近年來，隨著經濟的迅速發展，冶金煉鋼電爐和以原煤為燃料的鍋爐增加很多，這些爐窯排放的大氣污染物對周圍環境造成很大危害，所以從含塵氣體中去除顆粒物以減少其向大氣排放的技術越來越重要了。
基本介紹
- 中文名：除塵
- 定義：去除顆粒物以減少其向大氣排放
- 產生於：固體物質的粉碎、篩分、輸送
- 產生於：燃燒、高溫熔融和化學反應等過程
定義,分類,除塵方式,生物納膜,雲霧抑塵,濕式收塵,重力,慣性,旋風分離器,布袋,靜電,陶瓷,濕式,除塵方式比較,現狀,除塵器套用,
定義
從含塵氣體中去除顆粒物以減少其向大氣排放的技術措施。
含塵工業廢氣或產生於固體物質的粉碎、篩分、輸送、爆破等機械過程，或產生於燃燒、高溫熔融和化學反應等過程。前者含有粒度大、化學成分與原固體物質相同的粉塵，後者含有粒度小、化學性質與生成它的物質有別的煙塵。改進生產工藝和燃燒技術可以減少顆粒物的產生。除塵器廣泛用於控制已經產生的粉塵和煙塵。
分類
按捕集機理可分為機械除塵器、電除塵器、過濾除塵器和洗滌除塵器等。機械除塵器依靠機械力將塵粒從氣流中除去，其結構簡單，設備費和運行費均較低，但除塵效率不高。電除塵器利用靜電力實現塵粒與氣流分離，常按板式與管式分類，特點是氣流阻力小，除塵效率可達99%以上，但投資較高。占地面積較大。過濾除塵器使含塵氣流通過濾料將塵粒分離捕集，分內部過濾和表面過濾兩種方式，除塵效率一般為90%～99%，不適用於溫度高的含塵氣體。洗滌除塵器用液體洗滌含塵氣體，使塵粒與液滴或液膜碰撞而被俘獲，並與氣流分離，除塵效率為80%～95%，運轉費用較高。為提高對微粒的捕集效率，正在研製荷電袋式過濾器、荷電液滴洗滌器等綜合幾種除塵機制的新型除塵器。
除塵方式
生物納膜
生物納膜是層間距達到納米 級的雙電離層膜，能最大限度增加水分子的延展性， 並具有強電荷吸附性；將生物納膜噴附在物料表面， 能吸引和團聚小顆粒粉塵，使其聚合成大顆粒狀塵 粒，自重增加而沉降；生物納膜抑塵技術的除塵率最高可達99% 以上，平均運行成本為0.05~0.5元/噸。
雲霧抑塵
雲霧抑塵技術是通過高壓離子霧化和超音波霧化 ，可產生1μm~100μm的超細乾霧；超細乾霧顆粒細密，充分增 加與粉塵顆粒的接觸面積，水霧顆粒與粉塵顆粒碰撞 並凝聚，形成團聚物，團聚物不斷變大變重，直至最 後自然沉降，達到消除粉塵的目的；所產生的乾霧顆 粒，30%~40%粒徑在2.5μm以下，對大氣細微顆粒污 染的防治效果明顯。
濕式收塵
濕式收塵技術通過壓降來吸收附著粉塵的空氣，在離心力以及水與粉塵氣體混合的雙 重作用下除塵；獨特的葉輪等關鍵設計可提供更高的除塵效率。
重力
利用粉塵與氣體的比重不同的原理，使揚塵靠本身的重力(重力) 從氣體中自然沉降下來的淨化設備，通常稱為沉降室或降生室。它是一種結構簡單、體積大、阻力小、易維護、效率低的比較原始的淨化設備，只能用於粗淨化。重力降塵室的工作原理如下圖所示：含塵氣體從一側以水平方向的均勻速度V進入沉降室，塵粒以沉降速度V沉下降，運行t時間後，使塵粒沉降於室底。淨化後的氣體，從另一側出口排出。
慣性
慣性除塵器也叫惰性除塵器。它的原理是利用粉塵與氣體在運動中慣性力的不同，將粉塵從氣體中分離出來。一般都是在含塵氣流的前方設定某種形式的障礙物，使氣流的方向急劇改變。此時粉塵由於慣性力比氣體大得多，塵粒便脫離氣流而被分離出來，得到淨化的氣體在急劇改變方向後排出。這種除塵器結構簡單，阻力較小(10-80毫米水柱)，淨化效率較低(40-80%)，多用於多段淨化時的第一段，淨化中的濃縮設備或與其它淨化設備配合使用。慣性除塵器以百葉式的最常用。（它適用於淨化含有非粘性、非纖維性粉塵的空氣，通常與其它種除塵器聯合使用組成機組
旋風分離器
