【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】袋式除塵作為工業(yè)煙塵控制的主流技術(shù)，在我國(guó)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，已被應(yīng)用到諸多工業(yè)領(lǐng)域，適用于很多苛刻的煙氣環(huán)境。文章系統(tǒng)論述了我國(guó)袋除塵主機(jī)設(shè)備、濾料及配件的歷史發(fā)展與現(xiàn)狀，分析了當(dāng)前市場(chǎng)上袋除塵產(chǎn)品的形式分類(lèi)、主流技術(shù)、性能特點(diǎn)與應(yīng)用情況，討論了與其配套的系列化標(biāo)準(zhǔn)以及濾料的關(guān)鍵性能參數(shù)，展望了袋除塵主體設(shè)備、濾料及配件的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

1 概述

袋式除塵器是利用由纖維加工成的過(guò)濾材料對(duì)顆粒物進(jìn)行捕集的設(shè)備，由除塵器主機(jī)、濾袋和相關(guān)配件組成[1]。袋式除塵技術(shù)具有過(guò)濾效率高、排放濃度低等優(yōu)點(diǎn)，特別是對(duì)微細(xì)粒子的捕集效果好，其過(guò)濾性能與粉塵性質(zhì)無(wú)關(guān)，適用于眾多對(duì)工業(yè)煙塵排放要求苛刻的場(chǎng)合，目前已經(jīng)成為工業(yè)粉塵和煙塵控制的主流技術(shù)之一[2-4]。袋式除塵隨我國(guó)工業(yè)需求而出現(xiàn)，歷經(jīng)70多年發(fā)展，從無(wú)到有，由小眾的附屬設(shè)備成長(zhǎng)為坐擁200億元市場(chǎng)的大行業(yè)，其產(chǎn)品與技術(shù)從初期的落后發(fā)展到如今的世界領(lǐng)先水平，而且為應(yīng)對(duì)世界上最高標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)應(yīng)用、最復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)工況、最苛刻的粉塵排放要求，創(chuàng)新研發(fā)了許多新技術(shù)。可以自豪地說(shuō)，我國(guó)現(xiàn)在不僅擁有世界上最強(qiáng)大的袋式除塵制造工業(yè)體系，可以設(shè)計(jì)、制造出最優(yōu)良的袋式除塵器主機(jī)、濾料及相關(guān)配件，而且還具有完善的袋式除塵研發(fā)體系和豐富的人才儲(chǔ)備，可以推動(dòng)袋式除塵技術(shù)不斷向前發(fā)展。

本文針對(duì)袋式除塵器，從主機(jī)、濾料、配件三方面進(jìn)行分析，論述其各自的類(lèi)型、特點(diǎn)與技術(shù)發(fā)展方向，并討論與之相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

2 袋式除塵器主機(jī)

2.1 袋式除塵器發(fā)展歷史

2.1.1 起步階段（1950—1969年）

20世紀(jì)50年代初期，國(guó)內(nèi)主要采用旋風(fēng)與洗滌塔之類(lèi)的濕式除塵器，之后在國(guó)外袋式除塵設(shè)備的影響下，除塵器逐漸開(kāi)始了從人工拍打清灰到機(jī)械抖動(dòng)、反吹風(fēng)清灰的演變。60年代在翻閱國(guó)外資料的基礎(chǔ)上，我國(guó)自制了用于鞍鋼煉鐵廠高爐噴煤粉系統(tǒng)的氣環(huán)反吹袋除塵器、用于富春江冶煉廠的煉銅煙氣脈沖除塵器，袋除塵行業(yè)由此進(jìn)入起步階段。

2.1.2 引進(jìn)與自主研發(fā)階段（1970—1989年）

隨著我國(guó)重工業(yè)的快速發(fā)展，各個(gè)行業(yè)對(duì)除塵設(shè)備的需求也越來(lái)越大，一些部門(mén)和企業(yè)陸續(xù)引進(jìn)了德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)、日本的相關(guān)技術(shù)設(shè)備，業(yè)內(nèi)技術(shù)人員在此基礎(chǔ)上，通過(guò)學(xué)習(xí)、消化、吸收，陸續(xù)研制出我國(guó)自主的除塵技術(shù)與裝備。1971年鞍山焦耐設(shè)計(jì)研究總院與武漢安全環(huán)保研究院、哈爾濱機(jī)械廠、上海耐火材料廠、沈陽(yáng)氣動(dòng)儀表廠、鞍山無(wú)線電四廠研制出我國(guó)第一套MC型脈沖袋式除塵器，開(kāi)啟了我國(guó)袋除塵自主研發(fā)的新篇章。1977年合肥水泥研究設(shè)計(jì)院為常州水泥廠轉(zhuǎn)窯煙氣設(shè)計(jì)了反吹風(fēng)縮袋清灰型玻纖袋房，實(shí)現(xiàn)了水泥窯尾高溫?zé)煔獾氖状瓮黄疲?979年武漢安全環(huán)保研究院、潛江縣機(jī)械廠研制出我國(guó)第一套環(huán)隙脈沖除塵器；1980年北京勞動(dòng)保護(hù)研究所與吳江除塵設(shè)備廠研制了順噴和對(duì)噴型脈沖除塵器；1981年重慶鋼鐵設(shè)計(jì)研究院研制出我國(guó)第一套反吹風(fēng)袋除塵系列化除塵器；1988年原國(guó)家建筑材料工業(yè)局在引進(jìn)美國(guó)Fuller公司全套水泥廠除塵器的基礎(chǔ)上，推出了包括箱式脈沖、反吹風(fēng)及庫(kù)頂除塵的系列化產(chǎn)品。

