燃煤锅炉袋式除尘器用新型滤料的研发及其应用

      1 前言近年来采用袋式除尘器控制微细烟尘倍受关注，综观国内外电厂锅
炉袋式除尘器的应用情况，袋式除尘器出口烟尘排放浓度均低于50mg/mN3，甚至
达到10mg/mN3以下。对于燃用低硫煤的电厂锅炉，采用电除尘器要达到该浓度有
相当难度。与静电除尘器相比，袋式除尘器性能不受飞灰比电阻的影响，飞灰浓
度和粒度的变化、锅炉运行负荷的变化、烟气量波动等情况下，对袋式除尘器出
口排放浓度影响也极为有限。加之施工安装快捷与运行管理简便，袋式除尘器日
渐成为火电厂用户欢迎的除尘设备。

      采用袋式除尘器实施燃煤锅炉烟尘控制，国外已有30余年的应用历史。上
一世纪，美国在70年代率先在燃煤锅炉行业采用袋式除尘器；同期澳大利亚也在
燃煤锅炉上采用，而且到90年代初期，已在80% 以上的电站锅炉除尘项目中使用
；70年代中后期开始，欧盟国家以每10年10% 的份额递增速率增加袋式除尘器的
使用。袋式除尘器已成为发达国家控制大气环境颗粒污染物必不可少的技术装备。

      上世纪80年代我国电力部门在多个电厂开始试用袋式除尘器，80年代中期
锅炉容量为260T/h（云南巡检司电厂2 台×130t/h，玻璃纤维滤袋，过滤风速0.49-0.53m/min，
滤袋1080条10m ×Φ300mm/台，10袋室，净化后烟气反吹，清灰阻力1200Pa，烟
尘排放浓度47-63 mg/mN3），后期已达到1080 t/h，由于采用的滤袋不能满足电
厂锅炉长期稳定运行的使用寿命要求等问题，造成90年代初又回落到260t/h，之
后10余年无发展。由于袋式除尘器滤袋技术不成熟，电除尘器成为我国燃煤锅炉
烟尘控制配套使用的除尘设备。

      2001年底，在内蒙古呼和浩特丰泰发电有限公司采用德国Lurgi 公司低压
回转脉冲袋式除尘器技术（进口PPS+P84 复合滤料，过滤风速1.13m/min ，扁圆
滤袋长8m，过滤面积25600m2 ，罗茨风机，回转反吹，清灰阻力900Pa ，烟尘排
放浓度低于30mg/mN3）首次使用在我国20MW机组配套锅炉上。南环所、武汉天澄、
南京龙源、新中环保、清华同方、哈工大环保科技、东华- 博格等一批单位近年
纷纷在全国各地电力行业建立了示范工程。

      电厂锅炉除尘使用的袋式除尘器要求与锅炉设备大修期同步，30000 小时
成为火电厂要求的基本使用期。但是，同为燃煤电站锅炉烟气除尘，国内的应用
条件与国外存在差异，主要表现在：

      （1 ）煤种：国外使用精煤与国内使用原煤，在热值、灰份、含S 量等存
在差异；

      （2 ）技术水平：国外发达国家设备自动化程度较高，国内设备手工与自
动化结合；

      （3 ）锅炉设备：国外发达国家的锅炉设备相对要比较先进，国内还存在
大量的中小设备（尤其是早期锅炉）；等。

      滤料应用环境表现为四高一大一低（排放烟气温度高，烟气中SO2 、NOx 、
O2含量高；含尘浓度大；改造工程要求滤料阻力低），由于燃煤锅炉排放的烟气
条件比较恶劣，滤料（滤袋）寿命面临严峻考验。因此在袋式除尘器使用滤料时，
借鉴但不盲目照搬国外经验，应考虑国内锅炉实际情况，针对性地选用滤料。加
快研发适合国情的新型滤料已成为袋式除尘器推广使用的技术关键。

      2 PPS 及PPS+P84 针刺毡滤料PPS 针刺毡是目前用于燃煤电厂锅炉脉冲清
灰袋式除尘器选用的主要滤料品种之一，PPS 学名聚苯硫醚，英文名Poly Phenylene
Snlfide （简称PPS ）。

      它主要适用于燃用低硫煤的烟气处理。它选用美国、日本等国生产的聚苯
硫醚（PPS ）纤维，按照耐高温过滤毡的生产工艺制造、加工的过滤材料。

      PPS 纤维，全球范围内只有少数几家大型化学公司生产，日本公司的产品
占据着主要市场。日本东洋纺（TOYOBO）公司的注册商标为PROCON／普抗，日本
东丽（TORAY ）公司的注册商标为TORCON／特利通，美国飞利浦（PHILIP）公司
的注册商标为RYTON ／莱顿或称莱通、赖登。我国目前PPS 纤维已生产出样品，
但还处于研发、试生产阶段。

      PPS 针刺毡的应用条件主要取决于PPS 纤维性能，燃煤电厂锅炉烟气除尘
比较适宜使用的条件为：烟气温度120-160 ℃，烟气中SO2 含量<800mg/m3 、NOx
含量<700mg/m3 ，含氧量<8% ，燃煤灰分<30%；锅炉运行启动前，需进行预涂灰
；喷油点炉、锅炉爆管、烟气超温时不宜直接进入袋式除尘器，需设旁路烟道；
袋式除尘器设计过滤风速1.0m/min左右，除尘器阻力1300-1500Pa.在这些条件下，
正常运转的袋式除尘器滤袋保障使用寿命30000h（袋式除尘器投用日开始计算）。

      为了防止PPS 针刺毡阻力长期使用后阻力升高，增加耐温能力，采用PPS+P84
复合纤维制作针刺毡，P84 纤维含量20% 左右。

      P84 学名聚酰亚胺，P84 纤维截面与PPS 纤维棒状相比呈多叶状，它的不
规则的纤维断面使纤维表面积增大，针刺毡透气性增加，具有降阻增效的效果，
同时耐温性可以适当提高。P84 纤维系奥地利LENZING 公司独家生产。P84 纤维
在高湿状态下要谨慎使用，防止水解。

      PPS 及PPS+P84 针刺毡使用之初主要靠国外进口，现在国内已有多家公司
可以大批量生产和提供产品。产品质量上国内外已差异不大，产品价格上国外略
高于国内。目前国内新建机组配套的燃煤（低硫煤）电厂锅炉袋式除尘器大多选
用这些滤料。