低能耗除尘控尘技术研究

武克涛

摘 要：工业生产中，除尘是非常重要的环节，除尘包括工艺除尘及环境除尘，现在随着国家对环保的重视，各生产企业对除尘系统的要求也越来越高。现有除尘主要是集中除尘，即对生产过程中产生的含尘气体采用通过除尘管道运输到除尘房，通过除尘器进行二次处理的方法。但此种方法存在能耗高、维修保养不便、管道易堵塞等问题。针对这些问题，提出“分散处理、就地排放”的新型除尘模式，能够在保证除尘效果的同时有效降低除尘系统能耗。

关键词：除尘 空气质量 节能 降耗

中图分类号：X513 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（a）-0087-02

1 技术背景

现有工业生产中，包括化工行业、钢铁行业、食品加工行业、烟草加工行业等，除尘系统一般为集中除尘，即对生产过程中产生的含尘气体进行集中收集，采用通过除尘管道运输到除尘房，再通过除尘器进行二次处理的方法，净化过的气体直接排入大气。图1所表述的是一套典型的卷烟厂集中除尘系统，系统参数如表1所示。

所述除尘管道风速大多处于16～18 m/s的区间内，部分管道风速可达24 m/s。上述集中除尘系统存在的问题主要体现在以下几点。

（1）除尘管道能耗高。系统能耗分布如图2所示，在上述集中除尘系统中，袋式除尘器的能耗仅为20.34%，其余大部分能耗均浪费在除尘管道上。

（2）除尘管道易堵塞。由表1可知，粉尘在进入除尘器之前最长的行程有100多米，易发生粉尘堵塞管道的情况。

（3）存在安全隐患。部分设备所产生的含尘气体含有火花（例如卷烟行业的切丝机），在管道中长距离输送，存在引起粉尘爆炸的可能性。

（4）维修保养不便。设备管道路径较长，且产尘点距离除尘间距离较远，维修保养不便。

针对以上问题，特别是集中除尘的能耗问题，大部分能耗均消耗在除尘管路环节，在做无用功。如何在保证除尘效果的基础上降低除尘系统能耗，是许多生产车间需要迫切解决的技术问题。

2 技术方案

该课题选用自激式双向对流多相交换水幕除尘系统来实现除尘系统“分散处理、就地排放”的目的，其原理为以液体为承载媒介，利用气液固三相交换时同步进行物质交换，将气体中的灰尘在液体中过滤，实现含尘气体高效净化。自激式双向对流多相交换水幕除尘系统出口含尘浓度在2 mg/m3以下，处理过的气体含尘量符合GBZ 2.1-2007《工作场所有害职业因素接触限值》中规定的空气中粉尘接触限制，可在车间内就地排放，符合国家的环境检测标准，且对生产车间的温湿度均无较大影响，有利于车间空气质量的控制，避免了远距离输送的能源损耗，是一种全新的除尘系统。

所述除尘管道风速处于10～15m/s的区间内，上述就地除尘系统主要的优势体现在以下几点。

（1）除尘管道能耗低。系统能耗分布，在上述就地除尘系统中，节流式气液交换器的能耗比例为69.57%，管道部分能耗所占比例低于25%。

（2）有效避免除尘管道堵塞。除尘管道的长度短、复杂程度低，除尘主管道末端都设置风力平衡风口，主要用于平衡系统风量以及调整除尘主管道风速，除尘主管道风速稳定且可调，因此能够有效避免尘管道堵塞。

（3）精确控制系统启停。在设计之初尽可能将同时产尘的产尘源归于同一系统，这样就地除尘系统可以根据产尘源的状态控制该系统的启动与待机，系统实际能耗低。

（4）压空系统节能。与布袋除尘系统相比较，就地除尘系统无需耗用压缩空气，布袋除尘器每处理1 000 m3风量每小时消耗压缩空气量26.6 m3，约合0.18 kWh。

（5）无耗材，维护保养简便。就地除尘系无耗材、维护保养简便主要体现在以下3点：一是在正常使用过程中无需加入添加剂、更换滤袋等消耗性材料；二是系统配置自动清洗装置，能够全方位清洗设备内部，保养工作量少；三是系统无运动与传动部件，维护简单方便。

（6）消除火灾隐患。就地除尘系统使用水补集粉尘颗粒，交换强度高，能够有效熄灭火花、火星，消除火灾隐患，保证生产安全。

3 系統特点

（1）使用方便：可以就近安装，无需建造专用的除尘房。

（2）单机能耗低：管道除尘器的压力损失远小于传统的除尘器，能耗低，运行费用可大幅降低。

（3）除尘系统能耗低：本地除尘技术由于风速低、管道压力损失小，缩短了除尘管路，因此系统能耗大幅降低。

（4）简单可靠：本地除尘技术传动部件少、可靠性高、无耗材、维护保养方便。

（5）除尘精度高：排放尾气的含尘浓度低于2 mg/m3，达到GBZ 2.1-2007《工作场所有害因素职业接触限值》的要求。

4 结语

经过理论验证和在生产厂房的实地测试，采用“分散处理、就地排放”的新型除尘模式，能够在保证除尘效果的同时有效降低除尘系统能耗，符合国家节能减排的要求，这种方法具有很大的推广意义。

参考文献

[1] 向晓东.除尘理论与技术[M].北京：冶金工业出版社，2013.

[2] 张殿印，申丽.工业除尘设备设计手册[M].北京：化学工业出版社，2012.