工作原理:：含塵氣體從入口導入除塵器的外殼和排氣管之間，形成旋轉向下的外旋流。懸浮於外旋流的粉塵在離心力的作用下移向器壁，並隨外旋流轉到除塵器下部，由排塵孔排出。淨化後的氣體形成上升的內旋流並經過排氣管排出。
套用範圍及特點：旋風除塵器適用於淨化大於5~10微米的非粘性、非纖維的乾燥粉塵。它是一種結構簡單、操作方便、耐高溫、設備費用和阻力較低（80~160毫米水柱）的淨化設備，旋風除塵器在淨化設備中套用得最為廣泛。
布袋
工作原理：
⑵篩濾作用——當粉塵的顆粒直徑較濾料的纖維間的空隙或濾料上粉塵間的間隙大時，粉塵在氣流通過時即被阻留下來，此即稱為篩濾作用。當濾料上積存粉塵增多時，這種作用就比較顯著起來。
⑶慣性力作用——氣流通過濾料時，可繞纖維而過，而較大的粉塵顆粒在慣性力的作用下，仍按原方向運動，遂與濾料相撞而被捕獲。
⑷熱運動作用——質輕體小的粉塵(1微米以下)，隨氣流運動，非常接近於氣流流線，能繞過纖維。但它們在受到作熱運動(即布朗運動)的氣體分子的碰撞之後，便改變原來的運動方向，這就增加了粉塵與纖維的接觸機會，使粉塵能夠被捕獲。當濾料纖維直徑越細，空隙率越小、其捕獲率就越高，所以越有利於除塵。
袋式除塵器很久以前就已廣泛套用於各個工業部門中，用以捕集非粘結非纖維性的工業粉塵和揮發物，捕獲粉塵微粒可達0.1微米。但是，當用它處理含有水蒸汽的氣體時，應避免出現結露問題。袋式除塵器具有很高的淨化效率，就是捕集細微的粉塵效率也可達99%以上，而且其效率比高。
靜電
靜電除塵器的工作原理：含有粉塵顆粒的氣體，在接有高壓直流電源的陰極線(又稱電暈極)和接地的陽極板之間所形成的高壓電場通過時，由於陰極發生電暈放電、氣體被電離，此時，帶負電的氣體離子，在電場力的作用下，向陽板運動，在運動中與粉塵顆粒相碰，則使塵粒荷以負電，荷電後的塵粒在電場力的作用下，亦向陽極運動，到達陽極後，放出所帶的電子，塵粒則沉積於陽極板上，而得到淨化的氣體排出防塵器外。
根據目前國內常見的電除塵器型式可概略地分為以下幾類：按氣流方向分為立式和臥式，按沉澱極極型式分為板式和管式，按沉澱極板上粉塵的清除方法分為乾式濕式等。
1-陽極；2-陰極；3-陰極上架4-陽極上部支架；
5-絕緣支座；6-石英絕緣管；7-陰極懸吊管；
8-陰極支撐架；9-頂板；10-陰極振打裝置；
11-陽極振打裝置；12-陰極下架；13-陽極吊錘；
14-外殼15-進口第一塊分布板；
16-進口第二塊分布板17-出口分布板；18-排灰裝置
電除塵器的優點
⑴ 淨化效率高，能夠鋪集0.01微米以上的細粒粉塵。在設計中可以通過不同的操作參數，來滿足所要求的淨化效率。
⑵ 阻力損失小，一般在20毫米水柱以下，和旋風除塵器比較，即使考慮供電機組和振打機構耗電，其總耗電量仍比較小。
⑶ 允許操作溫度高，如SHWB型電路塵器最好允許操作溫度250℃，其他類型還有達到350~400℃或者更高的。
⑷ 處理氣體範圍量大。
⑸ 可以完全實現操作自動控制。
電除塵器的缺點:
⑴ 設備比較複雜，要求設備調運和安裝以及維護管理水平高。
⑵ 對粉塵比電阻有一定要求，所以對粉塵有一定的選擇性，不能使所有粉塵都的獲得很高的淨化效率。
⑶ 受氣體溫、溫度等的操作條件影響較大，同是一種粉塵如在不同溫度、濕度下操作，所得的效果不同，有的粉塵在某一個溫度、濕度下使用效果很好，而在另一個溫度、濕度下由於粉塵電阻的變化幾乎不能使用電除塵器了。
⑷ 一次投資較大，臥式的電除塵器占地面積較大。
⑸ 在某些企業實用效果達不到設計要求。
陶瓷
對於燃煤聯合循環發電系統（IGCC），發展既能滿足燃氣輪機要求同時又能滿足環境保護要求的高溫燃氣淨化系統是非常重要的，它是燃煤聯合循環發電技術真正商用化的最關鍵技術之一。高溫陶瓷過濾器，目前被普遍認為是最有前途的高溫除塵設備。陶瓷過濾器對高溫燃氣中的粉塵進行過濾於用砂礫層（顆粒層除塵器）或纖維層（布袋除塵器）對氣體淨化都基於同一過濾理論。
