| 
摘 要：对目前所存在的电袋除尘器从结构上进行分类，对其除尘机理进行初步研究，分了目前电袋除尘器的技术特点包括关键技术、主要优点和存在的问题，可知电袋除尘器应前景广阔。
关键词：电袋除尘器；除尘机理；电除尘；袋除尘
1.前言
随着经济的快速发展，人民生活水平的日益提高，国家对大气质量控制要求越来越严，同时也对除尘设备的性能及可靠性提出了更高的要求。我国工业使用的除尘器绝大多数达不到烟气排放浓度50mg/Nm3新环保标准[1]，电袋复合式除尘器的研制与应用，是针对现实市场需求，开发的一种新型高效节能稳定的除尘技术。国内对电袋复合式除尘器技术的研究与开发在上世纪九十年代基本处于空白状态，仅有少数研究院所对荷电后的粉尘影响布袋捕集效率的关系做过一些实验研究。直到进入二十一世纪以后，电袋技术才逐渐被人们所关注，但大部分处于小型试验开发阶段。根据国外的相关资料介绍：美国是国际上较早开始电袋复合除尘器研究的国家，并已在一些发电厂应用。国内第一台电袋复合式除尘器于2002年推出，并在水泥厂成功投入工业运行。2004年，这种新型除尘器应用于电站锅炉除尘改造工程，创造了电力行业的应用实例，使这一技术的实践领域不断拓宽。
2.电袋除尘器结构类型目前常见的电袋复合式除尘技术有以下几类：
2.1静电布袋串联式：
(“前电后袋”式)电袋复合除尘器将前级电除尘和后级袋除尘有机地串联成一体，其结构形式如图1所示，烟气先经过前级电除尘，充分发挥其捕集中高浓度粉尘效率高(80％以上)和低阻力的优势，进入后级袋除尘时，不仅粉尘浓度大为降低，且前级的荷电效应又提高了粉尘在滤袋上的过滤特性，使滤袋的透气性能和清灰性能得到明显改善，其使用寿命大大提高。
2.2静电布袋并列式：
这种方式是将一排滤袋和一组电极相间排列，实现了电除尘与袋式除尘机理的有机融合，其形式如图2所示。它既适用于新建的设备，也适用于老电除尘器的改造[3]。图2静电布袋并列式进口气流直接进入电除尘器区，像通用电除尘器一样穿过放电区，这可将至少90%的粉尘捕集和对剩余粉尘预荷电。气流通过打孔集尘板的孔洞扩散到滤袋中，随着区域长度增长，进入滤袋中的气流持续地减少。在电除尘器区未捕集的颗粒被滤袋表面收集，滤袋满足这种高效颗粒捕集系统的要求。所有气流都必须通过滤袋，然后经清洁空气增压室排出系统。当滤袋需要清灰时，这两种技术的协同作用被使用。当滤袋脉冲冲洗时，电除尘器在高效捕集布袋表面的粉尘块方面起到了重要作用，因此极大减少粉尘从滤袋跑掉的可能性。
2.3静电增强型：
(预荷电+布袋)该形式在结构上类似“前电后袋”式，只是“前电”主要用来对粉尘荷电，收尘主要是由在后的滤袋来完成。同样，由于电荷效应大大提高了粉尘在滤袋上的过滤特性，使滤袋的透气性能和清灰性能得到明显改善，滤袋清灰次数减少、使用寿命提高。相对于“前电后袋”式，存在滤袋粉尘负荷未减少，运行阻力大、费用高等不足。
2.4电袋一体化式：
此种形式又称嵌入式电袋复合除尘器。嵌入式电袋复合除尘器是对每个除尘单元，在电除尘中嵌入滤袋结构，电除尘电极与滤袋交错排列。嵌入式电袋复合除尘技术的主要技术特点和原理与串联式电袋复合除尘技术相似，如图3所示。这种电袋除尘在国外已有成功应用．总除尘效率在99.993％～99.997％范围[4]。图3电袋一体化式
3.电袋除尘器除尘机理及其技术优势：
3.1除尘机理：
粉尘在电场中充分荷电除去粗尘,也就是说除去粒径较大的，剩下荷电不充分但可在电场中被极化进入滤袋除尘，而覆膜滤袋对微细粉尘有很高的除尘效率。因此可以结合各种除尘机理使不同粒径粉尘达到最佳收集效果。以期让烟尘达到“零排放”。由此可见，电袋除尘器的关键技术在于：
(1)如何确定电除尘和布袋除尘的除尘负荷的合理分担，实现在同一除尘器内同时满足电除尘和布袋除尘的运行条件，以保障电袋复合除尘器的高效稳定经济运行。
(2)如何保证前级电场的高效稳定可靠运行，前级电场的收尘效率对后级布袋的粉尘负荷有很大影响，前级电场收集下越多的粉尘，流到后级布袋的粉尘越少，同时，粉尘荷电越充分，越有利于整台除尘器的性能改善，并且前级电场高效稳定可靠的运行特性至关重要。
(3)如何优化电场与布袋之间的气路联接和气流分布，实现布袋除尘区各个滤袋流量和粉尘负荷均布的同时，提高布袋过滤风速。
(4)如何有效地降低电袋复合除尘器的系统阻力，研究电袋除尘的高效稳定经济运行的关键技术，包括清灰和温控等问题。
3.2主要优点：
电袋复合除尘器作为静电除尘器和布袋除尘器的有机结合,充分发挥了两种除尘器各自的优势。同常规静电除尘器、布袋除尘器相比，电袋复合除尘器具有以下优点：
