耐火材料企业除尘技术应用综述

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2.洛阳市九都通用环保设备有限公司河南洛阳471000

摘要：随着我国经济和社会的发展，公众对生存环境的要求越来越高。进入21世纪以后，我国把“大力推进科学技术进步，加强环境科学研究，积极发展环保产业”作为经济发展的重要相关政策，环保产业进一步得到重视。然而，随着工业的快速发展，电力、冶金、建材、化工等行业每年都会产生近千万吨的粉尘，对人体健康、生产经济和大气环境造成了严重的影响，除尘技术的研究非常重要。

关键词：除尘技术；除尘器；应用

粉尘是指悬浮在空气中的固体微粒。国际标准化组织规定：粒径小于75μm的固体悬浮物定义为粉尘。粉尘可以是自然环境中天然生成，也可以是生产或生活中由于人为因素生成。生产性粉尘是指在生产过程中形成的，并能长时间漂浮在空气中的固体颗粒，其粒径多在0.1~10μm。生产性粉尘的来源十分广泛，如矿山开采、隧道开凿、建筑、运输等；冶金工业中的原料准备、矿石粉碎、筛分、选矿、配料等；机械制造工业中原料破碎、配料、清砂等；耐火材料、玻璃、水泥、陶瓷等工业的原料加工、打磨、包装；皮毛、纺织工业的原料处理；化学工业中固体颗粒原料的加工处理、包装等过程。由于工艺的需要和防尘措施的不完善，上述生产领域均可产生大量粉尘，造成生产环境中粉尘浓度过高。

生产性粉尘的产生不仅污染环境，还影响着人体健康和生产经济。首先，生产性粉尘是人类健康的天敌，是诱发多种疾病的主要原因。长期接触生产性粉尘的作业人员易引发尘肺病和鼻炎、咽炎、支气管炎等呼吸道疾病以及皮肤黏膜损害、皮疹、皮炎、眼结膜损害等；如果吸入有害物质粉尘还可引起急性或慢性中毒等。其次，作业场所空气中的粉尘可使精密仪器仪表的精确度下降；使机器设备的运转部位磨损加剧，使用寿命缩短；使某些化工产品、机械产品、电子产品质量下降；使人在生产过程中视线受影响，工作效率降低；如果爆炸性粉尘积聚后遇到合适的条件还可能发生爆炸事故。再次，漂浮于空气中的粉尘可使其他有害物质附着于其上，形成严重的大气污染；文物、古迹、建筑物表面会被腐蚀、污染；可降低大气的可见度，使太阳的热辐射受到影响。

随着我国经济和社会的发展，公众对生存环境的要求越来越高。进入21世纪以后，我国把“大力推进科学技术进步，加强环境科学研究，积极发展环保产业”作为经济发展的重要相关政策，环保产业进一步得到重视。特别是近两年的环保风暴年愈演愈烈，小散乱污企业被大范围关停，在政策趋势不太可能变的情况下，即便是环保巡视组离开了，高挂在各生产企业头上的环保法也只会越来越紧，能做好除尘工作、坚持打赢环保攻坚战的企业才能在此次较量中胜出。

1.除尘技术

1.1机械式除尘技术

机械除尘技术通常指利用质量力（重力、惯性力、离心力）的作用使颗粒物与气体分离的技术。常见机械力除尘技术包括重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器等。

1.2电除尘技术

电除尘技术是利用静电力除尘，又称为静电除尘，它的基本原理利用高压放电，使气体电离，粉尘荷电后向收尘极板移动而从气流中分离出来，从而达到净化烟气的目的。整个除尘过程可划分为四个阶段：荷电、定向移动、粘附和冲洗。近年来，电除尘技术取得一些新进展，主要是一些新型电除尘器出现，如电袋复合除尘器、透镜式电除尘器、旋风电除尘器、屋顶电除尘器、带辅助电极电除尘器、双区电除尘器、宽间距电除尘器、圆筒型等。

