布袋除尘器与电除尘器的对比分析

布袋除尘器与电除尘器的对比分析

 

一、工作原理

1.袋式除尘器

袋式除尘器以纤维编织物制成的袋式过滤布作为核心过滤元件。当含尘气体单向通过滤布时，粒径较大的尘粒在惯性力作用下，因与滤布纤维发生碰撞而被拦截；而粒径细微（通常为 1μm 及以下）的尘粒，会受到气体分子的冲击产生布朗运动，不断改变运动方向。由于滤布纤维间的空隙小于气体分子布朗运动的自由路径，这些细微尘粒便会与纤维碰撞并分离。随着除尘过程的持续进行，大量尘粒在滤布纤维表面堆积，逐渐形成滤饼。滤饼凭借筛滤等机理，能够进一步捕集更细小的尘粒。最终，尘粒被截留在滤布上游（含尘气体侧），而经过净化的干净气体则透过滤布，聚集到下游（干净气体侧）。当滤布上的尘粒沉积达到一定程度后，借助气力清灰或机械清灰等方式，将尘粒从滤布上清除，并进行收集和输送。

2. 电除尘器

电除尘器通过在正负极之间施加高压直流电，构建起一个能够使气体电离的高压电场。当含尘气体进入该电场后，尘粒会在电场作用下荷电（通常荷负电）。荷电后的尘粒在电场力的驱动下，向极性相反的集尘极（正极）移动，并最终沉积在集尘极表面，从而实现尘粒与含尘气体的分离。随后，通过振打电极的方式，使沉积在集尘极上的粉尘脱落，落入除尘器下部的集料斗内，以便后续的收集和输送。

二、电除尘器的优点

1. 除尘效率高

电除尘器可通过延长电场长度的方式显著提升捕集效率。在烟气中粉尘处于常规状态时，其捕集效率通常可达 99％以上；若采用 4 个或 5 个电场的电除尘器，除尘效率还能进一步提高。不过，随着电除尘器运行时间的增加，受电极腐蚀等因素影响，其除尘效率会出现一定程度的下降。

2.设备阻力小，能耗低

电除尘器的能耗主要来源于设备阻力损失、供电装置、加热保温以及振打电动机等方面。相较于其他类型的除尘器，电除尘器的阻力较小，一般在 200 - 300Pa，约为袋式除尘器阻力的 1/5。较低的能耗使得电除尘器在运行过程中很少需要更换易损件，从而大幅降低了运行费用。

3. 处理风量大

电除尘器在结构上易于实现模块化设计，这使其能够满足大型化装置的需求。目前，单台电除尘器的烟气处理量已高达 200×10?m?/h。对于如此大的烟气处理量，采用袋式除尘器或旋风除尘器不仅处理难度大，而且在经济上也不划算。

4. 适用范围广

电除尘器能够有效捕集粒径小于 0.1μm 的超细微粒子，并且可以处理温度高达 300 - 400℃的高温烟气。在烟气各项参数处于一定波动范围内时，电除尘器仍能保持良好的捕集性能。然而，烟气中粉尘的比电阻对电除尘器的运行有着至关重要的影响。当粉尘比电阻小于 10?Ω?cm 或大于 10??Ω?cm 时，电除尘器的正常工作过程会受到干扰。

三、电除尘器的缺点

1. 设备复杂，维护管理要求高

电除尘器的结构较为复杂，这对设备的调运、安装以及后续的维护管理水平都提出了较高的要求。无论是设备的安装调试，还是日常的运行维护，都需要专业的技术人员和严格的操作规范。

2. 对粉尘具有选择性

由于电除尘器的除尘效果受粉尘比电阻的影响较大，因此其对粉尘具有一定的选择性，无法保证对所有类型的粉尘都能实现高效净化。在实际应用中，需要根据粉尘的比电阻特性来选择是否适用电除尘器。

3.受操作条件影响大

电除尘器的运行效果受气体温度、湿度等操作条件的影响较为显著。即使是同一种粉尘，在不同的温度和湿度条件下运行，其除尘效果也会存在明显差异。在某些特定的温度和湿度条件下，粉尘电阻的变化可能会导致电除尘器无法正常工作。

4. 制造、安装和运行要求严格

电除尘器结构复杂且体积庞大，这就要求其在制造过程中严格把控质量，在安装过程中确保高精度，在运行过程中遵循严格的操作规范。任何一个环节出现问题，都可能导致无法达到预期的除尘效果。

四、布袋除尘器的优点

袋式除尘器作为一种干式高效率除尘装置，利用纤维编制物制作的袋式过滤元件，实现对含尘气体中固体颗粒物的高效捕集。其除尘过程涉及多种因素，包括布袋材料、编织方法、纤维密度，以及粉尘的扩散、惯性、质量和静电特性等，同时清灰方式也对除尘效果有着重要影响。滤布材料是布袋除尘器的关键所在，性能优良的滤布不仅需要具备特定的致密度和透气性，还应具有良好的耐腐蚀性、耐热性、耐磨性以及较高的机械强度。目前，耐热性能优异的纤维材料，其耐热度已可达到 250℃ - 350℃，抗磨损能力较强的布袋使用寿命可长达 4 - 5 年。