陶瓷過濾器的過濾元件普遍採用高密度材料，製成的陶瓷過濾元件主要有棒式、管事、交叉流式三種。下圖為一種交叉流式陶瓷過濾器元件，它由薄的多空陶瓷板組成，通過燒結形成帶有通道的肋狀整體。含塵氣體從短通道端進入過濾器，然後在每個通道過濾後進入通道較長的清潔氣體端，清潔氣體通道的一端封死是清潔氣體流入清潔氣體匯集箱，短通道內所捕集的塵粒通過反向脈衝氣流定期清除。
濕式
利用含塵氣體衝擊除塵器內壁或其他特殊構件上用某種方法造成的水膜，使粉塵被水膜捕獲，氣體得到淨化，這類淨化設備叫做水膜除塵器。包括衝擊水膜、惰性（百葉）水膜和離心水膜除塵器等多種。
含塵氣體由簡體下部順切向引入，旋轉上升，塵粒受離心力作用而被分離，拋向筒體內壁，被簡體內壁流動的水膜層所吸附，隨水流到底部錐體，經排塵口卸出。水膜層的形成是由布置在筒體的上部幾個噴嘴、將水順切向噴至器壁。這樣，在簡體內壁始終覆蓋一層旋轉向下流動的很薄水膜，達到提高除塵效果的目的。這種濕式除塵器結構簡單，金屬耗量小，耗水量小。其缺點是高度較大，布置困難，並且在實際運行中發現有帶水現象。
除塵方式比較
| 除塵方式 | 成本 | 能耗 | 降塵率% | 缺點 |
|---|---|---|---|---|
袋式除塵 | 投資大 | 高 | 》=90% | 布袋容易堵塞，影響除塵效果，使用成本較高。 |
濕式通風除塵 | 投資很大 | 高 | 》=80% | 投入成本高，後期維護成本高 |
噴水或噴霧除塵 | 投入較少 | 低 | <70% | 礦石易產生黏連，影響設備生產，影響生產 |
生物納米抑塵 | 投入較少 | 低 | 》=90% | 需要少量清潔水源 |
現狀
除塵行業的投資機會來源於全球對於環境保護的日益重視。與此同時，在袋式除塵器核心部件——濾袋的性能不斷進步和價格不斷下降的背景下，我們認為，未來袋式除塵器具備隨行業整體規模擴大而發展以及行業內套用份額提高的雙重投資機會。
減排指標落實，促環保投資持續增加
當前，全球正在興起的新一輪環保運動將使節能環保產業成為21世紀全球最具發展潛力的產業之一。我國作為世界第二大經濟體和最大的開發中國家，勢必在全球的環保運動中樹立起負責任的環保大國形象。國務院印發的《“十二五”節能減排綜合性工作方案》明確提出，到2015年，全國萬元國內生產總值能耗下降到0.869噸標準煤（按2005年價格計算），比2010年的1.034噸標準煤下降16%；全國化學需氧量和二氧化硫排放總量分別控制在2347.6萬噸、2086.4萬噸，比2010年分別下降8%；全國氨氮和氮氧化物排放總量分別控制在238.0萬噸、2046.2萬噸，比2010年分別下降10%。這充分顯示了我國在環保領域工作的力度和決心。多年來，我國節能環保市場一直保持較快的發展速度，年增長率高於同期GDP。隨著我國“十二五”節能減排指標的落實，預計不僅在這一領域的投資額連年增長，其所占GDP份額也將逐年提高。按照國際經驗，在經濟高速增長時期，只有不斷加大環保投資，使環保產業達到GDP的3%，才能更加有效地控制污染，使環境保護與經濟發展相適應。
國務院印發的《“十二五”節能環保產業發展規劃》提出，“十二五”期間我國節能環保產業產值年均增長達到15%以上。到2015年，節能環保產業總產值達到4.5萬億元，增加值占國內生產總值的比重為2%左右，這從政策層面給整個環保行業帶來信心。
除塵指標提升，顯環保形勢不容樂觀
除塵工作刻不容緩
