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电袋复合除尘器的研究现状
摘要：本文概述了布袋除尘器和电除尘器的特点及不足，重点介绍了静电布袋复合除尘器特点、结构和工作原理，预测了电袋复合除尘器在燃煤电厂推广应用中需解决的问题。
关键字:电袋复合除尘器特点及优势结构原理方向
0.引言
从大气压(等离子体物理又称为高气压)非平衡(非热、冷)等离子体物理观点来看,电除尘器是一个巨大的等离子体源和反应室的组合体。然而,2004年我国等离子体物理学科发展战略组研究报告指出“目前产生大气压非平衡态等离子体的机理尚不清楚。”“在高气压下等离子体的输运特性研究也刚刚起步,但是正在形成新的研究热点”[1]。由于大气压等离子体物理研究的滞后,从而制约了电除尘技术的基础理论研究。到目前为止,世界各国电除尘技术的理论尚不完备,基本上还处于20世纪60年代水平上,仍属于经验工程的学科[2],所以电除尘器性能的优劣常常取决于设计的命中率、制造精度、安装质量、供电特性以及维护管理等因素,并存在一次投资高,体积庞大,钢材用量过多以及捕集微细烟尘的效率较低等问题。
目前电除尘器的数量占国内市场总量的75%,中国已成为世界电除尘器生产、应用大国[3]。2004年我国实施新的火电厂国家允许排放标准(50mg/,Nm3)颁布,将使现有的新、老电除尘器中绝大多数难以达到新的烟尘允许排放标准,其主要原因是后级电场中微细烟尘捕集效率低的问题,这是对现有电除尘理论和技术的一种挑战。要使电除尘器达到新的标准,必须加大研究力度,以使电除尘器性能取得突破性进展。
早在20世纪50年代,我国从前苏联引进卧、立式电除尘器,20世纪80年代又分别从德国Ruthmu-ble、瑞典Flakt、美国的GE及Lodge-Cottrell、日本住友重机、新日铁等公司引进电除尘器设备及制造技术,并已国产化。电除尘的理论与技术涉及气体电离放电物理学、高气压非平衡等离子体物理学及气体动力学等多学科。近来,气体电离放电物理[4~6]、高气压非平衡等离子体物理[7,8]等领域研究取得了令人瞩目的进展,为我国电除尘技术及设备的发展,由多年来跟踪研仿为主走向自主创新的新阶段,提供基础理论及方法的支持。
1.1我国能源结构特点
我国能源生产及消费的主要特点是以煤为主，煤在能源结构中约占78%，全国燃煤消耗量达12亿t/a，发电及热电联产消耗原煤6亿t/a，煤炭消耗量在一次能源总量中所占比重由1990年的76.2%降为2000年的67%，石油、天然气、水电、核电、风能、太阳能等所占比重由1990年的23.8%上升至2000的33.0%。由于煤的储藏量大，在今后的50年内我国煤的消费结构仍占主要部分。
由于我国电力结构以燃煤发电为主，大量燃煤烟尘的排放造成了严重的环境污染，特别是其中的可吸入粉尘，能长期漂浮在大气中，对人类健康造成了长期的持续的危害。国内燃煤电厂中，锅炉配套的除尘设备以静电除尘器为主，占总容量的95%以上。同时，一些老电厂目前还在使用水膜除尘器和多管旋风除尘器。水膜除尘器和旋风除尘器从机理上很难达到较高的除尘效率。而静电除尘器又受到设计水平、锅炉运行状况、燃煤煤种、粉尘的物理、化学性能等因素的影响。由于我国煤源紧张供不应求，导致燃煤电厂的煤种多变，加之运行维护、脱硫改造等方面原因，现役静电除尘器大多很难达到设计效率。随着新的《火电厂污染物排放标准》（GB13233-2003）的出台实施，很多静电除尘设备中已不能达到新的排放标准的要求。
在国内电力生产中，燃煤发电占主导地位。到2005年底，全国电站装机容量达到5.1亿KW，电源结构安装机容量计算，水电占23.5%，火电占75.6%，核电及新能源发电占0.9%。在今后相当长的时期内，中国能源发展的特点仍以煤电为主。燃煤烟尘是空气污染的主要原因之一，火电厂燃煤锅炉粉尘排放量占工业粉尘排放量的37%。因此，降低火电厂烟尘排放浓度能有效控制我国大气污染程度[6]。
1.2国内外电袋复合除尘器发展现状
国内对电袋复合式除尘器技术的研究与开发在20世纪90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21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。徐州坝山环保热电有限公司与福建龙净环保股份有限公司合作研究制造了国内第一台电袋复合式除尘器安装应用在徐州坝山环保热电有限公司。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。
自2003年3月第一台电袋复合除尘器在我国投入运行以来，目前在对未能达标排放且场地受限的原电除尘的改造中，已发挥了显著效果。在某些烟尘比电阻较高的工况条件下，采用电袋复合式除尘器也不失为一个好的方案。电袋复合除尘器受到国家科技部门的高度重视，已经作为国家863高科技项目重点