1.3湿式除尘技术

湿法除尘技术是借助于水或其他液体与含尘烟气接触，利用液网、液膜或液滴使烟气得到净化的技术称为湿式除尘技术。湿式除尘器的机理是含尘气流通过水或其他液体，利用惯性碰撞、拦截和扩散等，尘粒留在水或其他液体内，而干净气体则通过水或其他液体。根据湿式除尘器的除尘机理，可将其大致分为重力喷雾洗涤器、旋风洗涤器、自激喷雾洗涤器、板式洗涤器、填料洗涤器、文丘里洗涤器、机械诱导喷雾洗涤器。

1.4过滤除尘技术

过滤除尘是使含尘气流通过过滤材料而将粉尘分离捕集。过滤除尘的除尘效率可高达99%。过滤除尘器种类很多，包括袋式除尘器、颗粒层过滤除尘器和滤筒除尘器等。其中，采用廉价砂、砾、焦炭等颗粒物作为滤料的颗粒层除尘器，在高温废气除尘方面的作用引人注目。

1.5喷雾除尘技术

喷雾除尘技术是一种传统的湿法除尘，其采用先进的喷雾重力降尘技术，通过高压将溶液雾化成与粉尘大小相当的颗粒，在风机的作用下，将雾定向抛射到指定位置，在尘源处及其上方或者周围进行喷雾覆盖。最后粉尘颗粒与水雾充分的融合，逐渐凝结成颗粒团，在自身的重力作用下快速沉降到地面，从而达到降尘的目的。

2.除尘技术的应用

2.1机械式除尘技术的应用

机械式除尘技术的特点是结构简单，设备费和运行费均较低，但除尘效率不高，如旋风除尘器的除尘效率在60%左右。适用于含尘浓度高和颗粒力度较大的气流。机械式除尘技术一般用于初级过滤，广泛用于除尘要求不高的场合或用作高效除尘装置的前置预除尘器。

应用案例：某耐火材料厂电弧炉设备在使用时产生粉尘，且温度很高；其除尘使用旋风除尘器加脉冲袋式除尘器。旋风除尘器可以起到去除大颗粒粉尘、降低粉尘浓度的作用，同时起到降低烟气温度的作用；因旋风除尘器的除尘效率较低，后续加脉冲袋式除尘器进行小颗粒粉尘的处理，经脉冲袋式除尘器处理的粉尘可达到排放标准的要求。

2.2电除尘技术的应用

电除尘具有处理烟气量大、除尘效率高、适用范围广、设备阻力低、使用简单可靠、运行维护费用低且无二次污染等优点，被广泛应用在燃煤电厂等领域[1]。但随着“超低排放”、“超超低排放”、“近零排放”概念的提出，燃煤电厂烟气排放中烟尘的排放标准日趋严格，电除尘器现在已经很难满足要求；而袋式除尘器却能实现。

应用案例：电袋复合式除尘器结合了电除尘器及纯布袋除尘器两者的优点，是新一代的除尘技术。一些大型的钢铁厂和水泥厂都已经对老式静电除尘器进行了改造，经过改造的电袋复合式除尘器的粉尘排放浓度降低，运行费用、维修工作量都低于电除尘器，基本可以达到现有的国家标准。另外将湿法静电除尘用于二级除尘可实现超低排放，排气筒排放的废气中烟粉尘浓度在10mg/m3以下。

2.3湿式除尘技术的应用

湿法除尘技术既能净化废气中的固体颗粒污染物，也能脱除气态污染物，同时还能起到气体的降温作用。其优点是：设备投资少，构造比较简单，净化效率高，能够除掉0.1μm以上的尘粒；设备本身一般没有可动部件，如制造材料质量好，不易发生故障。非常适合于高温、高湿烟气及非纤维性粉尘的处理，还可净化易燃、易爆及有害气体。其缺点是：要消耗一定量的水（或液体）；粉尘的回收困难；粘性的粉尘易发生堵塞及挂灰现象；管道设备必须防腐、冬季需考虑防冻问题；除尘过程会造成水的二次污染，污水污泥要进行处理、烟气抬升高度减小、冬季烟囱会产生冷凝水等。因此，湿法除尘适用于处理与水不发生化学反应、不发生粘结现象的各类粉尘及南方地区。遇有疏水性粉尘，单纯用清水会降低除尘效率，此时往水中加净化剂可大大改善除尘效果。

