袋式除尘器抗酸抗腐蚀性研究

摘要 袋式除尘器作为一种高效、经济的除尘方法。已经广泛应用于各工业领域中,然而由于烟气性质的不同,尤其是化学腐蚀性给袋式除尘工作带来不利影响,文章介绍了袋式除尘器在防化学腐蚀方面的研究现状,从防腐组合系统、滤料覆膜技术、预涂层技术。以及防腐涂料对解决此问题的效果上进行了阐述和评价,提出未来袋式除尘器防腐耐酸的发展方向。

抗酸抗腐蚀袋式除尘器

1袋式除尘器面临的问题

目前,中国处于高速发展时期,钢铁、水泥、电力、化工等行业的产量处于国际前列,能源、资源的消耗相当大,大气污染日趋严重。据2003年国家环境统计,我国烟尘排放量1048.7万t,比上年增加3.6%。袋式除尘器是目前国际、国内应用最广泛的一种高效,低能耗的除尘器,除尘效率高,在实验室试验高达99.9999%,在实际应用中也达到99.99%,是解决目前我国大气污染问题的一个最有效的途径之一。

目前,袋式除尘器已成功用于洽理冶金、水泥、电力等工业的废气、粉尘排放处理。其在单位废气处理费用上,无疑都占据着经济、技术优势,是钢铁、水泥、电力等行业的首选除尘方法。然而,一些工业烟尘具有酸性和腐蚀性的化学性质,给袋式除尘器的使用带来极大的危害,导致滤袋的使用寿命缩短。设备材料老化进一步的加剧,在很大程度上增加了除尘的处理费用。因此研究袋式除尘器的抗酸性和抗腐蚀性在现阶段具有较大的现实意义。

2解决方法

现在,袋式除尘器的抗酸性和抗腐蚀性的研究主要体现在两个方面,一是在烟尘进入除尘器前,采用合适的方法将烟尘的酸性和腐蚀性削弱,甚至消除,形成一套脱酸、除尘的组合系统,用以提高除尘器对酸性及腐蚀性尘气的处理效果;二是增强除尘器本身的抗酸和抗腐蚀性,这两种方法已在国内很多企业中得到应用,并有一定的研究进展。

2.1烟尘的预处理

绍兴城东热电厂、南海环保发电厂、上海江桥垃圾处理厂都选用多组份有毒废气综合治理设施来处理垃圾焚烧炉产生的烟气,使烟气中的污染物排放达到国家有关排放标准。其中从干法反应器、石灰粉给料系统、活性炭添加系统、袋除尘器等装置。

半干法脱硫装置采用新型一体化烟气脱硫技术,其工艺原理为利用Ca(OH)2吸收烟气中的so,生成咖固态小颗粒.进入袋除尘器时被滤袋从烟气中分离出去。脱硫剂采用CaO,先进入消化器消化成Ca(OH)2.然后与来自锅炉烟气的大量飞灰一起进入增湿混合器,使混合物的水分含量增加到5%左右,再以流化风为动力并借助烟道负压导人直烟道反应器。进入反应器后,由于有很大的蒸发表面。水分蒸发很快.在极短的时间内烟气温度从167℃冷却到135℃左右,而烟气的相对湿度迅速增加。形成一个较好的脱硫工况。烟气中的其他酸性气体只要能保持l s左右反应时间,几乎所有HCL、I-IF都被有效地去除。

这种方法是针对除尘器本身抗酸性抗腐蚀性差的缺陷,采用组合工艺对烟气进行处理,对于酸性较强的烟气即使对除尘器进行耐酸保护,也必将影响除尘器使用寿命。而经过烟气的预处理,使其酸性、腐蚀性削弱无疑对除尘器产生了很好的保护作用,另外,由于烟气的酸性减弱,甚至消除,使烟气的处理指标进一步增加,对大气治理起到积极的正面作用。与除尘配套的预处理工艺简单、实用,虽然会增加一定的占地面积和处理费用,但是从长远意义上看,对企业或者整个国家的环保工作都起到很大的积极作用。

2.2除尘器耐酸防腐性的现状及发展

袋式除尘器的耐酸性、防腐性研究一直以来都是除尘工作中一项艰巨的任务,国内外大体方法一般在特殊滤料的研究.表面覆膜技术.预涂层以及防腐涂料的研究上.并且已经取得了一定的成果。

(1)耐酸防腐滤料

随着环境保护的要求日益增强,对滤料的各种抗性、过滤效率、使用寿命要求也越来越高,这就导致滤料的织物结构与表面处理技术的进步。因而袋式除尘器滤料的发展.主要是围绕材质、织物结构、表面处理技术这三方面来进行。目前,滤料的种类繁多。唯一的目的是提高滤料的耐酸、防腐、耐高温性能。已经应用于实际当中的耐化学腐蚀的滤料如玻璃纤维滤料、PPS(聚苯硫醚)滤料,P84(聚酰亚胺)滤料等等,它们对化学腐蚀都有一定的抗性。玻璃纤维滤料是比较有代表性的防腐蚀滤料,在实际中有广泛的应用。

玻璃纤维主要成分为so,.其耐化学腐蚀性除氢氟酸和高温强碱外都很稳定。玻纤滤料的技术发展包括滤料材质、制造工艺、织物结构及处理荆配方,新型玻纤滤料的力学性能、耐磨耐折性、化学性能都有了很大的提高.如果烟气中的酸腐蚀较严重,可以用耐酸处理,使滤料在酸性气氛中保持较长的寿命。

