(中国电建集团贵州电力设计研究院有限公司 贵州省贵阳市 550002)
摘要：在国家环保政策和排放标准不断严格的要求下，火力发电厂普遍使用高效的布袋除尘器来满足国家对大气污染物的排放标准，但如何处理布袋除尘器废料成为普遍难题。传统的填埋方式受土地集约利用的限制，已经难以满足大量废料填埋的要求。本论文首先综述布袋除尘器利用的材料成分，接着根据我国现行的污染物排放标准，列举出针对不同成分布袋除尘器废料的处理技术。最后，为尽可能达到变废为宝循环利用的目的，评估最有效率的处理技术的应用前景。
关键词：火力发电厂；布袋除尘器；处理技术
Waste Treatment Technology and Status of Bag Filter
in Thermal Power Plant
Abstract:Under the strict requirements of national environmental protection and strict emission standards, high-efficiency bag filteres are widely used in thermal power plants to meet national standards for air pollutant emissions. However, how to deal with bag filter waste has become a major problem. The traditional landfill method is limited by the intensive use of land, and it has been difficult to meet the requirements of large-scale waste landfill. This paper first reviews the material composition of bag filter used at home and abroad, and then according to the current pollutant discharge standards in China, enumerates the treatment technology for different types of bag filter dust, and compares the processing efficiency of its door. Finally, in order to achieve the goal of recycling waste as much as possible, evaluate the application prospects of the most efficient processing technology.
Key words:Thermal power plant; Bag filter;Treatment technology
除尘器是火力发电厂重要的烟气净化设备。20世纪80年代，我国在小范围电场中试验过不带除尘器，但受当时工艺水平和技术的限制，滤料质量较差，并没有得到广泛的推广应用。当前在国家环保的大形势和排放标准不断严格的要求下，布袋除尘器的滤料材质也有很大的改善，成为火电厂的选择之一。
布袋除尘器的工作原理简单，利用的是过滤原理，即用袋式过滤单元捕集含尘烟气中的粉尘。布袋除尘器的废料主要有破损的布袋和吸附饱和的滤料。在实际使用时，布袋除尘器的滤袋有一定的使用寿命，一般为3~4年，到期需要更换，费用较高。常见的损坏原因是：布袋除尘器压力损失大，本体阻力1000~1200Pa，长期的膨胀收缩会使滤袋产生材质疲劳，超过一定限度就会损坏；布袋对烟气的温度和湿度较为敏感，在错误的使用场合或使用不当就容易造成滤袋的破损。破损的滤袋经过固体废物的处理处置后，使其达到减量填埋或再利用的目的。
1.布袋除尘器滤料的常见成分
布袋除尘器的滤料主要有复合材料、非织造材料和有机织物。机织滤料加工方式较为传统，因其陈本价格低廉，所以在市场仍有一席之地；非织造材料具有极其复杂的三维网络结构，材料空间内含有大量的弯曲通道和微孔，过滤性能良好，是除尘滤袋的好助手；复合材料通过涂层/层合、覆膜、工艺差别化、原料差别化等技术手段使材料的过滤性能更加优异，并能符合环保要求。
1.1 PPS聚苯硫醚
PPS具有极佳的耐碱性和较好的耐酸性，但PPS的抗氧化性能比较弱，在含氧量高或煤质含硫量较高的工况中均不适用。其耐温为160～180℃，可在160℃的温度下连续工作运行，瞬间可以承受190℃的高温。当运行温度超过190℃时，PPS的强力会急剧衰减；当被处理的烟气中氧（O2）含量超过8%时，PPS会被氧化，即PPS大分子结构中的S和O结合，产生SOX，使原本PPS分子结构变化，不具有原本的耐酸、耐碱性能，从而失去强力，直接表现就是“破袋”。当烟尘含氧量超过15%时，就不能使用该种滤料。