在寶鋼一期工程期間，我國(guó)鋼鐵行業(yè)引進(jìn)了大型反吹風(fēng)袋式除塵器，之后由重慶鋼鐵設(shè)計(jì)研究院開(kāi)始自主設(shè)計(jì)并制造大型反吹風(fēng)袋式除塵器，這標(biāo)志著袋式除塵器由小型化向大型化轉(zhuǎn)變。

2.1.3 大型化階段（1990—2009年）

中國(guó)經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)勢(shì)崛起在很大程度上是依托于我國(guó)重工業(yè)和電力行業(yè)的迅猛發(fā)展，這也導(dǎo)致我國(guó)的大氣環(huán)境長(zhǎng)期處于高負(fù)荷狀態(tài)，從而引發(fā)了大氣污染問(wèn)題。鋼鐵、水泥和火電作為三大重污染行業(yè)格外引人關(guān)注，國(guó)家出臺(tái)的越來(lái)越嚴(yán)格的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，給環(huán)保行業(yè)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，各行業(yè)用戶和環(huán)保企業(yè)也加快了創(chuàng)新與應(yīng)用的步伐[5-7]。

1994年，由武漢安全環(huán)保研究院（其除塵板塊后變?yōu)橹袖摷瘓F(tuán)天澄環(huán)�？萍脊煞萦邢薰荆┭芯俊⒃O(shè)計(jì)了高爐煤氣干法除塵用袋式除塵器，徹底改變了傳統(tǒng)的高爐煤氣凈化使用的濕式除塵方式。高爐煤氣袋式除塵采用氮?dú)饣騼艋蟮拿簹膺M(jìn)行脈沖反吹清灰，解決了煤氣凈化系統(tǒng)使用袋式除塵器的安全性問(wèn)題，是袋式除塵技術(shù)的重大創(chuàng)新。

1999年，由江蘇科林環(huán)保設(shè)備有限公司研發(fā)、設(shè)計(jì)并制造的15800m2長(zhǎng)袋脈沖除塵器在安陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)100t直流電爐煙氣除塵項(xiàng)目上成功應(yīng)用，開(kāi)啟了大型長(zhǎng)袋脈沖除塵器應(yīng)用的先河。

2000年，中鋼集團(tuán)天澄環(huán)保科技股份有限公司在武鋼平爐改轉(zhuǎn)爐煙氣除塵項(xiàng)目中，成功將原有電除塵器改造為袋除塵器，使煙塵排放濃度由原來(lái)的百余毫克降至十幾毫克，由此揭開(kāi)了我國(guó)電改袋的序幕。

2005年，由寶鋼設(shè)計(jì)研究院研發(fā)的鋼鐵行業(yè)摻燒煤氣的350MW機(jī)組鍋爐煙氣除塵長(zhǎng)袋低壓脈沖除塵器成功應(yīng)用，為鋼鐵行業(yè)自備電廠的袋式除塵提供了關(guān)鍵技術(shù)和寶貴經(jīng)驗(yàn)。寶鋼與撫順天宇濾材有限公司聯(lián)合研發(fā)的適用于煤氣+煤混燒的耐高溫復(fù)合梯度濾料為我國(guó)濾料向?qū)＞较蜓邪l(fā)指明了道路。

