浅谈氟塑料在环保行业中的应用

孙世腾　张晓坤

摘要：近年来，随着公众对环保的重视程度日益提高，各行业对环保的投入也明显增多，环境质量也确实得到了很大程度的改善，然而，如对企业而言，巨大的环保投入却没能给企业带来多少经济效益，这也导致了企业生产成本的急剧上升。如何在达标排放的同时，让环保方面的投入得到一定的产出，这是亟待攻克的一项课题。氟塑料的应用，给这一课题提供了一条宝贵的解题思路。

关键词：氟塑料;环保;耐腐;耐高低温;耐磨

1氟塑料是塑料的一个重要品类。其主要特点如下：

1）耐腐蚀性极强

化学性能稳定，几乎对所有化学品和溶剂呈惰性，且几乎没有一种溶剂或化合物可在 300℃以下溶解它，可以应用在大多数恶劣的工作环境中。

2）耐高温和低温

氟塑料在-190℃-260℃范围内低温不脆化高温不软化，可正常使用，短期可在300℃下使用。

3）优越的清灰功能

有固体材料中最小的表面张力，表面接触角非常大，不粘附任何物质;管壁表面光滑，并且有时度的挠性，使用时微有振动，故不易结垢;同时安装清灰装置，很好解决了积灰问题。

4）优异的耐磨损性

氟塑料本身具有优异的耐磨损性，并在设计时选取低磨损、低阻力的烟气流速，从而减少了对换热器管束的磨损。

5）低阻力

氟塑料换热管本身表面光滑，摩擦系数小，对烟气的阻力小;具体设计时考虑换热器本身对烟气的阻力，有最优化的结构尺寸。

6）使用寿命长

非氟塑料中不含光敏基因，极耐老化，有塑料中最佳的老化寿命，且耐磨损性强，不易堵灰，非金属换热器正常情况下可使用20年。

我国在氟塑料的研制、加工和应用方面取得了较大的进展。本文结合目前我国氟塑料研究的成果，以青岛金泽热力有限公司（以下简称金泽热力）烟气净化余热回收项目为模板，着重介绍氟塑料在目前环保及供热等行业中的应用。

青岛金泽热力有限公司1-3#锅炉均为29MW热水锅炉，每台锅炉尾部均安装一台布袋除尘器，3台锅炉共用一座脱硫塔（石灰石-石膏法脫硫），根据环保部门相关要求，2017年金泽热力需对锅炉进行超低排放改造，按照原有设施治理能力，烟尘排放约20㎎/m?，高于超低排放10mg/m?以下的要求，故需对除尘设施进一步改造。

传统的除尘设施如湿电除尘器等可以对烟尘进行再处理，以达到超低排放的标准，然而企业除了投入外，却得不到一定的经济效益，如何在降低烟尘排放浓度的同时，取得一定的收益，这成了企业需要克服的一项难题。众所周知，锅炉烟气最可以产生经济效益的便是烟气中的余热，大部分火电、热电等企业的锅炉尾部均安有空气预热器、省煤器、过热器等装置，以回收高质量的热能，然而对于脱硫、脱硝以后的热能，因其提取不易，品质较低，却鲜有人问津。为寻求突破，青岛能源热电有限公司组织考察团，对各环保技术、项目等进行考察，其中氟塑料换热器的应用引起了金泽热力的极大兴趣。其原理如下：

高温烟气经过湿法脱硫处理后温度降低，脱硫塔出口烟气中含有大量饱和水蒸气，在脱硫塔后端安装氟塑料净化换热器，烟气经过换热器后降温，随之大量的水蒸气在换热器的小管径密集管束外表面凝结成水膜，烟气中的粉尘颗粒、SO₂、H₂SO₄、（SO₃）气溶胶、HCl 等酸性气体流经密集管束时，充分与密集管束外表面的水膜接触、粘结、吸附，随凝液一起凝结排入地坑，并对管束外表面进行定期喷淋冲洗，达到超净化除尘的目的。同时净化换热器可回收烟气中大量的水蒸汽凝结潜热和凝结水分，达到节能省水的目的。氟塑料换热器的除尘原理见图1：

该系统是氟塑料换热器与水源热泵机组结合的技术。供热季，热泵把烟气中的热量“取”出来，经过电力做功实现能量从低温热源向高温热源的转移，将管网水提高温度后提供给小区换热站，经过一个供热季的运行检验，其cop可达到5以上，是一种高效供能技术。由于热泵是提取自然界中能量，效率高，没有任何污染物排放，是当今最清洁、经济的能源方式。氟塑料换热器与螺杆式热泵水路循环采用闭式循环，通过闭式循环内稳定的循环水在换热器内吸热，热泵内放热来保证换热器管外烟气中的水蒸气充分凝结，达到凝并除尘与收热的双重功效。螺杆式热泵获得循环水的热量，在电力的驱动下，将部分二次网回水由 45℃提高到 55℃，回到二次网的供水管网。在资源越来越匮乏的今天，作为人类利用低温热能的最先进方式，热泵技术已经在全世界范围内受到广泛关注和重视。

经过科学系统的论证、调研，金泽2017年投资829.429万元对一号脱硫塔实施超低排放改造，在尾部加装了烟气净化余热回收装置（氟塑料换热器）。该工程于2017年8月份开始施工，9月底主体工程完工，11月30日顺利通过了168试验，烟尘指标能控制在6㎎/m?左右。自运行以来，指标运行良好，每天还可回收热量300GJ左右，实现了环保效益和经济效益的双丰收。

2现将该项目运行状况分析如下：

1、超低达标排放。高温烟气经过湿法脱硫处理后温度降低，脱硫塔出口烟气中含有大量饱和水蒸气，在脱硫塔后端安装非金属烟气净化换热器，烟气经过氟塑料管后降温，随之大量的水蒸气在氟塑料管的小管径密集管束外表面凝结成水膜，烟气中的粉尘颗粒O2、H2SO4、SO3、气溶胶、HCl 等酸性气体流经密集管束时，充分与密集管束外表面的水膜接触、粘结、吸附，随凝液一起凝结排入地坑，并对管束外表面进行定期喷淋冲洗，达到超净化除尘的目的。净化换热器可回收烟气中大量的水蒸汽凝结潜热和凝结水分，用于冲渣，达到节能省水的目的。

2、经济效益客观。以2017年-2018供热季为例，我公司烟气净化余热回收装置共回收热量40803GJ，耗电量2022881kw，同湿电除尘相比，湿除耗电量84.41/2*3*24*145=440620kw，烟气净化余热回收多耗电1582261kw。

按供热站产热量完全成本计算收入为76.07*40803-1582261*0.6142=2132059元

余热回收设备折旧费为56324.81元/月。

结语：

综上所述，氟塑料材料凭借其耐腐蚀性强，耐高温低温性，和耐磨蚀性。在化工行业特别是环保行业拥有了广泛的应用。使企业在投入大规模的环保设施的情况下，同步保持高经济增长的状态。