近年來(lái)國家針對各個(gè)生產(chǎn)行業(yè)都頒布了新的排放標準，對排放氣體中的粉塵含量有更加嚴格的要求。為了適應更高的排放標準，提高除塵效率，降低生產(chǎn)成本，針對不同的粉塵類(lèi)型合理選擇除塵方法以保證除塵效果和除塵的經(jīng)濟性顯得尤為重要。

1粉塵的分類(lèi)及成分分析

工業(yè)粉塵的分類(lèi)依據各有不同，可以按物質(zhì)的組成、粒徑的大小、形狀及物理化學(xué)特性等進(jìn)行分類(lèi)。筆者為了加強針對性，按照粉塵產(chǎn)生行業(yè)的不同將工業(yè)粉塵分為水泥行業(yè)粉塵、燃煤發(fā)電行業(yè)粉塵、鋼鐵行業(yè)粉塵、木材行業(yè)粉塵、有色金屬行業(yè)粉塵及其他粉塵等類(lèi)型。

1.1水泥行業(yè)粉塵

目前，火力發(fā)電、水泥、鋼鐵是我國粉塵污染較為嚴重的行業(yè)。水泥粉塵主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO及K2O等物質(zhì)組成。水泥生產(chǎn)各個(gè)階段的粉塵具體組成見(jiàn)表1。

水泥粉塵中只有開(kāi)采階段產(chǎn)生的粉塵大部分可以自然沉降，其他階段85%的粉塵粒度為0～10μm，必須進(jìn)行除塵處理。因為SiO2為最主要的成分，所以除塵工藝選擇時(shí)應該考慮SiO2比電阻較大、粘附性較強及安息角較大等因素。

1.2燃煤發(fā)電行業(yè)粉塵

燃煤發(fā)電行業(yè)生產(chǎn)工藝主要有輸煤系統、燃燒系統、熱力系統、化學(xué)水處理系統、除灰渣系統及電氣系統等。在輸煤過(guò)程和燃燒過(guò)程會(huì )產(chǎn)生大量的煙氣粉塵，燃煤電廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中也會(huì )產(chǎn)生很多粉塵，主要有煤塵、石灰石粉塵、石膏粉塵及矽塵等。在一般生產(chǎn)過(guò)程中粉塵的產(chǎn)生場(chǎng)所和粉塵類(lèi)型見(jiàn)表2。

由于粉塵中以煤粉和矽塵為主，除塵時(shí)要考慮煤粉的可燃性和爆炸性，同時(shí)也要考慮矽塵比電阻較大的問(wèn)題，因此需在不同的生產(chǎn)階段合理選擇除塵方法。目前國內95%的燃煤煙氣處理為靜電除塵器，但是隨著(zhù)排放標準的提高，逐漸被電袋結合的方法替代。

1.3鋼鐵行業(yè)粉塵

鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)流程較長(cháng)，由于采礦和煉制為主要的粉塵產(chǎn)生階段，因此筆者只對采礦和煉制兩個(gè)過(guò)程產(chǎn)生的粉塵成分進(jìn)行了分析。采礦階段產(chǎn)生的粉塵特性見(jiàn)表3。煉制階段煙氣中粉塵的成分見(jiàn)表4。

1.4木材行業(yè)與有色金屬行業(yè)粉塵

木材粉塵是木材加工過(guò)程中產(chǎn)生的浮游于空氣中的顆粒。木材粉塵按照粒徑大小可以分為大粒徑和小粒徑兩類(lèi)，大粒徑粉塵是指粒徑大于10μm的粉塵顆粒，小粒徑粉塵是指粒徑小于10μm的粉塵顆粒。大粒徑粉塵可利用機械除塵的方法進(jìn)行除塵，小粒徑粉塵由于具有安息角較大、比電阻大、爆炸極限較大的特點(diǎn)，因此一般采用布袋除塵法。

在有色金屬行業(yè)中，主要的粉塵來(lái)源是冶煉過(guò)程的煙氣中和采礦過(guò)程中，其中冶煉過(guò)程中尤為嚴重。冶煉過(guò)程產(chǎn)生的煙氣中主要以各種高溫易揮發(fā)金屬的氧化物、硫氮氧化物等為主。因為冶煉產(chǎn)生的煙氣中含有金屬氧化物，且金屬氧化物的溫度很高，所以除塵時(shí)要避免采用布袋直接除塵。

2除塵技術(shù)及優(yōu)缺點(diǎn)