鋼鐵行業(yè)涵蓋礦石粉碎、原料準(zhǔn)備、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋鋼等主體工藝，以及焦化、石灰窯、粉煤制備等附屬工藝，其流程長(zhǎng)、工藝復(fù)雜、產(chǎn)塵環(huán)節(jié)多、非封閉崗位多，工業(yè)粉塵及煙塵排放嚴(yán)重，對(duì)袋除塵技術(shù)提出了更高的要求。對(duì)于袋除塵而言，鋼鐵冶煉是其使用最早、應(yīng)用最普遍的行業(yè)，可以追溯到20世紀(jì)60年代。目前在燒結(jié)和焦化，煉鐵高爐煤氣、爐前、礦槽，煉鋼的二次煙氣等環(huán)節(jié)都使用了大型袋式除塵設(shè)備，對(duì)于5000m3的高爐，其高爐煤氣和爐前、原料系統(tǒng)的風(fēng)量都可達(dá)100萬(wàn)m3/h以上；煉鋼中使用的除塵器其處理煙氣量達(dá)300萬(wàn)m3/h以上，過(guò)濾面積高達(dá)40000m2。袋式除塵在鋼鐵行業(yè)中的占有率不僅達(dá)到98%以上，而且實(shí)現(xiàn)了10mg/m3甚至5mg/m3的超低排放目標(biāo)[8]。

水泥行業(yè)早在20世紀(jì)70年代就開(kāi)始應(yīng)用袋式除塵器，尤其是在規(guī)模較小的立窯上。水泥行業(yè)的袋式除塵設(shè)備大型化是從引進(jìn)美國(guó)Fuller公司的氣箱脈沖除塵器開(kāi)始，伴隨著立窯改為回轉(zhuǎn)窯，窯容由日產(chǎn)2500t向5000t、10 000t轉(zhuǎn)變，以及國(guó)家對(duì)水泥行業(yè)的排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高而穩(wěn)步向前推進(jìn)的。對(duì)于日產(chǎn)10 000t的生產(chǎn)線，其窯頭煙氣量在100萬(wàn)m3/h以上，過(guò)濾面積為17 000m2；窯尾煙氣量在200萬(wàn)m3/h以上，過(guò)濾面積達(dá)34 000m2，煙氣溫度為220℃—250℃。大規(guī)模的除塵器不僅需要對(duì)整體結(jié)構(gòu)、進(jìn)風(fēng)通道、風(fēng)流分布、噴吹系統(tǒng)、清灰模式等諸多方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，而且對(duì)濾料的耐溫性、耐腐性、過(guò)濾精度、清灰性能、阻力、使用壽命等都提出了更嚴(yán)苛的要求。諸多的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，我國(guó)水泥行業(yè)在應(yīng)用袋式除塵設(shè)備后煙塵控制效果顯著，10mg/m3甚至5mg/m3的排放濃度已經(jīng)相當(dāng)普遍，袋除塵在水泥行業(yè)中的占有率在95%以上。

2005年，合肥水泥設(shè)計(jì)研究院研究設(shè)計(jì)的長(zhǎng)袋低壓脈沖除塵器應(yīng)用于華潤(rùn)珠江水泥廠5000t/d生產(chǎn)線，采用中箱體進(jìn)風(fēng)、P84濾料等多項(xiàng)技術(shù)對(duì)窯尾煙氣進(jìn)行低阻高效凈化，濾袋使用壽命達(dá)6年之久。華潤(rùn)珠江水泥窯尾脈沖袋除塵項(xiàng)目開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)大型水泥窯尾除塵器使用合纖濾料的歷史，為推進(jìn)我國(guó)水泥行業(yè)窯尾通過(guò)使用袋除塵實(shí)現(xiàn)超低排放起到了引領(lǐng)作用，并且由此推進(jìn)了我國(guó)高性能纖維聚酰亞胺及其濾料的自主研發(fā)及廣泛應(yīng)用。

火電作為煙塵排放的主要行業(yè)之一，靜電除塵是其主流除塵技術(shù)。雖然靜電除塵在阻力、可靠性上有一定的優(yōu)勢(shì)，但存在排放濃度受粉塵性質(zhì)（煤種）影響較大、隨使用時(shí)間延長(zhǎng)效率降低、極板振打會(huì)產(chǎn)生二次揚(yáng)塵等問(wèn)題。隨著排放標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，內(nèi)蒙古豐泰電廠于2001年引進(jìn)德國(guó)魯奇公司技術(shù)，在200MW機(jī)組上嘗試回轉(zhuǎn)脈沖除塵技術(shù)獲得成功，排放濃度在30mg/m3以下，由此揭開(kāi)了我國(guó)火電行業(yè)應(yīng)用袋除塵的序幕。

