电袋复合除尘器模型试验研究

尤燕青

（福建龙净环保股份有限公司，国家环境保护电力工业烟尘治理工程技术中心，福建 龙岩 364000）

电袋复合除尘器是在一个箱体内紧凑地安装电场区和滤袋区，有机结合电除尘和袋除尘两种机理的一种新型除尘器[1]，具有低排放、运行可靠、节能等优点[2]。作为新型除尘装备，电袋复合除尘器已广泛应用于电力、化工、建材等行业，并取得了不少成功的工程应用，但其技术研究仍处于初始阶段，尚缺乏对技术机理的基础研究。

阻力是衡量电袋复合除尘器性能的重要指标之一，目前电袋复合除尘器的阻力主要依赖运行经验进行评估[3]。从电袋复合除尘器的实际工程应用可以发现，运行参数中的粉尘浓度及过滤风速对阻力的影响明显。本文通过在自主设计搭建的电袋复合除尘器模型上开展试验研究，考察除尘器入口粉尘浓度、过滤风速对电袋复合除尘器的电区除尘效率及整机阻力的影响，为工程设计和优化提供参考依据。

1 试验系统简介

1.1 试验模型

电袋复合除尘器模型由粉尘喂料装置、除尘器本体、风机、管道和测试仪器等构成，设计烟气量为4000m3/h，模型长3.78m、宽1.6m、高5.46m。除尘器内前端为单列单室电区，共一个电场，阴、阳极采用BE板和针刺线搭配形式，电场通道数为3，电场有效长度0.9m、有效宽度1.2m，极板间距400mm、极板有效高度2.0m，总集尘面积为10.8m2；后端为袋区。考虑到气流分布问题，将滤袋区设置为阶梯形式，共一个室，前后部分分别布置长度为1.5m和2.0m滤袋，袋区总过滤面积为40m2。在清灰方式上，前级电区采用阴、阳极顶部电磁锤振打方式；后级袋区采用脉冲喷吹清灰方式。试验模型见图1。

图1 电袋复合除尘器试验模型

1.2 试验粉尘

试验用粉尘来自厦门市嵩屿电厂的Ⅱ级煤粉灰，粒径分布如图2所示。

图2 试验粉尘粒径分析

1.3 试验方法

启动离心风机，调节风机前端的阀门，改变吸入的空气量。粉尘装入喂料装置的漏斗内，通过改变插板阀开度改变粉尘的喂入量，并保证下料均匀。含尘气体进入电场区后，在电场作用下，大部分粉尘被收集下来，余下小部分荷电粉尘进入后端的袋场区，经滤袋过滤后从烟囱排出。

在试验过程中，投入粉尘后，通过增减袋区滤袋数量改变试验过滤风速，通过调节粉尘的喂入量及喂入时间改变进入入口浓度，记录相关数据并进行计算分析。

2 结果与讨论

2.1 电区除尘效率

电袋复合除尘器的电区和电除尘器都是根据静电除尘原理而设计的，但电袋复合除尘器是在同一箱体内同时安装电区和袋区，将静电除尘和过滤除尘两种除尘技术有机复合的除尘设备，其电区与电除尘器相比，在本体结构、关键件的要求以及所实现的功能方面都存在差异[1]。电袋复合除尘器的电区可收集烟气中约80%的粉尘，余下约20%粉尘由袋区脱除，大大降低了袋区工作负荷，避免了大量粗颗粒粉尘对滤袋的冲刷损坏，延长了滤袋使用寿命[4]。电区保持较高的除尘效率，可确保电袋复合除尘器的长期稳定低排放。为此有必要开展电区除尘效率的影响试验研究，探寻电区高效除尘的影响因素。

依托电袋复合除尘器模型，当风量一定时，采用常规高压硅整流电源且保持二次电压为60kV，改变除尘器入口粉尘浓度及过滤风速。测定电区出口粉尘浓度（即袋区入口粉尘浓度）并计算电区除尘效率如图3、图4所示。

图3 入口粉尘浓度与电区除尘效率的关系

图4 过滤风速与电区除尘效率的关系

由图3、图4可以看出，当入口粉尘浓度和过滤风速变化较大时，电区的除尘效率保持在80%左右，且波动幅度较小，说明电袋复合除尘器电区除尘效率受入口粉尘浓度和过滤风速的影响不大，试验结果符合多依奇效率公式的规律。

2.2 入口粉尘浓度与阻力的关系

调节过滤风速在1.4m/min工况下，通过改变投料量和投料时间来调节入口粉尘浓度，在不同的入口粉尘浓度下测得试验模型进出口压差，计算模型整机阻力值，得出入口粉尘浓度与整机阻力关系如图5所示。

图5 不同入口粉尘浓度下整机阻力变化

由图5可知，入口粉尘浓度对阻力影响显著，随着入口粉尘浓度的增加，阻力增长率增大，即阻力上升速度随着入口粉尘浓度的增加而加快。这是因为含尘气体通过滤料时，粉尘被阻留在滤料的表面，相互之间搭接形成粉尘层，而随着投料时间的增加，滤袋表面的粉尘层越积越厚，除尘器的阻力也逐渐增大。

2.3 过滤风速与阻力关系

调节试验投料量及投料时间，保持入口粉尘浓度一定，同时通过增减袋区滤袋数量改变试验过滤风速，记录不同过滤风速下整机阻力的变化。根据试验数据可得过滤风速与整机阻力关系如图6。

图6 不同过滤风速下整机阻力变化

从图6可知，当入口粉尘浓度一定时，整机阻力随袋区过滤风速增大而增大；当过滤风速太大时，阻力增长明显变快。这是因为随着过滤风速增大，除尘器处理的烟气量增大，相同的入口粉尘浓度下，即除尘器处理的粉尘量增大，单位时间内除尘器内部由于积灰产生的阻力变大，引起整机阻力的增大，因此电袋复合除尘器设计选型时，其过滤风速不宜太大。

3 结论

（1）对于电袋复合除尘器而言，除尘器入口粉尘浓度及过滤风速的大小对电区除尘效率的影响不大，这与电除尘器一致，这也说明了电袋复合除尘器保留了电除尘器的优点。同时电区除去大部分粉尘，为袋区营造了良好的低浓度工作环境，保护了滤袋。

（2）随着入口粉尘浓度的增大，电袋复合除尘器整机阻力呈上升趋势，并且粉尘浓度越大，阻力上升速度越快。

（3）过滤风速对电袋复合除尘器整机阻力影响较大，过滤风速越大，阻力上升越快。