1.2 芳香族聚酰胺合成纤维
此类纤维应用较多的主要是美塔斯耐高温纤维，其耐温204℃，瞬间可达240℃。但其耐酸性、抗水解性稍差，其主要应用于经彻底脱硫的循环流化床锅炉或含硫极低的烟气过滤场合。
1.3 聚四氟乙烯
PTFE，即聚四氟乙烯，具有优异的耐化学腐蚀性能，不受烟气腐蚀，可为滤料提供强有力的支架，延长滤料的使用寿命。PTFE可以在240℃的连续运行温度，在瞬间260℃的温度条件下，能耐全部pH值范围内的酸碱侵蚀。PTFE基布自润性极佳，不吸潮，能承受紫外线辐射。用非织造针刺法制作的聚四氟乙烯纤维滤袋可以使袋式除尘器达到非常好的除尘效果，无论除尘器进口烟气中粉尘的浓度有多高，除尘器出口烟气中的粉尘浓度均可降低到20～30mg/m³，它是抗水解、抗腐蚀性最强的化学纤维。
1.4 P84纤维（聚酰亚胺）滤料
P84纤维滤料可在260℃以下连续使用，瞬时温度可达280℃。除此之外，P84纤维三叶形横截面形成了非常高的纤维表面积系数，与圆形或豆形截面纤维相比，具有较大的比表面积，增大了捕集尘粒的机会，而且P84纤维特殊的截面形态使得粉尘大部分被集中到滤料的表面，很难渗透到滤料的内部堵塞孔隙，降低运行阻力。
1.5 玻璃纤维
玻璃纤维可以在260℃（中碱）/280℃（无碱）的温度条件下长期工作。瞬间温度可达350℃。它具有突出的尺寸稳定性，拉伸断裂强度高，耐腐蚀性强，表面光滑，憎水透气，容易清灰，化学稳定性好，是环境保护行业的更新换代产品。但是它的缺点是耐折性差。
2.布袋除尘器的处理技术和处理效率
2.1处理技术
（1）护线处理
澳纤维，包括耐酸、琉水和增加柔性等处理好境处理属于的处理工艺，即在布袋除尘器滤料实造南所进行的处理工艺目数修线处理主要用于。
（2）道料后整理
布袋除尘器滤料后整理可以使速料质地均匀、尺寸稳定、并且改善性查 美化外版、从南扩大其应德园在流料生产中是不可缺少的重要工序。目前有烧毛、热轧光、徐星、复员、波木、燃及消静电整理。
①绕毛整理：将述科以一定速度通过燃绕深气、 液化气的大口、将数浮于滤表面的纤毛绕掉。以改善布袋除尘器滤料表面结构、有助于述料的清家。
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②热轧光：将述料以一 定速度通过具有一定压力和一定温度的无法轧园的工艺过程、过热轧使布袋除尘器滤料表面光清、平整、尊度均匀。采取深度的热轧技术可朝式表国校为光滑且透气均匀的针制毡，这种布袋除尘器滤料的初阻力虽略有增加、但粉尘不易进入选科深屋、因南容易清有助于降低袋式除尘器的阻力和提高滤袋的寿命，
③涂层整理:将某种浆性材料均匀涂布于这科表层的工艺过程，通过除屋可改善布袋除尘器滤料取面、双面或整体的外观、手感和内在质量、也可使产品性能满足某些特定的(如使针制毯方油、耐磨、硬挺等)要求。近年来开始采用涂层整理技术制作泡沫涂层布袋除尘器滤料、家料中的成真物质形成连续的多孔薄膜而附着在布袋除尘器滤料上，使布袋除尘器滤料具有表面过滤的功能。
④浸渍整理:将謔料在没资槽中用含有特定性能的投责流授资后再使之干候，这一工艺过程称为投渍处理。没渍处理可使布袋除尘器滤料具有疏水、疏油、阻世等持殊性能:或改善法料的某些性能，例如使玻璃纤维布袋除尘器滤料增强柔性、提高耐折性，
⑤硫水整理:借助没演或涂层方法、使布袋除尘器滤料具有疏水功能的工艺过程称为流水整理。
3.热定型处理
热定型是指将謔料在张繁状态和特定温度下稳定周化的工艺过程。热定整处理可消除布袋除尘器滤料在加工过程中残存的应力，获得稳定的尺寸和平整的表面。熱定型处理可控制布袋除尘器滤料在使用过程中的收缩率。
2.2 处理效率
据行业大数据研究表明，目前布袋除尘器市场占有率达80%，足见在废气处理方面布袋除尘器接受度好、表现优异。布袋除尘器除尘效率高，可捕集粒径大于0.3微米的细小粉尘，除尘效率可达99%以上，并且使用方便，处理风量可由每小时数百万立方米到数十万立方米。架构灵活，可直接设于室内机床附近的小型机组,也可做成大型联结型的除尘器。
除尘效率亦称“分离效率”，表示除尘器除尘效果的技术指标。影响布袋除尘器的除尘率有很多因素，大部分是取决于除尘布袋的质量好坏，另外滤料的结构类型、表面处理的状况对袋式除尘器的除尘效率也有影响。除尘布袋表面沉积的粉尘负荷大小也与布袋除尘器的除尘效率有直接关系数。
各种布袋除尘器的除尘效率、设备费及操作费等都不一样，在设置除尘器时，应对各种除尘器的性能了如指掌，根据行业适配性，充分考虑粉尘发生设备的结构、原料和燃料的种类、操作条件、含尘气体的性质和量，包括使用除尘器的目的、布袋除尘器需要捕集粉尘的特性和价值、捕集量等情况，以组合成经济的除尘系统，又保证适宜的除尘效率。