2003年，由中鋼集團(tuán)天澄環(huán)�？萍脊煞萦邢薰尽|北大學(xué)、焦作電廠共同完成的國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目電廠大型機(jī)組袋式除塵是電力行業(yè)300MW以上大型機(jī)組開(kāi)始推廣應(yīng)用自主設(shè)計(jì)研發(fā)的袋式除塵器的開(kāi)端，項(xiàng)目研發(fā)的徑流式脈沖袋式除塵器煙氣氣流直進(jìn)直出，氣流通暢，流線平滑、短捷，是一種新型低阻高效袋式除塵器，是袋除塵領(lǐng)域的創(chuàng)新產(chǎn)品，具有世界領(lǐng)先水平。電力行業(yè)自此開(kāi)始大力推進(jìn)袋式除塵器的應(yīng)用。

隨著火電行業(yè)煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)的逐步升級(jí)，排放標(biāo)準(zhǔn)從200mg/m3（GB 13223—1996）升級(jí)到50mg/m3（GB 13223—2003），再到20mg/m3和30mg/m3（GB 13223— 2011）[9, 10]。袋除塵在火電廠的應(yīng)用比例逐漸提高，市場(chǎng)份額從零逐漸增加到目前的35%以上，應(yīng)用的機(jī)組規(guī)模也從最初的200MW增加到600MW再到如今的1000MW，無(wú)論是應(yīng)用于幾大電力集團(tuán)的穩(wěn)定工況還是自備電廠和坑口電廠的復(fù)雜工況，排放濃度均滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)垃圾焚燒行業(yè)起步較晚，借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，一開(kāi)始就規(guī)定在煙氣處理系統(tǒng)中采用袋式除塵，從而為袋除塵在我國(guó)垃圾焚燒行業(yè)的快速發(fā)展鋪平了道路。由于忽略了垃圾焚燒行業(yè)煙氣處理的特殊性，導(dǎo)致了最初應(yīng)用時(shí)袋除塵頻頻失效問(wèn)題。經(jīng)過(guò)艱難探索，在綜合分析我國(guó)城市垃圾與國(guó)外垃圾相比具有熱量小、濕度大、來(lái)源復(fù)雜等特點(diǎn)后，合肥水泥研究設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的采用PTFE覆膜濾袋的除塵路線成為我國(guó)垃圾焚燒行業(yè)煙氣處理的可靠技術(shù)路線。

2.1.4 超低排放與污染物協(xié)同去除（2010年以后）

隨著環(huán)保行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)，10mg/m3甚至5mg/m3的超低排放成為行業(yè)常態(tài)。龍凈環(huán)保股份有限公司和浙江菲達(dá)環(huán)保科技股份有限公司相繼研發(fā)并推出了基于靜電除塵和布袋除塵協(xié)同的電袋復(fù)合除塵技術(shù)，并在國(guó)內(nèi)600MW、1000MW機(jī)組上成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了5mg/m3的超低排放目標(biāo)。與之配套研發(fā)的PPS+PTFE/PTFE復(fù)合濾袋也為電袋復(fù)合技術(shù)的成功應(yīng)用提供了關(guān)鍵材料。

2019年，由武漢天澄環(huán)保科技股份有限公司、東北大學(xué)、浙江宇邦濾材科技有限公司、鞍山鋼鐵集團(tuán)有限公司合作完成了國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目“鋼鐵窯爐煙塵PM2.5控制技術(shù)與裝備”，項(xiàng)目開(kāi)創(chuàng)了預(yù)荷電脈沖袋式除塵技術(shù)，并同時(shí)研發(fā)了海島纖維超細(xì)面層梯度濾料，具有世界領(lǐng)先水平。這是我國(guó)工業(yè)窯爐煙氣顆粒物超低排放技術(shù)取得的最新成就。

福建龍凈環(huán)保股份有限公司基于耐高溫合金濾袋所研發(fā)的新型高效除塵裝備，是常規(guī)超凈電袋的升級(jí)產(chǎn)品，其具有耐超高溫（400℃—800℃）、過(guò)濾精度高、能長(zhǎng)期保持超低排放（＜10mg/m3）、運(yùn)行阻力低（≤1000Pa）、能耗低、濾袋壽命長(zhǎng)（≥8年）等特點(diǎn)，并且廢舊濾料回收利用簡(jiǎn)易、價(jià)值高、無(wú)二次污染，處于國(guó)際領(lǐng)先水平，在氫氧化鋁焙燒爐上的成功應(yīng)用填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外袋除塵設(shè)備在該領(lǐng)域的空白。

排放標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)意味著環(huán)保成本的提高，燃煤鍋爐在提供熱源的同時(shí)，其煙氣處理工藝愈加復(fù)雜，脫硝、除塵、脫硫、“脫白”等獨(dú)立工藝不斷擠占有限的空間，一次投資與運(yùn)行成本也不斷擠壓著鍋爐主體工藝的利潤(rùn)。在此形勢(shì)下，脫硝與除塵、脫硫與除塵協(xié)同治理的工藝路線、一體化設(shè)備、復(fù)合型濾料進(jìn)入探索嘗試階段。另外，考慮到脫硝催化劑300℃—400℃的最佳溫度窗口，以及煙塵對(duì)脫硝催化劑的不利影響，超高溫過(guò)濾介質(zhì)（金屬濾袋、陶瓷過(guò)濾器）、除塵脫硝雙效陶瓷管等產(chǎn)品也應(yīng)運(yùn)而生。