(1)机理科学，技术先进可靠常规静电除尘器除去烟气中80％～90％的粉尘通常只需要一级电场即可实现。其它的几个电场用来除去剩下的10％～20％的粉尘。复合除尘器充分利用了静电除尘器特性，又发挥了布袋除尘器性能稳定、除尘效率高的特点。同时，静电布袋除尘器利用静电除尘、布袋除尘两种现有的成熟除尘技术，技术可靠性高，研发相对容易。
(2)压降小，滤袋寿命长同布袋除尘器相比，电袋复合除尘器的布袋单元负荷低，压力损失小，因而可以选择较长的清灰周期和较低的喷吹压力，延长了滤袋的寿命。
(3)除尘效率不受粉尘特性影响，效率稳定，适应性强复合除尘器能发挥布袋单元对煤种适应范围广泛、受锅炉负荷变化及烟气量波动影响小、不受粉尘比电阻的影响等特性，使整体除尘效率稳定可靠。
(4)结构紧凑，占地面积小与布袋除尘器相比，静电单元除去了大部分的粉尘，大幅降低了滤袋负荷，因而可以选择较高的过滤风速，所需滤袋数量少，结构紧凑，占地面积减少。同时，可以选择较大的滤袋间距，解决了脉冲布袋除尘器因滤袋较密而在清灰时引起二次扬尘和再收集问题。
(5)除尘效率高，对微细粉尘分级除尘效率高电袋复合除尘的除尘效率能达99.9%以上，能实现出口粉尘排放浓度低于30 mg/m3，从运行的电袋复合除尘器来看，粉尘排放浓度可以低于10 mg/m3；粉尘荷电后，静电力作用增强，对细微粒子的捕集效率也有所增强。
(6)除尘费用低在初投资上，静电除尘单元只设一级电场，可以避免静电除尘器高昂的设备费和土建费：布袋除尘单元中，所需滤袋少，滤袋以及相应设施的费用也大大减少。在运行费用上，阻力小，能耗低，滤袋更换周期增长，总的运行费用比同容量的静电除尘器和布袋除尘器都低。由分析可知，静电布袋复合除尘器技术优势明显，经济性突出。从我国燃煤电厂除尘现状来看，该技术非常具有开发的必要性。
3.3存在问题电袋复合除尘器也存在需要解决的问题，包括以下几点：
(1)静电除尘单元和布袋除尘单元之间的结合形式，结合间烟气分配的均匀性问题大型静电除尘器通常采用卧式，但在布袋除尘单元，烟气要求从下向上流动，而气流的均匀性既影响静电除尘单元的除尘效率，又影响布袋除尘单元中布袋的寿命。因此，需要研究烟气流场分点，采取适当的布风措施，既满足烟气在静电除尘单元和布袋除尘单元都能均匀分布，又尽量减少压力损失。
(2)供电条件和电极配置结构、结构参数的优化问题选择合适的供电条件和电极配置结构、结构参数有利于降低设备费用；合理分配静电除尘单元和布袋除尘单元的负荷，便于系统的整体优化。
(3)选择合理的布袋除尘单元的参数。根据进入布袋除尘单元烟气的粉尘浓度、粒度选择气布比，确定喷吹压力、清灰周期、脉冲宽度。合理的参数选择有利于确保除尘效率，降低运行费用。荷电粉尘对布袋除尘的影响也是一个值得研究的问题。
(4)针对燃煤电厂锅炉烟气特性，建立静电布袋复合除尘器的控制与运行模式烟尘的化学、物理性质对除尘效率有很大的影响。静电除尘单元，对烟气的性质很敏感，往往需要调质处理。布袋除尘单元滤袋要求烟温不能过高，另外湿度过高容易引起堵袋。
4.应用前景
4.1静电除尘器的改造采用电袋复合式除尘技术，一方面不必拆除原有的除尘设备，能够实现最大限度的再利用，降低投资成本，另一方面可以降低对后续布袋除尘器滤料的要求，采用价格相对较低的国产滤料就可以实现较高的除尘效率。目前，我国的燃煤电厂大都采用的是静电除尘器，如果将其完全拆除改用效率更高的布袋除尘器，势必会造成很大的浪费，是不经济的。而且我国对布袋除尘器的研究还不深入，国产滤料的质量还比较差，使用进口滤料将增加设备的运行维护费用，因此在我国大面积使用布袋除尘器还不太实际。
4.2新建电厂的除尘方式目前国家对新建、扩建电厂的烟气排放要求更为严格，粉尘排放质量浓度要求低于50 mg/Nm3，而根据我国煤炭资源的客观实际，单一的电除尘器已不能稳定、安全、可靠、高效地运行，单纯依靠电除尘器已很难满足排放要求，而布袋除尘器目前还难以被广泛应用 [7]。而电袋复合式除尘技术将目前两种最为高效的除尘装置有机结合，既可以发挥静电除尘器捕集粗颗粒粉尘效率高的特点，又降低了袋式除尘器单元的粉尘负荷和对滤料性能的要求，降低了设备的运行维护费用，同时提高了设备运行的稳定性、可靠性，是一种较好的除尘方式。
5.结论
电袋复合除尘技术为现役静电除尘器的改造、新建以及扩建电厂的除尘方式提供了一种经济有效的方案。另外，还可以应用于建材、冶金等行业的烟气除尘 。电袋除尘新技术的市场潜能存在于市场中，因有大量老化的电除尘器由于未来的和更严格的排放标准，需要被取代或升级改造。在我国，随着电袋复合除尘技术研究、开发的深入和技术的不断完善，前景十分广阔。