除塵技術(shù)就是利用兩相流動(dòng)的氣固或液固分離原理捕集氣體中的顆粒物。目前應用比較廣泛的除塵技術(shù)有五大類(lèi):機械式除塵技術(shù)、電除塵技術(shù)、過(guò)濾除塵技術(shù)、濕式除塵技術(shù)和新型復合式除塵技術(shù)。

2.1機械式除塵

2.1.1沉降除塵

沉降除塵是利用重力作用使粉塵從氣體中自然沉降。沉降除塵按照氣流方向的不同可以分為水平氣流除塵和垂直氣流除塵，這兩種方法原理。相同、效果接近，僅是風(fēng)向結構上有差別沉降除塵的優(yōu)點(diǎn):結構簡(jiǎn)單、容易維護、氣流阻力低、投資少、施工快、節省鋼材、維護費低、維修周期長(cháng)、耐高溫。缺點(diǎn):除塵效率低。除塵范圍:能除去粒徑大于100μm的粉塵，一般用于一級粗凈化。

2.1.2慣性除塵

慣性除塵利用粉塵在運動(dòng)過(guò)程中的慣性力將粉塵從氣體中分離出來(lái)。按結構形式的不同可分為碰撞式慣性除塵器和回流式慣性除塵器。慣性除塵的優(yōu)點(diǎn):結構簡(jiǎn)單、運行阻力小、耐高溫。缺點(diǎn):除塵效率較低。除塵范圍:對粒徑大于20μm的粉塵有很好的去除效果，通常用于一級除塵。

2.1.3旋風(fēng)除塵

旋風(fēng)除塵是利用氣流作旋轉運動(dòng)將塵粒分離并捕集的裝置。旋風(fēng)除塵技術(shù)發(fā)展相對比較成熟，被廣泛用于工業(yè)一級除塵中。旋風(fēng)除塵根據進(jìn)風(fēng)結構不同分為螺旋切線(xiàn)型、擴散型、多管型及異型等。

旋風(fēng)除塵的優(yōu)點(diǎn):處理量大、耐高溫、操作維修方便、分離效率高、對粉塵適應范圍廣。缺點(diǎn):占地面積大、鋼材耗材多、運行成本較高。除塵范圍:對粒徑大于5μm的粉塵具有較好的去除效果，旋風(fēng)除塵器被廣泛的用于鋼鐵、水泥和木材行業(yè)中。

2.2電除塵

電除塵是利用靜電場(chǎng)使塵粒帶電吸附到電極上的除塵方法。電除塵器由除塵體與電場(chǎng)控制裝置組成。按工作溫度可分為低溫電除塵器、中溫電除塵器和高溫電除塵器。

電除塵的優(yōu)點(diǎn):除塵效率高、設備阻力低、處理煙氣量大、運行費用低、維護工作量少且無(wú)二次污染[9]。缺點(diǎn):粉塵比電阻隨溫度變化大，需要控制溫度，不同微粒對應不同的最佳電場(chǎng)參數，需要多次調試，隨著(zhù)國家對煙氣排放標準的修改，電除塵后的煙氣有時(shí)達不到要求。除塵范圍:常用于收集以煤為燃料的工廠(chǎng)和電站所排煙氣中的煤灰和粉塵，冶金中用于收集煉爐煙氣中錫、鋅、鉛及鋁等的氧化物。電除塵器對0.5μm以上的粉塵(比電阻合適)具有較好的收集作用。

2.3過(guò)濾除塵

過(guò)濾除塵是含塵氣體通過(guò)過(guò)濾層時(shí)粉塵被截留下來(lái)的除塵方法。過(guò)濾式除塵主要分為兩類(lèi):袋式除塵和顆粒層除塵。袋式除塵按清灰方法可分為機械振打袋式除塵、氣環(huán)反吹袋式除塵、逆向氣流袋式除塵、人工清灰袋式除塵及脈沖袋式除塵等。

過(guò)濾除塵的優(yōu)點(diǎn):除塵效率高，特別是對細微細粉也有較高的效率，對煙塵性質(zhì)、入口濃度及溫度等適應性強，使用靈活，處理風(fēng)量、設備規?？尚】纱?結構簡(jiǎn)單，因地制宜;工作穩定，便于收集干粉塵沒(méi)有污泥處理等維護簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)處理溫度受濾袋材料的限制，不耐高溫;耐腐蝕性弱，不能處理酸堿性含塵氣體;對含有粘附性強或吸濕性強粉塵的氣體不適用;處理氣量大時(shí)結構耗材多占地大;運行阻力大，運行成本較高。除塵范圍:一般濾袋可以除去粒徑0.5μm以上的粉塵，特殊布袋和后期運行時(shí)，在合理的風(fēng)速下對粒徑0.1μm以上粉塵甚至更小的粉塵也有較好的去除效果。布袋除塵器廣泛應用于燃煤電廠(chǎng)、水泥廠(chǎng)、鋼鐵廠(chǎng)及木材加工廠(chǎng)等行業(yè)的除塵系統中。