中鋼集團(tuán)天澄環(huán)�？萍脊煞萦邢薰鹃_(kāi)發(fā)的SDS干法脫硫+預(yù)荷電袋濾器+中低溫SCR脫硝+余熱回收的技術(shù)工藝具有流程短、凈化效率高、阻力低、占地面積小和運(yùn)行費(fèi)用省等顯著特點(diǎn)，在焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝工程中的首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備示范應(yīng)用自投入運(yùn)營(yíng)以來(lái)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，顆粒物排放濃度為3.1—5.9mg/m3，SO2排放濃度為0.1—1.8mg/m3，NOx排放濃度為121—144mg/m3。一體化裝置運(yùn)行總阻力為700—1000Pa，比常規(guī)布置節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用40%以上，余熱回收生產(chǎn)熱水105t/h，取得了環(huán)保和節(jié)能的雙重效益。該工藝提供了一種焦?fàn)t煙氣多污染物協(xié)同治理的新途徑，凸顯出了短流程的優(yōu)點(diǎn)，并為用戶顯著降低了運(yùn)行成本。

另外，我國(guó)許多行業(yè)面臨產(chǎn)能激增、排放標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)而空間場(chǎng)地不增的嚴(yán)苛局勢(shì)，在除塵器占地面積不變、主體設(shè)備不改的前提下，有效擴(kuò)大過(guò)濾面積的改進(jìn)式褶皺濾袋、濾筒除塵應(yīng)運(yùn)而生。我國(guó)工業(yè)規(guī)模龐大且工藝眾多，擁有各種復(fù)雜的工藝流程與運(yùn)行條件，這也促使了除塵行業(yè)“百花齊放”的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

2.2 袋式除塵器類(lèi)型

袋式除塵器按照傳統(tǒng)清灰方式可分為機(jī)械振打式除塵器、反吹風(fēng)除塵器、脈沖清灰除塵器等[11]。在工藝優(yōu)化與技術(shù)進(jìn)步中，機(jī)械清灰逐漸退出了歷史舞臺(tái)，脈沖清灰成為目前應(yīng)用最廣泛的袋除塵類(lèi)型[12]。根據(jù)除塵器的主體結(jié)構(gòu)，目前市場(chǎng)上主要有長(zhǎng)袋低壓脈沖除塵器、回轉(zhuǎn)脈沖/反吹風(fēng)除塵器和電袋復(fù)合除塵器三種形式：

（1）長(zhǎng)袋低壓脈沖除塵器使用長(zhǎng)達(dá)8m的圓形濾袋且縱橫排列，與每個(gè)脈沖閥相連的噴吹管下部一排開(kāi)口對(duì)應(yīng)一排濾袋，脈沖噴吹清灰壓力為0.2—0.3MPa，風(fēng)流以直進(jìn)直出為主向，從除塵器主體偏下部或灰斗進(jìn)風(fēng)居多，其具有阻力小、清灰效果好、故障率低的優(yōu)點(diǎn)[13]。

（2）回轉(zhuǎn)脈沖/反吹風(fēng)除塵器把橢圓形濾袋按照同心圓方式組成幾個(gè)分隔單元，上面布置可旋轉(zhuǎn)的三臂清灰機(jī)構(gòu)，三臂下部開(kāi)一排風(fēng)口進(jìn)行隨機(jī)脈沖噴吹或反吹風(fēng)清灰。該類(lèi)型除塵器需要的脈沖閥少、清灰柔和、對(duì)濾袋振動(dòng)小、二次揚(yáng)塵少，但濾袋經(jīng)向熱收縮大，把袋籠頂起時(shí)容易導(dǎo)致旋臂機(jī)構(gòu)故障，噴吹系統(tǒng)故障時(shí)影響面大[14]。

（3）電袋復(fù)合除塵器將靜電除塵與袋式除塵相結(jié)合，形成前電后袋或電袋鑲嵌結(jié)構(gòu)，前序的靜電除塵可去除大部分粉塵，并使顆粒帶電，不僅減輕了后序袋除塵的負(fù)荷、提高了捕集效率，而且?guī)щ婎w粒在濾料表面形成的塵餅更加蓬松，阻力增長(zhǎng)慢[15,16]。但電袋復(fù)合除塵器由于使用了兩套設(shè)施，不僅故障點(diǎn)增加，而且提高了一次投資和運(yùn)行成本。

