过纺织（或针刺）成滤料，再缝制成垂直悬挂的滤袋，不同场合要选用不同的滤料。在滤袋上收集到的粉尘通过周期性的机械抖动、过滤后的烟气反吹或压缩空气的脉冲反吹等途径使布袋变形而将灰清除。

烟气能够通过滤袋和滤料表面所形成的滤饼（滤床）是依靠滤层两边的压差—这个压差通常称为管板压差d.p.（有时也称为滤床压差）。飞灰收集中，一个特殊的参数是过滤烟速——每分种每平方米的滤布所过滤的气量。滤床的压差d.p.是与烟速呈线性比例关系，因此也与烟气流量呈线性比例关系。

这个固定的比例关系系数通常称为滤阻。按此定义，滤阻与烟气流量无关，有点类似于电阻的概念。我们把平均的过滤速度表示为，气布比——它是烟气量与整个过滤面积之比（单位用m3/m2/min表示）。这个参数在布袋除尘设备的选择和设计中是一项非常重要的技术指标。

布袋除尘设备其余的压力损失是由布袋除尘设备进口法兰之间的烟道和挡板门所产生的。这个压降的大小与烟气的流速的平方成正比关系，因此整个布袋除尘设备的压降Δp.与烟气量是二次方的关系。

Δptotal=K1Q1 K2Q2

K1=Kdrag/A(Kdrag=滤阻，A=过滤的表面积)

K2=烟气道和挡板门的压损系数

Q=烟气量

除尘设备的性能用可处理的气体量、气体通过除尘设备时的阻力损失和除尘效率来表达。同时，除尘设备的价格、运行和维护费用、使用寿命长短和操作管理的难易也是考虑其性能的重要因素。

设备概况

我国静电除尘技术已经发展成熟，主要技术水平进入了国际先进行列。

1、行业技术水平及特点

本行业技术水平及特点主要体现在以下几个方面：

（1）生物纳膜抑尘被科技部、环境保护部发布的《大气污染防治先进技术汇编》收录

生物纳膜抑尘技术，生物纳膜是层间距达到纳米级的双电离层膜，能最大限度增加水分子的延展性，并具有强电荷吸附性；将生物纳膜喷附在物料表面，能吸引和团聚小颗粒粉尘，使其聚合成大颗粒状尘粒，自重增加而沉降。

（2）云雾抑尘被科技部、环境保护部发布的《大气污染防治先进技术汇编》收录

云雾抑尘技术是通过高压离子雾化和超声波雾化，可产生1μm~100μm的超细干雾；超细干雾颗粒细密，充分增加与粉尘颗粒的接触面积，水雾颗粒与粉尘颗粒碰撞并凝聚，形成团聚物，团聚物不断变大变重，直至最后自然沉降，达到消除粉尘的目的。

（3）湿式收尘被科技部、环境保护部发布的《大气污染防治先进技术汇编》收录

湿式收尘技术是通过压降来吸收附着粉尘的空气，在离心力以及水与粉尘气体混合的双重作用下除尘；独特的叶轮等关键设计可提供更高的除尘效率。

（4）静电除尘技术已处于成熟应用阶段，但排放浓度难以达到新的控制标准要求

目前，我国静电除尘技术已经发展成熟，主要技术水平进入了国际先进行列。

静电除尘技术在火电厂等高温烟气除尘治理应用领域应用较为成熟。由于除尘机理的限制，静电除尘技术的除尘效率已难有较大提高，新建静电除尘系统一般可以控制其排放浓度在100mg/m3左右。同时，除尘效率因受烟尘比电阻变化影响大，在实际运行中，燃用燃料的不确定性致使工况烟气参数偏离设计值，从而导致烟尘排放浓度往往远高于设计的排放控制值。随着国家对烟气污染控制要求不断提高，对微细粉尘的排放要求日趋严格，静电除尘技术正面临着严峻挑战。

（5）袋式除尘技术正处于快速发展阶段

与静电除尘技术相比，袋式除尘技术起步较晚。通过引进国外先进技术并消化吸收，我国的袋式除尘技术取得了长足的进步，各种袋式除尘器技术日趋先进、完善和齐全，滤料技术、清灰技术、配件等已逐步形成产业规模，部分袋式除尘设备性能已达到了国际先进水平。经过袋式除尘过滤的含尘废气，烟尘排放浓度已经可以达到5mg/m3，且投资、运行维护费用逐步下降，滤袋寿命不断延长。随着我国对烟气污染控制的要求不断提高，袋式除尘技术得到了越来越广泛的应用，正处于快速发展阶段。