2.4濕式除塵

濕式除塵是依靠液滴或液膜對粉塵進(jìn)行捕集的除塵方法。濕式除塵主要有:噴淋塔、水膜除塵、洗浴式除塵及填料洗滌除塵等。

濕式除塵的優(yōu)點(diǎn):除塵效率高，占地面積較小，運行阻力較低，氣體可適應性強，可用于高溫、高濕、易燃及易爆等含塵氣體的除塵。缺點(diǎn):產(chǎn)生的泥漿沉渣和廢水需要處理，粉塵回收困難，處理腐蝕性氣體時(shí)需要采取防腐措施，低溫地區需要防凍，易產(chǎn)生二次污染。除塵范圍:對0.1μm以上的粉塵有很好的捕集效果。濕式除塵器主要運用于煙氣脫硫、煤粉捕集等領(lǐng)域，對含有溶水性的腐蝕性氣體或易燃易爆的粉塵的氣體應用較多。

2.5國內外新型復合除塵

2.5.1電袋復合除塵

電袋復合除塵是將含塵氣流先通過(guò)靜電除塵，其中大部分粉塵被收塵極板收集后，再通過(guò)布袋過(guò)濾。電袋除塵分為一體式和分離式。如圖1所示為一體式電袋復合除塵器，電袋復合除塵結合了電除塵器與布袋除塵器的優(yōu)點(diǎn)，除塵效率明顯提高。

電袋復合除塵的優(yōu)點(diǎn):除塵效率穩定，適應性強，不受粉塵特性和風(fēng)量影響，結構緊湊，壓降小，建設費用低，對細微粒子的捕捉效率高，占地較少，所需的濾袋數量減少，運行阻力減小，更換周期變長(cháng)。缺點(diǎn):需要根據粉塵比電阻、溫度等因素調節出最佳電場(chǎng)參數，使一級電場(chǎng)除塵效率在80%左右，所以當粉塵比電阻變化時(shí)需要改變電場(chǎng)參數。除塵范圍:除塵下限能達到0.05μm，目前在我國主要應用于燃煤電廠(chǎng)和冶金行業(yè)的煙氣除塵中。

2.5.2電旋風(fēng)復合除塵

電旋風(fēng)復合除塵是利用粉塵離心力和靜電場(chǎng)力的結合把粉塵從氣體中分離出來(lái)的技術(shù)。根據國內目前的研究進(jìn)展可知電旋風(fēng)除塵器主要有4種類(lèi)型:切流反轉式、直流式、濕式電旋風(fēng)除塵器和SZD型組合電收塵器。電旋風(fēng)復合除塵的優(yōu)點(diǎn):結構簡(jiǎn)單、運行費用較低、除塵效率高、除塵適應性、占地較小、維護方便。缺點(diǎn):設備初期投資大，占地大，運行成本較高，電場(chǎng)參數控制難。除塵范圍:對粒徑大于0.5μm的粉塵有很好的捕集作用，主要用于冶金行業(yè)的煙氣除塵和建材行業(yè)除塵。

3我國除塵技術(shù)的發(fā)展趨勢

我國是燃煤和冶金大國，這兩個(gè)行業(yè)是目前我國粉塵產(chǎn)生的最主要行業(yè)，當然這兩個(gè)行業(yè)的除塵技術(shù)也是國內最先進(jìn)的，通過(guò)調研總結了除塵技術(shù)的發(fā)展趨勢:發(fā)展復合型的新型除塵設備;除塵設備的大型化和管理自動(dòng)化;除塵過(guò)程中增加對煙氣余熱的回收，做好節能減排;為應對新的排放標準提高除塵精度。

4結束語(yǔ)

筆者針對實(shí)際工況對常見(jiàn)的工業(yè)粉塵類(lèi)型和除塵方法做了總結，并給出了除塵器的基本選用原則。在粉塵成分復雜或除塵效果要求高的場(chǎng)合可以對除塵方法進(jìn)行結合使用，優(yōu)勢互補，達到預期的除塵效果。同時(shí)可以將除塵技術(shù)與在線(xiàn)檢測技術(shù)結合起來(lái)，根據檢測系統反饋的溫度、壓力及出口含塵率等參數對除塵系統進(jìn)行在線(xiàn)調節，在保證除塵效率的同時(shí)降低了能耗、實(shí)現了除塵系統高度智能化。