应用案例：为了经济简便起见，企业实际生产经营中常常将烟气除尘及脱硫一体化处理[2]。湿法除尘脱硫一体化技术被广泛用在窑炉上的湿法旋流板除尘脱硫塔或者水膜式湿法脱硫除尘设备等，但随着国家对粉尘排放标准的提高，现在湿法主要用于脱硫。如耐火材料企业的燃气窑炉上使用的湿法脱硫除尘设备，其粉尘浓度不高，湿法脱硫除尘设备只要用于脱硫，最终实现粉尘和二氧化硫均达标排放。

2.4过滤除尘技术的应用

袋式除尘器是过滤除尘技术的典型代表，被广泛应用在干的粉尘环境中，技术成熟，对满足水泥行业、燃煤电厂等“超低排放”的要求具有很好的效果[3-4]。优点：⑴除尘效率高，一般在99%以上，对亚微米粒径的细尘有较高的分级效率；⑵处理风量的范围广；⑶结构简单，维护操作方便；⑷在保证同样高除尘效率的前提下，造价低于电除尘器；⑸采用玻璃纤维、聚四氟乙烯、P84等耐高温滤料时，可在200℃以上的高温条件下运行；⑹对粉尘的特性不敏感，不受粉尘及电阻的影响。缺点：布袋比较娇贵，酸、油、高温、高湿、高氧等都受不了，在一个废气环境复杂的情况下，布袋不能独挑大梁，但却能作为补充。因此使用电袋复合式除尘或旋风除尘加袋式除尘等技术更为合理。

应用案例：如耐火材料生产企业的不定形耐火材料配料、混料工序，因该工序为干性粉尘环境，要求处理风量和处理效率较高，使用脉冲袋式除尘器效果较好。另外，耐火材料企业定型产品的配料、混料、成型、干式切磨等工序也都适用袋式除尘技术。

2.5喷雾除尘技术的应用

喷雾除尘在矿山、采石场、钢铁厂等工业领域有广泛应用，有一定的除尘效果。优点：造价低廉、控制简单、维护方便，除尘效果显著、能耗低、稳定，特别是无需收集和输送含尘气体，省去了收尘罩、风机、风管等装置等设备。缺点：会弄湿物料，影响成品质量，而且湿的物料会黏粘，对生产设备会造成较大磨损，此外还会产生水污染，需要进行污水处理。因此，喷雾除尘技术主要运用于物料能接触水分的产尘点。

应用案例：喷雾除尘设备被广泛应用在散煤场，土建堆土场合、开挖基坑等建筑场合。另外，近年来因很多城市空气污染严重，城市理出现了雾炮车等一系列的新兴喷雾除尘设备。

黎胜龙[5]等通过系统理论研究，在传统湿式除尘的基础上提出一种新型喷雾除尘技术，即智能控制喷雾除尘技术。新型喷雾除尘技术利用环境监测技术，集成高压微雾除尘与干雾抑尘2种装置，可根据作业环境粉尘浓度、风速和温度的变化，实现喷雾除尘的智能控制。经实践证明，新型喷雾除尘技术在悬臂式斗轮堆取料机上的应用效果良好，工作稳定可靠。基本解决了水喷淋除尘和干雾抑尘带来的应用局限性问题，对环保散料设备除尘有较好的借鉴作用。

3.结论

目前我国的除尘技术趋向于高效化、处理大烟气量、高性能和研究新型除尘器等方面。未来除尘技术的研究将倾向于传统高效除尘技术的系统提升、注重各类除尘机理和技术的结合、强调除尘脱硫一体化。

参考文献：

[1]任冰雪.锅炉烟气除尘技术及除尘器的选择研究[J].科技展望，2016，26（15）：59.

[2]陆强.热电厂烟气脱硫除尘技术分析[J].科技创新与应用，2016（29）：118.

[3]李哲，孙海鹏，孙凯.除尘技术在水泥行业的应用[J].中国环保产业，2016（05）：20-23.

[4]唐志军.袋式除尘技术的发展及其在燃煤电厂烟气处理中的应用[J].资源节约与环保，2016（01）：28+37.

[5]黎胜龙，黄强，叶南海.智能控制喷雾除尘技术研究及应用[J].煤炭技术，2017，36（12）：116-118.