2.3 袋式除塵器發(fā)展趨勢(shì)

2.3.1 設(shè)備大型化

基于主體工藝產(chǎn)能的進(jìn)一步擴(kuò)大，煙氣量也隨之增加。另外，隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的趨嚴(yán)，過(guò)濾風(fēng)速降低、設(shè)備進(jìn)一步增大將是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)于5mg/m3的超低排放，過(guò)濾風(fēng)速最好在0.7m/min以下。

2.3.2 設(shè)計(jì)模塊化

針對(duì)中小型除塵器及系列化除塵器，模塊化設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于袋除塵領(lǐng)域，使零部件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備方案設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了快捷化，設(shè)備設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)高效準(zhǔn)確。

2.3.3 氣流均布設(shè)計(jì)

風(fēng)量增大、設(shè)備大型化、濾袋數(shù)量增多等將更難保證袋式除塵器內(nèi)部風(fēng)流的均勻性，為避免氣流不均、局部氣流過(guò)大造成的阻力增加和對(duì)濾袋的沖刷破壞，氣流模擬與物理模型實(shí)驗(yàn)結(jié)合是準(zhǔn)確提升袋式除塵器氣流分布的有效手段[17,18]。

2.3.4 除塵器運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控智能網(wǎng)絡(luò)化

物聯(lián)網(wǎng)背景下，生產(chǎn)企業(yè)對(duì)除塵器運(yùn)行狀態(tài)及實(shí)時(shí)控制技術(shù)提出了更高的信息化要求，通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)的分析可以獲得建設(shè)性決策支持。基于云計(jì)算的運(yùn)維管理模式得到企業(yè)越來(lái)越多的重視。

2.3.5 加工制造智能化

隨著勞動(dòng)力短缺、勞動(dòng)力成本上升及自動(dòng)化加工水平的提高，除塵器加工制造工藝精細(xì)化、自動(dòng)化和智能化受到重視，操作機(jī)械手、焊接與裝配機(jī)器人正在進(jìn)入除塵器工廠。

2.3.6 基于碳捕集的除塵器提標(biāo)改造

碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的提出，不僅會(huì)帶來(lái)巨量的市場(chǎng)，而且會(huì)引發(fā)巨大的工業(yè)變革與技術(shù)換代。在目前污染物超低排放基礎(chǔ)上，圍繞碳減排直接用于煙氣碳捕集的超低袋除塵技術(shù)與濾袋會(huì)成為袋除塵領(lǐng)域中新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

3 袋除塵濾料

3.1濾料發(fā)展歷史

3.1.1 起步時(shí)期（1950—1979年）

我國(guó)最初的濾料是機(jī)織布，初期發(fā)展緩慢。由于高溫?zé)焿m控制的需要，1957年上海耀華玻璃纖維廠基于耐高溫的玻璃纖維研發(fā)出了玻纖機(jī)織布，開(kāi)啟了濾料在高溫?zé)焿m方面的應(yīng)用。20世紀(jì)70年代，南京玻璃纖維研究院針對(duì)玻纖耐折性差的缺陷，對(duì)后處理劑配方進(jìn)行革新，加工出第二代玻纖機(jī)織布，由營(yíng)口玻璃纖維二廠、沈陽(yáng)玻璃纖維廠等企業(yè)生產(chǎn)。1974年武漢安全環(huán)保研究院研制了208滌綸絨布，其具有纖維密度高、厚度大、捕塵效果好的優(yōu)點(diǎn)[19]。

3.1.2 飛速發(fā)展時(shí)期（1980—1999年）

1980年，東北工學(xué)院（東北大學(xué)前身）在研究纖維捕塵機(jī)理的基礎(chǔ)上，與撫順第三毛紡廠合作，研制出中國(guó)第一塊針刺氈濾料并將其應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)，這不僅奠定了我國(guó)針刺氈濾料的工藝基礎(chǔ)，對(duì)我國(guó)濾料行業(yè)來(lái)說(shuō)更是具有劃時(shí)代的意義；在表面過(guò)濾與深層過(guò)濾的理論指導(dǎo)下，東北工學(xué)院（東北大學(xué)前身）又設(shè)計(jì)研發(fā)出具有革命性的高密面層針刺氈。隨著耐高溫纖維的出現(xiàn)與品質(zhì)的逐漸成熟，我國(guó)又陸續(xù)研發(fā)出耐高溫、耐腐蝕的芳綸針刺氈和玻纖復(fù)合氈濾料。1990年，參考國(guó)外覆膜濾料，上海凌橋環(huán)保設(shè)備廠與上海四氟塑料廠先后研制出PTFE薄膜及覆膜濾料，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白[20]。

