环保除尘设备的发展及应用研究

段梦凡

（辽宁环宇环保科技股份有限公司，辽宁营口 115100）

1 铅酸蓄电池生产中环保除尘设备的发展

铅酸蓄电池生产中的环保除尘设备有3种，分别为铅烟净化器、铅尘除尘器及和膏专用湿式除尘器。以铅酸蓄电池生产中所使用的3种除尘设备的发展历程，分析环保除尘设备的发展及应用情况。

1.1 铅烟净化器

铅烟净化器主要应用在处理生产过程中所产生的含铅烟气中。设备主要有3代产品：第一代是PVC（Polyvinyl chloride，聚氯乙烯）和PP塑管（Polypropylene，工程级聚丙烯管材、管件）焊接支撑的水膜除尘器，这种设备结构简单，以喷水来处理烟气，但使用中的效率不高且容易着火，所以没有得到长期应用。第二代是外壳为铁质材料制成的水膜原理除尘器。该净化器通过碱性液体与含尘气体发生化学反应，从而达到清理含铅气体的目的。经过多个环节的吸收，烟气、尘粒等与洁净的气体分离，这种设备处理效果较差，因此逐渐淡出市场。第三代烟气净化器主要为干式除尘器，外部以铁质材料为主，通过阻火器、高效过滤器的结合，从而保证除尘的效果。特点是除尘效果好，运行效率高，所以在除尘领域得到了较为广泛的应用。

1.2 铅尘除尘器

第一代是旋风除尘器，特点是结构简单，制造、安装和维护便利，且设备成本较低。但过滤效率不佳，故而未能得到长期使用。后期主要作为除尘工序预处理设备，能够清除大粒径的颗粒和粉尘。

第二代为机械振打式除尘器。当含尘气体在通过除尘器内部滤袋时，除尘器会发生机械振动，粉尘会从布袋上掉落下来，机械振打式除沉器清灰效果不佳，且自动化水平较低。

第三代是扁布袋除尘器。含烟气体在进入机械中时，大粒径的颗粒由于离心力的影响会向下掉落，粒径较小的颗粒会落入到过滤袋当中。若过滤袋除尘器压力达到布袋最大压力时，电气控制系统就会发出信号，启动反吹机实施反吹。布滤袋会发生膨胀，进而发生整体振动，滤袋表面的粉尘会直接掉落到下方的集灰斗当中。因体积较大，运输不便，因此被逐渐淡出。

第四代是脉冲布袋除尘器及滤筒除尘器。前者是在含尘气体进入到布袋除尘器后，过滤粉在过滤布纤维作用下，由于惯性与铝箔袋纤维发生碰撞而遭到阻拦。以清灰方式来划分，这种除尘器还可分为脉冲式、声波式等多种形式的除尘器。其中，脉冲式除尘器的效果最佳，在铅酸蓄电池生产中得以广泛应用。若设备阻力达到脉冲控制仪量程的上限，脉冲阀会在短时间内放出较多的高压，对口径器产生压缩的作用，受到文氏诱导管的诱导，导出二次空气，被高速摄入到滤袋当中。除尘器清灰效果较差，自动化程度较低。另外，受到高压气体的影响，滤袋膨胀较为明显，滤袋上的灰尘也会下落到灰斗当中。

第五代采用脉冲布袋除尘器与水幕除尘器结合在一起，从而形成二级净化工艺的除尘设备。为了保证除尘效率，在干式除尘器后设置水幕除尘器。通常水幕除尘器主要采用PP或PVC塑料管焊接而成，是按照灰尘与水发生碰撞和凝聚而起到净化的作用。除尘器使用的含碱喷淋水，需要定期排放至污水处理站中。

第六代是插斜式滤筒除尘器与高效过滤器双级净化标准工艺融合的二级干式除尘器，在风机风力的作用下，可使含尘气体从滤筒的底部直接落入除尘器箱底位置，提高了除尘器的空间性，气流速度明显减慢，因此大粒径的颗粒也会发生沉淀，附带小粒径粉尘的尘气也会直接穿过滤筒，受到拦截。大部分粉尘会阻隔到滤料的外表面，干净的空气会向上升，经过高效过滤器时，气流中的细微粒子也会被更高一级的HEPA（High Efficiency Particulate Air filter，高效粒子空气过滤器）滤料阻隔。

1.3 和膏专用湿式除尘器

该除尘器一般应用于和膏工序中的混合气体处理，第一代除尘器外壳为铁质金属，容易发生腐蚀，因此逐渐淡出市场。第二代产品的外壳主要采用PVC管和PP管，为湿式填料除尘器，它在运行过程中主要采用了塑料材质的填料洗涤塔，其中填料主要有PP类材料的塑料多面空心球或鲍耳环、玻璃珠、焦炭等。塑料的耐酸性较好，同时填料表面积较大，因此过滤效果要比冲击式除尘器的效果更好，且这种除尘器维护相对便利，应用也更为广泛。