（6）电改袋及电袋复合式技术正在兴起

随着国家对工业烟气污染控制要求不断提高，静电除尘技术面临着严峻挑战，部分原使用静电除尘设备的企业，因为达不到排放要求，不得不将静电除尘设备改造为袋式除尘设备，这种方式简称为“电改袋”；同时，考虑到我国现有高温工业烟气除尘大部分使用静电除尘设备，已有的前期投入较大，国内部分除尘设备主机制造企业采用“电袋复合式除尘”技术将原有静电除尘设备的后端部改造为袋式除尘器，变静电除尘为“电袋复合式除尘”。

2、行业特有的经营模式

袋式除尘器是除尘系统中的核心设备，系统设计与配置专业性强，且客户需求的个性化程度较高，一般需要为特定的应用场合进行客户化的定制。行业内生产企业一般通过招投标方式获得订单，根据用户需求组织产品设计、生产、安装及调试。生产企业主要负责设计及核心部件的生产，配套件则通过向专业生产商采购方式取得；生产企业根据订单要求将各种核心部件和配套件组装成产品。在这种模式下，核心部件生产在生产企业内部进行，能够保证对技术诀窍的控制，并按照较高的质量标准实施严格的质量控制流程，产品品质能够得到有效保障，但由于产能所限，订单承接能力受到一定程度制约。

3、行业的周期性、区域性或季节性特征

随着国家环保要求的提高，袋式除尘设备应用需求不断扩大，本行业目前正处于稳定发展期，成长势头良好，不存在明显的周期性特征。作为微细粉尘排放控制的有效手段，袋式除尘器广泛应用于水泥、钢铁、有色金属、电力、机械、化工、市政等20多个行业48，下游各行业的周期性并不完全重合，能够一定程度上熨平本行业的经营波动，部分下游行业的周期性波动对袋式除尘设备市场需求的影响不大。

除尘设备的组成

除尘设备的组成(3张)

由于水泥、钢铁、有色金属、电力等下游行业客户分布相对不均衡，客户的项目所在地就是本行业的业务所在地。因此，本行业具有一定的区域性特征。同时，本行业不存在明显的季节性特征。

除尘设备由箱体及泡沫产生设备、泡沫分配器、泡沫喷头及支架组成，该系统与矿用泡沫抑尘专用液配合使用,对矿山采掘工作面及掘进隧道等地点的粉尘进行有效的治理。

功能特点

除尘设备是利用井下的除尘水管和压风管路，在水中加入一定的添加剂，引入风压，通过专用设备，完成吸料---混料---发泡等一系列工艺流程，产生泡沫，通过分配器、喷头支架组件喷洒至尘源上。泡沫通过良好的覆盖、湿润、黏附等方式作用于粉尘，有效地降低采掘面上的粉尘浓度，极大地改善了采掘工作面的工作环境，提高井下作业人员的工作效率，有效降低采掘一线职工尘肺病的发病率。

泡沫抑尘与其它湿式抑尘方式相比，用水量可减少50%～80%，抑尘效率比喷雾洒水提高3～5倍。泡沫抑尘具有以下特点：

1、泡沫能够无空隙地覆盖尘源，从根本上阻止粉尘向外扩散；

2、液体形成泡沫后，总体积和总表面积大幅度增大，增加了与粉尘的碰撞效率，净化井下采掘面的工作环境；

3、泡沫的液膜中含有特制的添加剂，能迅速改变粉尘的湿润性能，增加粉尘被湿润的速度；

4、泡沫具有很好的粘性，粉尘和泡沫接触后会迅速被泡沫黏附。

5、抑制掘进机截齿和煤岩作用产生的火花，杜绝由此产生的瓦斯和煤尘爆炸事故。

6、耗水量小，避免了水雾除尘耗水量大而引起的综掘机沉陷，提高了工作效率。

7、除尘效率高，大力改善了掘进机司机的视线，消除由此带来的安全隐患，并提高了断面质量和生产效率。

(1)机械力除尘设备包括重力除尘设备、惯性除尘设备、离心除尘设备等。

(2)洗涤式除尘设备包括水浴式除尘设备、泡沫式除尘设备，文丘里管除尘设备、水膜式除尘设备等。

(3)过滤式除尘设备包括布袋除尘设备和颗粒层除尘设备等

(4)静电除尘设备。

(5)磁力除尘设备。

机械力

惯性除尘设备是使含尘气体与挡板撞击或者急剧改变气流方向，利用惯性力分离并捕集粉尘的除尘设备。惯性除尘设备亦称惰性除尘设备。

惯性除尘设备分为碰撞式和回转式两种：前者是沿气流方向装设一道或多道挡板，含尘气体碰撞到挡板上使尘粒从气体中分离出来。显然，气体在撞到挡板之前速度越高，碰撞后越低，则携带的粉尘越少，除尘效率越高。后者是使含尘气体多次改变方向，在转向过程中把粉尘分离出来。气体转向的曲率半径越小。转向速度越高，则除尘效率越高。

