河北某市供暖燃煤锅炉除尘工艺的现状研究

葛文飞

（国能怀安热电有限公司，河北 张家口 076150）

1 烟尘来源分析及相关要求

燃料是通过燃烧产生热量和经济效益的物质的总称，被广泛开发使用的常规燃料有煤炭、石油、天然气等。它们在自然界中经历过漫长量变与质变，物理与化学过程是其燃烧过程，主要包括分解、氧化、聚合，同时由于燃烧条件、燃料成分等不同，燃料燃烧后烟气含系列物质，有固体悬浮颗粒、未完全燃烧燃料以及燃烧后产物、氧化剂等，因此，燃料燃烧过程中烟气随之产生出污染物，对大气环境造成污染。

我国是煤炭能源的储耗大国，根据一次能源储量检测资料，我国目前能源总储量约为4 050 亿t 标准煤，能源总储量居世界第三位。煤炭燃烧后烟气含系列物质，有固体悬浮颗粒、未完全燃烧燃料以及燃烧后产物、氧化剂等，烟气随之产生出CO、SO2、硫化物、NOx以及悬浮颗粒物等污染物，对大气环境造成污染。

2014 年，河北省发布工业和民用燃料煤地方标准（DB 13/2081—2014），对非发电工业用煤质量使用煤炭全硫、灰分以及挥发分提出了明确要求，燃煤灰分是直接影响烟尘排放的最直接指标，见表1。

表1 河北省非发电工业用煤质量指标

2 国内外除尘技术现状

我国除尘器种类形式繁多，除尘技术不断发展完善和演化，早一些的有旋风除尘器、多管旋风除尘器，湿式除尘器有湿式水膜、低压文丘里除尘器，再到目前广泛使用的袋式除尘器，随着日趋严格的燃煤锅炉烟气排放标准，电袋复合除尘器得到开发利用。

20 世纪70 年代我国的燃煤锅炉烟气除尘技术应运而生，1970—1980 年十年间是旋风除尘器的高速发展期，随着逐渐提高的颗粒物排放标准，旋风除尘器除尘效率不能满足工作要求，此时高效性能的湿电和电除尘器突显。20 世纪80 年代后，我国引进国外除尘技术，应用推广了电除尘器。近些年，我国研究袋式除尘器滤袋进展方面取得突破，并推广应用。据统计，对微粒粒径范围在0.1～0.3 μm 的粉尘颗粒的袋式除尘器和静电除尘器脱除效率可达99%以上，但二者也存在压降大及运维费用高等问题，为此，电袋复合除尘技术得到应用[1]。

世界各国逐步在严格规范燃煤烟气排放标准，烟气除尘技术是现阶段研究的热点课题。袋式除尘器和静电除尘器是现在应用最广泛的技术。日本布袋除尘器和静电除尘器使用率极高，两类技术的销售额基本占全部90%以上。同时，随着大型化发展的燃煤锅炉设备，烟气除尘设备也在逐步发展大型化，国外已经有500～600 m2的电除尘器，可处理烟气体积达到几百万m3/h。

3 主流除尘工艺的分类.

环境治理推荐主流除尘工艺主要有：旋风除尘器、袋式除尘器、水膜除尘器、静电除尘器、电袋除尘器等。五款典型除尘器对比，见表2。

表2 典型除尘器优缺点的比较

由表2 可以看出，布袋除尘器除尘效率高，造价及运行费用较低，同时可以提高干法脱硫的脱硫效率。其他除尘器即使建设成本低，但运行成本较高，除尘效率也不够高。综合表2 可以看出，燃煤锅炉颗粒物浓度能满足《河北省燃煤锅炉大气污染物排放地方标准（DB13 1516—2020）》的除尘设施，主要有布袋除尘器、静电除尘器和电袋除尘器，而静电除尘器对煤质要求高，易产生二次扬尘，在长期使用后，大部分设备性能都会降低；电袋除尘器是一种集袋式除尘和电除尘优点的综合工艺，除尘效率高、运行稳定，无粉尘特性，适应性强，过滤阻力小，造价高，运行成本高[2]。

4 调查研究除尘工艺情况

以河北省某市的典型燃煤供暖企业作为调研对象，通过对其实地走访调查研究，了解区域供暖企业除尘设施的建设情况和烟气处理能力进行调查研究、分析测算和综合评价。

采用的调查方法主要包括：

1）实地走访调查研究法。通过采用实地走访调查研究法以及评估，对河北省某市的多个企业燃煤锅炉除尘设施进行实地调查，并对调查结果做了记录，统计分析，获得调查分析结果。

2）定量评估测算法。通过对河北省某市区供热企业的除尘设施的过滤面积、过滤风速等基本指标进行系统的分析和测算，以期对各企业的袋式除尘器的配置能力进行系统的综合评价。

经走访，某市供热企业大多采用布袋除尘工艺。

影响布袋除尘效率的因素主要包括布袋除尘器过滤面积、过滤风速、布袋材质、仓室分隔、清灰方式等因素。布袋除尘器过滤面积的计算公式为式（1）和式（2）：

式中：S 为过滤面积，m2；S1为单条圆形滤袋的面积，m2；D 为滤袋的直径，m；L 为滤袋的长度，m；n 为除尘器内布袋的数量。

过滤风速的计算公式为式（3）：

式中：V 为过滤风速，m2/s；S 为滤袋过滤面积，m；Q 为烟气量，m3/h。

经调研走访，某市供热企业采用的除尘工艺的调查研究的统计分析，研究结论包括以下几点：

1）某市供热企业采用的除尘工艺主要为布袋除尘器。

2）通过对布袋除尘器设施参数进行分析计算，过滤风速为每分钟过滤面积与烟气量的比值，过滤风速在0.8 m/min 以下的有6 家企业，过滤风速越低除尘效果较稳定；过滤风速在0.9 m/min 以上的难以长期稳定达标排放。

3）清灰仓室为循环清灰模式，因此清灰仓室越多，对稳定除尘的影响越小，除尘性能越稳定，80 t 以上的锅炉清灰仓室设置8 个以上较为适宜；40～65 t燃煤锅炉设置6 个以上清灰仓室为合理。设置仓室较为合理的有14 家企业。

4）滤袋材质采用的PPS+PTFE 有8 家企业，除尘效果较稳定较好；滤袋材质采用的非覆膜滤料的企业，除尘稳定效果较差。

5 结语

通过对河北省某市各供热企业除尘设施调研，供热企业大多采用布袋除尘器。经对设施主要参数分析测算，河北省某市部分供热企业采用布袋除尘设施的企业中设施配置能力较好、具备长期稳定达标能力。其余企业布袋除尘设施需进一步优化除尘器配置。