3.1.3 大規(guī)模應(yīng)用與發(fā)展時(shí)期（2000—2010年）

環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)帶來(lái)了除塵行業(yè)的蓬勃發(fā)展，60萬(wàn)—100萬(wàn)MW機(jī)組燃煤電廠、日產(chǎn)萬(wàn)噸水泥線、超大型鋼鐵工藝都對(duì)除塵和濾袋產(chǎn)生了巨大的需求，國(guó)產(chǎn)聚苯硫醚（PPS）纖維及濾料、國(guó)產(chǎn)芳綸纖維及濾料、基于進(jìn)口聚酰亞胺纖維的國(guó)產(chǎn)濾料大規(guī)模量產(chǎn)，形成了舉足輕重的環(huán)保產(chǎn)業(yè)鏈[21]。

3.1.4 競(jìng)爭(zhēng)與創(chuàng)新時(shí)期（2010年以后）

超低排放標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，不僅對(duì)濾料提出了高效精細(xì)的要求，而且工業(yè)門(mén)類(lèi)復(fù)雜化也對(duì)濾料種類(lèi)及應(yīng)用的多樣化提出了新的需求，這促使我國(guó)實(shí)現(xiàn)了聚酰亞胺纖維及濾料的國(guó)產(chǎn)化，而且研發(fā)了國(guó)際首創(chuàng)并領(lǐng)先的過(guò)濾產(chǎn)品，包括適用于垃圾焚燒煙氣的國(guó)產(chǎn)聚四氟乙烯（PTFE）纖維及濾料，適用于燃煤電廠復(fù)雜工況的PPS/PTFE復(fù)合濾料，適用于高溫堿性煙氣的寶德綸纖維及濾料、高溫耐腐耐氧的改性PPS纖維及濾料，適用于PM2.5超細(xì)煙塵的海島纖維及濾料、熔噴纖維表層濾料、水刺加固氈濾料、脫硝除塵一體化濾料等眾多產(chǎn)品，濾料行業(yè)進(jìn)入了“百花齊放”階段。

3.2 濾料性能指標(biāo)

3.2.1 濾料的織物性能

濾料的織物性能包括克重、厚度及其偏差，透氣度及其偏差。參數(shù)偏差代表濾料產(chǎn)品不同部位數(shù)值的差別，表征濾料的質(zhì)量控制水平。

3.2.2 濾料強(qiáng)力性能

濾料強(qiáng)力性能包括經(jīng)向和緯向斷裂強(qiáng)力、經(jīng)向和緯向斷裂伸長(zhǎng)率，這些參數(shù)與濾料使用壽命和耐用性有關(guān)。

3.2.3 動(dòng)態(tài)過(guò)濾性能

通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M除塵器中濾袋的過(guò)濾捕集和壓氣清灰過(guò)程來(lái)測(cè)試其在潔凈狀態(tài)、老化過(guò)程、穩(wěn)定過(guò)濾狀態(tài)下濾料的初始阻力、初始過(guò)濾周期、殘余阻力、終了過(guò)濾周期、阻力變化曲線、過(guò)濾效率、粉塵剝離率等參數(shù)，反映了濾料的動(dòng)態(tài)過(guò)濾性能。

3.2.4 PM2.5效率

對(duì)微細(xì)粒子過(guò)濾時(shí)，需要進(jìn)行PM2.5過(guò)濾效率的測(cè)試。

3.2.5 耐熱性能

測(cè)試濾料高溫?zé)煔庵校ㄩL(zhǎng)期耐溫和瞬間耐溫）的性能變化，包括機(jī)械強(qiáng)力保持率、熱收縮率。

3.2.6 耐腐蝕性能

測(cè)試濾料在酸性和堿性條件下的機(jī)械強(qiáng)力變化率。

3.2.7 耐氧化性能測(cè)

試濾料經(jīng)過(guò)氧化劑處理后的強(qiáng)力保持率。

3.2.8 疏油疏水性能

測(cè)試濾料的疏油等級(jí)和疏水等級(jí)。

3.2.9 抗靜電性能

在過(guò)濾捕集有火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)性的粉塵如煤粉、糧食粉、木粉時(shí)，應(yīng)使用防靜電濾料，其性能參數(shù)包括摩擦電位、半衰期、面電荷密度、體積電阻和表面電阻。

3.2.10 阻燃性能

對(duì)易發(fā)生火災(zāi)與爆炸的粉塵，應(yīng)使用阻燃性濾料，需進(jìn)行阻燃實(shí)驗(yàn)和極限氧指數(shù)實(shí)驗(yàn)。