惯性除尘设备的性能因结构不同而异。当气体在设备内的流速为10m/S以下时，压力损失在200一1000Pa之间，除尘效率为50%一70%。在实际应用中，惯性除尘设备一般放在多级除尘系统的第一级，用来分离颗粒较粗的粉尘。它特别适用于捕集粒径大于10μm的干燥粉尘．而不适宜于清除粘结性粉尘和纤维性粉尘。惯性除尘设备还可以用来分离雾滴，此时要求气体在设备内的流速以1—2m/s为宜。

生物纳膜

生物纳膜除尘设备是近年来在国外开始兴起的除尘设备，运用了当今最先进的生物纳膜技术，通过将BME纳膜喷附在物料表面，最大限度的抑制物料在生产加工过程中产生粉尘。这类除尘技术属于粉尘散发前除尘，相比其他的在生产后除尘，具有很大的优势，使得在物料生产的整个过程中，都能够有效地控制粉尘的散发。破碎过程中产生的粉尘都聚集成细料，最终成为成品料，能增加0.5%-3%的产量，除此之外，还能有效防治PM2.5、PM10污染，符合国家有关环保及节能减排技术政策。相比湿式除尘和袋式除尘来说，生物纳膜抑尘没有水污染，制剂对环境不会产生副作用，不影响成品料品质，投入成本较低，适用于矿山、建筑、采石场、堆场、港口、火电厂、钢铁厂、垃圾回收处理等场所的粉尘污染治理。纳膜除尘已在海外有不同的应用，目前在国内多省市也逐步开始应用。

洗涤式

喷淋式除尘设备是在除尘设备内水通过喷嘴喷成雾状，当含尘烟气通过雾状空间时，因尘粒与液滴之间的碰撞、拦截和凝聚作用，尘粒随液滴降落下来。

这种除尘设备构造简单、阻力较小、操作方便。其突出的优点是除尘设备内设有很小的缝隙和孔口，可以处理含尘浓度较高的烟气而不会导致堵塞。

又因为它喷淋的液滴较粗，所以不需要雾状喷嘴，这样运行更可靠，喷琳式除尘设备可以使用循环水，直至洗液中颗粒物质达到相当高的程度为止，从而大大简化了水处理设施。所以这种除尘设备至今仍有不少企业采用。它的缺点是设备体积比较庞大，处理细粉尘的能力比较低，需用水量比较多、所以常用来去除粉尘粒径大、含尘浓度高的烟气。

常用的喷淋式除尘设备依照气体和液体在除尘设备内流动型式分为三种结构：

(1)顺流喷淋式,即气体和水滴以相同的方向流动

(2)逆流喷淋式,即液体逆着气流喷射

(3)错流喷淋式,即在垂直于气流方向喷淋液体。

气雾式

气雾式除尘改变了传统意义上的喷淋式除尘设备所引起的体积比较大、除尘能力低、用水量大的缺点，大大提高了除尘效果。

系统技术原理

实施重力降尘及水雾压尘，通过压力将液体和气体输送到喷嘴，液体和气体在喷头处混合产生细小的雾化液滴喷出喷嘴外，从而产生直径在1um-10um极小的水雾颗粒，对悬浮在空气中的粉尘进行有效的吸附，快速凝聚成颗粒受重力作用而沉积下来，达到抑制粉尘，改善环境的目的。

系统具有良好的雾化调节功能，可通过改变气体和液体的压力来调整雾化装置，从而达到理想的气体流率与液体流率之比，提供微细液滴尺寸的喷雾。

电除尘

电除尘设备是火力发电厂必备的配套设备，它的功能是将燃灶或燃油锅炉排放烟气中的颗粒烟尘加以清除，从而大幅度降低排入大气层中的烟尘量，这是改善环境污染，提高空气质量的重要环保设备。它的工作原理是烟气通过电除尘设备主体结构前的烟道时，使其烟尘带正电荷，然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘设备通道。