2 新型高效除尘设备的应用分析

2.1 除尘器质量的判断指标

判定除尘器质量的主要指标有：除尘器排口铅排放浓度、处理风量、过滤面积、过滤风速和过滤箱体密闭性，以及负荷适应性等。

2.2 高效过滤器的定义

高效过滤器主要收集微小的颗粒、灰尘和悬浮物。这种过滤器是很多过滤系统当中的重要组成部分，高效过滤器主要采用超细玻璃纤维实现过滤功能，分料采用胶板纸和铝合金等材料。在框架内填充适量的玻璃纤维。同时过滤器主要的材料为镀锌板、不锈钢板和铝合金。滤孔的直径若小于烟气的粒径，就能起到清烟的作用。现阶段高效过滤净化等级有H12、H13、H14，而超高过滤的净化级别为U15，U16，U17。超高过滤器在手术室和无尘室当中应用广泛。

2.3 对除尘器过滤效率达99.995%的理解

从除尘器箱体气密性的角度来说，在高压大风量条件下，过滤的效率无法达到99.995%，而且这一过滤效率主要指的是安装在除尘器内部的高效或超高效过滤器的过滤效率，这只是厂家给出的参数。而若要达到这一数值，对过滤的条件和环境有着非常高的要求。且过滤效率是一个相对性的指标。例如，净化级别为H14的HEPA高效过滤器，过滤后的风速需＜2 m/s，U15的ULPA（Ultra Low Penetration Air Filter，超高效空气过滤器）运行中经过滤料面的风速应＜1.5 m/s，若风速超出这一范围，就会对过滤器的运行效率产生显著的影响。U15超高效过滤器应用时，风速若＞2 m/s，则净化效率就会有所降低。

2.4 选择除尘器过程中应考虑的因素

（1）气密性。无论采用传统切割工艺还是激光切割工艺，在除尘器运行的过程中都必须要保证除尘器自身的气密性，从而确保除尘器的除尘效率。

（2）滤料及过滤面积。蓄电池生产中使用了大量的非标环保设备，因此很多厂家在生产中对滤料的材料和过滤面积的设定不够统一，故而市场上并没有可靠的依据，这就要求人们要更加仔细和谨慎地选择环保设备。例如，市场上的脉冲除尘器主要为DMC（Dough molding compounds，团状模塑料）型，为了更加彰显个性，一些厂家在DMC前会添加厂标，且布袋的直径也有所不同，所以在选择除尘器的过程中，必须要高度重视过滤面积，按照滤袋的外观和滤袋的尺寸参数，经过详细的计算后得出过滤面积的数值。不管选择何种类型的脉冲除尘器，其过滤面积必须一致，这样才能保证效果的一致性，

即使是2个外观完全一致的滤筒，若2个滤筒的滤材不同，则过滤面积也会产生较为明显的差异。例如，直径320 mm，高度660 mm的滤筒，若使用纳米级的滤筒材料，其过滤面积一般在 21 m2，如采用 PTFE（Poly Tetra Fluoroethylene，聚四氟乙烯）覆膜滤料，则过滤面积通常为9 m2，因此应选择效果等同的滤料，从而利用过滤面积精确地计算除尘器的运行效率。

（3）除尘器选型。当前，铅酸蓄电池生产中，高效除尘器应用较为广泛，且主要应用斜插式滤筒干式除尘器或垂直式滤筒干式除尘器。斜插式滤筒干式除尘器在应用的过程中不需要占用较大的空间，而垂直式滤筒干式除尘器所占的空间较大。若增加二级高效过滤器，则应采取分体的结构形式。当前主要的做法是将滤筒箱体和高效过滤器箱体组成一个整体，并在较短的时间内完成拼装施工。例如，常规条件下，采用上下过滤器一体式箱体，且都使用PTFE覆膜滤料和相同风量等级的过滤器，在比较斜插式和垂直式结构的过程中，发现斜插式滤筒干式除尘器在成本上占据着更大的优势。垂直式滤筒干式除尘器也具有过滤面积大，除尘效果好的优势。且滤筒应采用垂直放置的方式，进而加强除尘器的除尘效果。与斜插滤筒干式除尘器相比，其滤筒寿命有所延长。

3 结语

通过分析可以看出，环保除尘设备经历了较长时间的发展进程，而且随着技术的不断完善，各方面性能也在逐步更新。不同形式的除尘设备也都经历了多代产品的不断更新，且由于其性能得到了有效的改善，所以在多个领域当中都发挥了重要的作用，应用范围越来越广。