国外的玻纤滤料的原料控制比较严格。制造工艺也比较完善,因此滤料的质量更好。其滤料处理的方法也比较多,如Midweseo公司提供的玻纤滤料具有极好的尺寸稳定性,抗化学腐蚀的性能比较好,很适合在高温、腐蚀性强的烟气中使用。该滤料已在国内大面积推广,已经取得了巨大的社会效益、环境效益和经济效益。该滤料已经应用于辰溪水泥厂等的回转窑窑尾烟气处理,具有很好的经济效果。

由于原料的特性不同,滤料在耐化学腐蚀性的方面不同,表l给出了常用纤维的化学特性。废气中常含有酸、碱等腐蚀性化学成分,在选用滤料时,应根据烟气的化学组分,选择具有相应耐腐蚀特性的滤料。值得注意的是,滤料的耐化学腐蚀性是受温度、湿度的影响而变化的,所以,选择滤料的耐化学腐蚀性时要综合考虑。

(2)表面覆膜技术

目前,在滤袋的防腐抗酸性的研究上出现的滤袋表面覆膜过滤技术,它是在滤料表面再构造一层微孑L膜态物,依赖于成型膜的致密以及附着在膜表面的粉尘层,滤除微米级及以上粒径的颗粒物。该膜态物具备的耐水、耐油、耐温、耐腐蚀、微粒过滤等物理特性,扩大了袋式除尘器的使用范围。

美国GORE公司在20世纪70年代研制出了膨体聚四氟乙烯(闻)覆膜滤料,眦化学稳定性好,耐酸,抗腐蚀,摩擦系数小,表面光滑,可用于250~300℃高温,膜表面微孔化,接近于真正的表面过滤,粉尘不能进入滤料的内部,不需要建立常规滤料需要的过滤粉尘层。薄膜就完全代替了该粉尘层。其过滤效率可以从高效过滤材料的99.99%提高到99.999%。当前欧美许多行业排放PTFE覆膜滤料以其优越的性能,很快占领了国内外滤料市场。近两年。GORE公司又逐步开发出了一系列具有特殊功能的覆膜滤料产品。据介绍,GORE公司已开发出了10多种催化剂以满足滤料的不同功能的需要。

PTFE覆膜滤料在防化学腐蚀性确实优于普通非织造滤料。如,某水泥厂水泥成品磨,原先用729织物滤料,改用非织造涤纶针刺毡与PTFE薄膜复合的覆膜滤料后,其防化学腐蚀性大幅度提高,滤袋使用寿命由原来的4个月提高到12个月。又如某水泥厂石灰窑尾气的处理,将玻纤滤料改为膨体纱玻璃纤维与m覆膜滤料,其滤袋使用寿命也由12个月提高为24个月。

我国在这方面的研究正处于起步阶段,已有产品进入市场。表面过滤技术及覆膜滤料的开发和应用在我国既有机遇又有挑战。利用高科技产品和技术开发研制功能性覆膜滤料已成为覆膜滤料今后的—个重要发展方向。

(3)预涂层技术

预涂层处理,即将配制好的粉剂,在滤料使用前,用特殊工艺使其附着于滤袋表面。达到滤袋未使用前就已具有高效收尘的能力。经预涂层处理后的滤袋在使用前形成了稳定的粉尘初层,预涂层在形成粉尘初层方面,以选择透气性好、不易结块的粉剂,甚至可以选用阻燃、抗化学腐蚀、抗静电粉剡,对于聚脂类化学纤维制成的针刺毡垫可使用涂层处理,以改善滤料的防水性能及耐腐蚀性能,延长滤料的使用寿命。预涂层技术的缺点是随着反冲洗的次数增加,预涂层有可能会从滤料表面被冲脱,从而影响滤料的使用寿命。

(4)防腐涂料

当腐蚀性较强的尘气经过除尘器后,除尘器中暴露于烟气中的材料必将受到一定的腐蚀,因此许多袋式除尘器在制造过程中在其材质上都涂有防腐涂层,以抵抗尘气的腐蚀。例如对于燃煤电厂,袋笼经长期使用或日晒后应进行防腐处理,由于浸油处理工艺容易挥发,可以使用阴离子电泳工艺处理袋笼。

防腐涂料品种繁多,对各种中等强度的腐蚀介质,均有相应的品种使用。早期以醇酸涂料防蚀为主,随着工业的发展相继出现了沥青、环氧、聚氨酯等一系列品种。但这些品种有的防腐蚀效果较差,有的价格较高而不易被用户所接受。目前效果比较好,应用较广的是氯磺化聚乙烯防腐涂料,其在耐酸、碱、盐等方面更有其独到的优点,广泛应用于石油化工等行业的设备防腐处理。

选择涂抹防腐涂料与除尘设备用来增强袋式除尘器对腐蚀性尘气的抵抗能力关键在于针对烟气性质选择合适的防腐涂料,起到对除尘器的保护作用。

3结 语

在我国,袋式除尘器耐酸抗腐蚀性的研究工作已经有了一定进展,在一些防化学腐蚀滤料方面的研究上,针对烟气的化学特性,产生了不同性质的滤料,并已应用于除尘领域中。加入WTO后,国内市场向国际化发展不可避免,来自国外公司的竞争将日趋激烈。目前对一些大宗进口的滤料,已不比国内滤料价格高多少,其技术含量、产品质量高于国内产品,这对我国袋式除尘滤料将形成较大的压力,特别是分散、规模较小的滤料生产企业,既是严峻的挑战,又是难得的机遇。尤其是滤料覆膜技术的应用将成为袋式除尘器的主要发展方向之一。而国内的研究、发展、生产工作与国外相比已有一定差距,这就要求我国学习国外的先进技术,尽快追赶国外企业的脚步。占领更多的国际市场。总之,袋式除尘器防化学腐蚀性的研究在我国仍将是一项艰巨而具有挑战性的工作。