由于带正电荷烟尘与阴极电板的相互吸附作用，使烟气中的颗粒烟尘吸附在阴极上，定时打击阴极板，使具有一定厚度的烟尘在自重和振动的双重作用下跌落在电除尘设备结构下方的灰斗中，从而达到清除烟气中的烟尘的目的。由于火电厂一般机组功率较大，如60万千瓦机组，每小时燃煤量达180T左右，其烟尘量可想而知。因此对应的电除尘设备结构也较为庞大。一般火电厂使用的电除尘设备主体结构横截面尺寸约为25~40×10～15m，如果在加上6米的灰斗高度，以及烟质运输空间密度，整个电除尘设备高度均在35米以上，对于这样的庞大的钢结构主体，不仅需要考虑自主、烟尘荷载、风荷载，地震荷载作用下的静、动力分析。同时，还须考虑结构的稳定性。

电除尘设备的主体结构是钢结构，全部由型钢焊接而成，外表面覆盖蒙皮（薄钢板）和保温材料，为了设计制造和安装的方便。结构设计采用分层形式，每片由框架式的若干根主梁组成，片与片之间由大梁连接。为了安装蒙皮和保温层需要，主梁之间加焊次梁，对于如此庞大结构，如何均按实物连接，其工作量与单元数将十分庞大。

按工程实际设计要求和电除尘设备主体结构设计，主要考察结构强度、结构稳定性及悬挂阴极板主梁的最大位移量。对于局部区域主要考察阴极板与主梁连接处在长期承受周期性打击下的疲劳损伤；阴极板上烟尘脱落的最佳频率选择；风载作用下结构表面蒙皮（薄板）与主、次梁连接以及它们之间刚度的最佳选择等等

1、除尘技术的发展概况除尘技术的应用发展与我国工业化进程密切相关。除尘技术一般包括机械式除尘、湿式除尘、静电除尘和袋式除尘。

机械式除尘是利用粉尘的重力沉降、惯性或离心力分离粉尘，其除尘效率一般在90%以下，除尘效率低、阻力低、节省能源。

湿式除尘是利用气液接触洗涤原理，将含尘气体中的粉尘分离到液体中，以去除气体中的粉尘。其除尘效率稍高于机械式除尘，但易造成洗涤液体的二次污染。

静电除尘是将含尘气体通过强电场，使粉尘颗粒带电，在其通过除尘电极时，带正/负电荷的微粒分别被负/正电极板吸附，从而去除气体中的粉尘。静电除尘器除尘效率较高，但其除尘效率受粉尘比电阻的影响很大，易导致除尘效率不稳定。20世纪90年代以后，静电除尘器在火力发电、水泥窑等高温、大烟气量、工况较复杂的烟尘污染治理中应用广泛。袋式除尘器是利用纤维滤料捕集含尘气体中的固体颗粒物，形成过滤尘饼，并通过过滤尘饼进一步过滤微细尘粒，以达到高效除尘的目的。袋式除尘技术可以稳定地达到很高的除尘效率，粉尘排放量可以达到5mg/m3以内，且除尘效率不受粉尘比电阻等粉尘特性的影响。一般来说，粒径小于10微米的粉尘（即可吸入颗粒物）对人类健康影响较大，袋式除尘器对可吸入颗粒物具有很高的分离效率。袋式除尘器在处理常温烟气（<120℃）污染中应用范围逐步扩大，随着耐高温滤料及脉冲清灰等技术的进一步发展，袋式除尘器凭借优异的除尘性能，在处理高温、高浓度烟气治理领域中得到越来越广泛的应用。

随着工业化和城市化进程的加快，我国大气污染日益严重，大气污染物排放标准日趋严格，高除尘效率的静电除尘器、袋式除尘器得到了广泛应用。当前，静电除尘和袋式除尘是我国主流的除尘技术。

袋式除尘器较静电除尘器在节能减排方面具有更大的优势，在国家排放标准越来越严格的形势下，使用袋式除尘器将成为控制粉尘污染的主要选择。

2、除尘设备行业发展概况除尘设备主要应用于水泥、钢铁、有色金属、电力、机械、化工、垃圾焚烧等粉尘污染严重的行业。除尘设备行业总产值变化情况与国内外经济发展环境、下游行业发展状况等紧密相关。近年来，我国除尘设备总产值（销售收入）有所波动，由2005年的139.98亿元增加至2008年的290.07亿元，年均复合增长率达到27.49%。2009年，受国际金融危机影响，我国水泥、钢铁、有色金属、机械等行业发展增速大幅度回落，部分行业产值甚至出现负增长，从而使得我国除尘设备行业总产值暂时出现小幅下降。