1.除尘效率高

布袋除尘器能够高效捕集 0.3μm 以上的粉尘，可将含尘气体净化至 15mg/m? 甚至更低的浓度，能够满足日益严格的环保排放标准。

2. 附属设备少，投资成本低

相较于电除尘器，布袋除尘器的附属设备较少，技术要求相对较低，这使得其在投资成本上具有一定的优势，尤其适用于预算有限的项目。

3. 粉尘捕集范围广

布袋除尘器能够有效捕集电除尘器难以回收的粉尘，并且在一定程度上还可以收集硝化物、硫化物等化合物，扩大了其在不同行业的应用范围。

4.负荷适应性强

布袋除尘器对负荷变化具有良好的适应性，特别适合捕集细微且干燥的粉尘。同时，所收集的干尘便于处理和回收利用，具有较高的经济价值。

5.安全性高

当处理含有爆炸危险或带有火花的含尘气体时，布袋除尘器的安全性表现较为突出，能够有效降低爆炸等安全事故的发生风险。

五、布袋除尘器的缺点

1.对气体湿度要求高

在收集湿度较高的含尘气体时，布袋除尘器需要采取有效的保湿措施，以防止因结露导致 “糊袋” 现象的发生，这在一定程度上限制了其在高湿度气体处理场景中的应用。

2.滤袋更换频繁

针对不同类型的气体，需要选用相应类型的布袋，并且布袋在使用过程中会逐渐磨损，需要经常更换，这不仅增加了运行成本，还加大了维护工作量。

3. 高温气体需降温处理

对于高温气体，必须采取降温措施，使其温度降低至滤袋所能承受的范围之内，这无疑增加了系统的复杂性和运行成本。

4. 阻力较大

布袋除尘器的阻力一般在 1000 - 1500Pa，较大的阻力会增加系统的能耗，对风机等设备的性能要求也相应提高。

5.易磨损

在接收粒径较大的含尘气体时，布袋容易受到磨损，进一步缩短了布袋的使用寿命，增加了维护成本。

随着布袋除尘器核心部件（如滤袋、脉冲阀、PLC 控制技术及其它配套件）技术水平的不断提升，以往在燃煤锅炉烟气除尘应用中导致失败的因素已得到妥善解决。我国首台应用于 300MW 燃煤锅炉发电机组的袋式除尘器在山西阳光发电厂成功点火运行，这一成果标志着袋式除尘器在大型燃煤锅炉除尘领域取得了重大突破，具有重要的里程碑意义。

六、袋式除尘器的发展前景

随着我国环保法规的日益严格，对大气污染物排放的控制要求不断提高。在国内火电厂燃煤锅炉除尘、脱硫市场中，袋式除尘器凭借其高效的除尘性能，将占据越来越重要的份额。此外，在垃圾焚烧炉除尘以及去除二恶英等有害气体方面，袋式除尘器更是不可或缺的关键设备，因为它能够有效捕集对人体危害极大的 5 微米以下的超细微小颗粒。

近年来，袋式除尘技术取得了显著的进步，在主机性能、滤料质量、自动控制水平以及应用技术等方面都有了大幅提升。这使得袋式除尘器对烟气的高温、高湿、高浓度、微细粉尘、吸湿性粉尘、易燃易爆粉尘等复杂工况条件具备了更强的适应性。同时，在加强清灰效果、提高除尘效率、降低能耗、减少故障发生频率以及方便维修等方面，也达到了一个新的高度。

在耐高温滤料领域，产品种类日益丰富。除了传统的诺梅克斯、美塔斯滤料外，P84、莱登（RrTUN）滤料的应用越来越广泛，特氟纶滤料也已开始少量应用。由微细玻璃纤维与耐高温 P84 等化学纤维复合，采用特殊工艺制成的新型 FMS - 氟美斯耐高温针刺毡，在钢铁、水泥、天然气、化工等多个行业都取得了良好的应用效果。此外，玻纤滤料在抗折、耐磨性等方面也取得了重要进展，并成功开发出专门适用于垃圾焚烧的玻纤滤料。这些技术成果为净化 180 - 280℃的烟气提供了更多的选择。

七、布袋除尘器选用时的注意事项

1.合理选择结构形式

在选择布袋除尘器的结构形式时，应优先考虑可靠性高、维修便捷、结构简单，并且换袋工作条件良好的类型。目前，大多数生产厂家将换袋位置设计在净气室，这种设计能够有效改善换袋工作环境，降低操作人员的工作强度和安全风险。

2.确保滤料可靠性

滤袋材质丰富多样，在选用时，关键要确保滤料在使用温度、耐油性、抗酸碱性、氧化性以及防水性等方面符合系统要求。为了进一步优化滤料性能，有时还需要对布袋进行压光、烧毛等特殊处理。

3.确定适当的过滤风速

过滤风速直接影响滤袋的使用寿命。在安装过程中，必须确保袋笼、花板及其连接件表面光滑，避免对滤袋造成损伤；同时，要保证滤袋与花板之间具有可靠的密封，并且花板具备足够的平整度和刚度，以确保除尘系统的稳定运行。