除尘器的维护管理也相当重要，定期巡检，一旦发现有破损零件，及时更换，减少机械运行故障率，使机械一直保持佳作业状态，从而进一步提高布袋除尘器的除尘效率。
3.布袋除尘器滤料废物再利用的途径
目前，国内外对滤料废物的回收方法主要有以下几种：机械粉碎法、离子或射线辐射裂解法和高温裂解法。前两种属于物理回收，第三种属于化学回收。在回收利用时应根据实际情况进行选择。
3.1 机械破碎法
由于PTFE的密度大于常规纤维，当与其它材料混合时，机械粉碎后通过重力分离可达到PTFE成份的提纯。PTFE再生细粉通常作为工业填充物，可经热压成型，制成低压阀门的密封垫片，具有密封性能好、耐腐蚀、寿命长等优点；或者挤压成型制成厚壁管材或者棒材，耐腐蚀性能好。
3.2 辐射裂解法
辐射裂解可得到粒径更小的再生细粉。这些再生PTFE细粉基本保持了原有PTFE性能，克服了普通微粉易于结团、凝聚的问题，还具有良好的不粘性和润滑性，是具有广泛用途的有机化工原料。此外，还有报道称可将具核－壳结构的平均粒径为0.05-1.00μm的PTFE再生细粉用作防滴剂，用于改善材料的加工性和阻燃性。该方法在发达国家已经得到较好的应用。
3.3 高温裂解法
高温裂解PTFE对废料要求不高，可将废料用碱液洗涤、清水冲洗，然后烘干，对于块状废料，要破碎成10mm以下的颗粒，经流化床反应器热解，可彻底回收热解产生的有机氟化物和热解后残留的填充物。裂解作用属于无规引发分解模型，主链C-S键发生断裂作用，裂解产物还会发生分子重排、环化和次级反应，PPS通过高温裂解后形成了多种化工原料。另外PPS也可以通过破碎后，也可作为再生的保温棉、隔音棉等产品。
3.4 当前废料回收方法的应用
（1）简单的机械粉碎法,工艺最简单,投资最省,对待回收的PTFE没有什么特别的要求;但再生料的颗粒较大,应用范围较小,难免造成资源浪费,回收不彻底。
（2）辐射裂解法联合超细粉碎,能够将废旧PTFE粉碎到微米级,使再生料的超性能大大增强,应用范围大增,但是这种方法要求废料不含填料,回收也不够彻底。
（3）高温裂解(热解)法可回收有用的含氟小分子,工艺复杂,投资也高,对废料没有什么要求,回收很彻底;但需抑制产生有毒物质的反应发生。
今后的研究方向应该是采用高温裂解的方法回收有用的含氟小分子物,设计出简单易行的工艺流程,找出最佳的工艺参数。
4.废料处理应用前景
近几年来，随着布袋除尘器在火力发电厂的不断应用，废旧滤料的回收利用逐渐形成规模。目前，福建、江苏、浙江等省份很多厂家，将废旧滤料回收后，用于生产PPS/PTFE再生料，替代PA6再生料注塑现有的PA6纺织用纱管等，或直接机械破碎、清洗后再利用，加工成保温棉等其他材料的替代产品。目前，已经获得了废旧滤料再利用的工业品并取得一定的经济回收价值。
上世纪我国燃煤电厂的粉煤灰在很长时间里通过填埋处理，但在随着再生利用技术的发展以及国家政策的引导下，通过几十年的发展转变使粉煤灰很快变废为宝并形成良好的经济效益。我国火力发电厂袋类除尘器的应用时间仅仅才10年时间，但废弃滤袋的技术已经成型，产生良好的经济价值和社会意义也是必然趋势。因此，选用袋式除尘器，更换后废弃滤袋的处理不会增加电厂成本。随着废弃滤袋处理技术的进步，将和粉煤灰综合利用一样很快实现“变废为宝”的转变，给电厂带来额外的收益。
参考文献:
[1] Honghong Yi, Jiming Hao,Lei Duan.Finerl particle and trace element emissions from an anthracite coal-fired pow红 plant equipped witii a bag-house inChina[J].Fuel,2007,11
[2]王志轩.我国燃煤电厂烟尘排放与控制[J].中国电力企业管理,2010,(1):28-31
[3]王飞.大型火力发电厂除尘技术比较[J].能源与环境,2011,(3):45-49
[4]张琦,孔宪文,张建.电除尘与布袋除尘器的比较选型实例[J].山东电力技术,2006,(5) : 29-32
[9]周振起,张文兵.静电布袋复合式除尘器及其应用[J].环境工程学报,2007, (10) : 83-85
作者简介：刘月生（1980.12—），男，苗族，贵州黔西南，硕士研究生，高级工程师，研究方向：火力发电厂热能与动力工程技术
论文作者:刘月生
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/18
标签：滤料论文; 布袋除尘器论文; 除尘器论文; 废料论文; 火力发电厂论文; 粉尘论文; 技术论文; 《电力设备》2019年第10期论文;