由於我國的能源稟賦條件所限，一直以來煤炭都是我國主要的一次能源，1995年至2011年煤炭在我國一次能源消費中平均占比達70%左右。這種以煤為主的能源結構決定了煤炭燃燒所產生二氧化碳、二氧化硫、煙塵、粉塵等是造成我國大氣污染的重要因素。同時，冶金、水泥、垃圾焚燒等行業的高速發展帶來的煙塵、粉塵排放進一步增加了環境保護的壓力。據環保部數據，2010年我國煙塵排放量為829.1萬噸，其中工業煙塵排放量為603.2萬噸。煙塵、粉塵主要由顆粒物構成，在採礦、冶金、機械、建材、輕工、電力等許多工業部門的生產中均會大量產生。對環境來說，排入大氣的粉塵長時間飄浮會降低大氣能見度，可引起煤煙型污染；對人體來說，可吸入性粉塵會導致漸進性的肺纖維化，引起肺功能減退，粉塵中含有的微量重金屬元素、放射性元素還會引起老年性痴呆，白血病等致命性疾病。為了減輕這些危害，除塵器作為大氣除塵的主要手段和設備，已被各個工業部門廣泛採用。在各類除塵器的作用下，我國工業煙塵、粉塵去除量穩步提升。
除塵指標提升
按照《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011）我國火電廠燃煤、燃油機組執行30mg/m3的排放濃度限值，重點地區按照20mg/m3執行（現有火電廠自2014年7月1日起執行，新建火電廠自2012年1月1日起執行）。該標準相比於此前的排放標準（GB13223-2003）規定的50—200mg/m3排放限值有了大幅提高。
2012年6月，環保部發布了煉鋼工業及鋼鐵燒結、球團工業大氣污染物排放新標準。新標準將顆粒物排放濃度100mg/m3—150mg/m3調整為20mg/m3—50mg/m3，這就要求企業必然要配套高效除塵設備對顆粒物進行治理。
其他行業標準雖未提升，但減排趨勢不會改變
按照《水泥工業大氣污染物排放標準》（GB4915－2004），我國水泥工業的粉塵也執行較為嚴格的50mg/m3的排放濃度限值。但當前我國焦化、電解鋁、氧化鋁、鐵合金、碳素材料、陶瓷等工業的煙塵排放標準仍然在100—150mg/m3之間，與歐美國家現行的排放標準差距很大。顯然，這些工業現行排放標準過於寬鬆，雖然還未提高，但未來無疑將向歐美國家標準接近，排放標準必將更加嚴格。我們認為，行業排放標準的提高將成為未來除塵行業上市公司股價的催化劑，每一次新標準的出台都將為相關上市公司帶來相應收益。
除塵器套用
袋式除塵器套用
根據《“十二五”節能環保產業發展規劃》確定的重點領域，節能環保產業被劃分為節能產業、資源綜合利用產業和環保產業。其中，在環保技術和裝備領域提到“加快先進袋式除塵器、電袋複合式除塵技術及細微粉塵控制技術的示範套用”，在環保產品領域提到“重點研發和示範膜材料和膜組件、高性能防滲材料、布袋除塵器高端纖維濾料和配件等”。此外，布袋及電袋複合除塵技術還位列環保產業關鍵技術，其重點是耐高溫、耐腐蝕纖維及濾料的國產化，研發高效電袋複合除塵器、優質濾袋和設備配件。我們認為，除塵器及其相關產品（包括濾料及上游材料高性能纖維等）都將在“十二五”規劃帶動下迎來投資機會。
除塵技術的發展與我國工業化進程一脈相承。早期我國工業化程度低，主要污染行業排放的煙氣量相對較小，結構簡單且投資少的旋風除塵器和濕式除塵處於主流地位。上世紀80年代以來，我國電力、水泥、鋼鐵等行業規模化發展，排放的煙氣量大幅增長，環保問題逐步受到重視，電除塵器因其結構簡單、阻力小、能處理高溫和大煙氣量工況等特點被各行業廣泛採用。進入上世紀90年代，我國大氣污染問題愈發突出，國家開始從源頭展開污染治理，連續修訂了各行業的大氣污染物排放標準並日趨嚴格，袋式除塵器以其高效的除塵效率逐步占領市場，袋式除塵器已經在鋼鐵、有色金屬冶煉、水泥、化工等領域成為主要的除塵方式。經過對幾類除塵技術的對比分析，我們認為，袋式除塵器在淨化效率、運行能耗、設備造價、占地面積方面均優於其他類型的除塵器，已經成為除火電外各個行業套用的首選。對於火電行業來說，袋式除塵器與電袋複合除塵器並駕齊驅，哪一種技術更優還有待更長時間的觀察。短期來看，火電行業除塵的“蛋糕”將由袋式除塵器和電袋複合除塵器共同分享。