3.2.11 濾料材質(zhì)與纖維分析

為規(guī)范市場(chǎng)、保證濾料纖維材質(zhì)和品種符合要求，需對(duì)濾料基布材質(zhì)、面層纖維材質(zhì)、含量百分比、纖維直徑、外觀等進(jìn)行檢測(cè)分析。

3.2.12 覆膜牢度

對(duì)覆膜濾料應(yīng)測(cè)試微孔膜的附著牢度，覆膜牢度是與覆膜濾料耐用性相關(guān)的關(guān)鍵參數(shù)。

3.2.13 特殊性能

鑒于玻璃纖維柔韌性和抱合性不足的問(wèn)題，還應(yīng)測(cè)試其對(duì)玻璃纖維濾料的耐折性能、耐磨性能、面層與基布的剝離強(qiáng)度參數(shù)。

3.3 目前的濾料類(lèi)型

3.3.1 針刺氈

由上面層、基布、下面層纖維，通過(guò)鋼針的上下穿刺鉤聯(lián)加工成厚度為1—2mm的氈料，再經(jīng)過(guò)表面燒毛、軋光、熱定型等后整理，以及基于PTFE乳液的浸漬、涂層或覆膜處理，形成低阻高效、清灰性能好的濾料。

3.3.2 高密面層針刺氈

以針刺氈為基礎(chǔ)，在其迎塵表面附加一層用超細(xì)纖維做成的致密層，近于表面過(guò)濾狀態(tài)的迎塵層可以顯著改善濾料的過(guò)濾與清灰性能，市場(chǎng)上的梯度濾料、非對(duì)稱(chēng)濾料與此類(lèi)似。鑒于超細(xì)纖維單獨(dú)梳理困難的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)企業(yè)把超細(xì)纖維與常規(guī)纖維相互摻雜后進(jìn)行梳理鋪網(wǎng)，形成的粗細(xì)混合纖維作為濾料的迎塵面層。

3.3.3 覆膜濾料

對(duì)反復(fù)清灰再生的袋除塵濾料而言，壓氣清灰與粉塵剝離性能至關(guān)重要。PTFE薄膜由于具有孔徑小、表面光滑的優(yōu)點(diǎn)，將其附著在濾料迎塵表面后，可極大提升濾料的清灰性能和過(guò)濾效率，測(cè)試數(shù)據(jù)表明，覆膜濾料對(duì)2.5μm粒子的計(jì)數(shù)效率在99%以上。覆膜濾料目前是5mg/m3超低排放的首選濾料，但薄膜本身脆弱，如遇含塵氣流沖刷、覆膜牢度不達(dá)標(biāo)、壓氣清灰不當(dāng)?shù)惹闆r都易導(dǎo)致覆膜損壞，在應(yīng)用時(shí)需十分小心。

3.3.4 水刺氈

針刺氈在使用直徑1—2mm的鋼針上下穿刺的加工過(guò)程中，會(huì)在濾料中留下隱匿的鋼針孔，當(dāng)濾料阻力高時(shí)，微細(xì)粒子會(huì)被風(fēng)流拉拽，造成逃逸。使用直徑0.1—0.2mm的高壓“水針”替代鋼針加固濾料，可極大避免該問(wèn)題，顯著提升濾料效率。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，常規(guī)針刺氈對(duì)2.5μm粒子的計(jì)數(shù)效率為70%—80%，而水刺氈對(duì)2.5μm粒子的計(jì)數(shù)效率可提升至90%—95%，適合含PM2.5的煙塵的捕集。

3.3.5 海島纖維濾料

過(guò)濾理論與實(shí)踐表明，纖維直徑越細(xì)，捕塵效率越高。海島纖維是應(yīng)用雙組分包裹方式經(jīng)特殊紡絲工藝制造的直徑低于1μm的纖維，海島纖維經(jīng)過(guò)針刺加工成氈，通過(guò)減量化溶去“海”，獲得具有超細(xì)“島”纖維的氈料，進(jìn)行濾料表面處理后，對(duì)微細(xì)粒子具有極高的效率，對(duì)2.5μm粒子的計(jì)數(shù)效率可達(dá)90%—95%，可高效捕集PM2.5微細(xì)粒子[22]。

3.4 濾料發(fā)展趨勢(shì)與熱點(diǎn)

3.4.1 基于碳捕集的超凈低阻高效濾料

伴隨著碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的提出，經(jīng)袋除塵過(guò)濾后煙氣中顆粒物濃度控制在1mg/m3以下，可直接進(jìn)行碳捕集的低阻節(jié)能的超凈濾料將成為未來(lái)濾料研發(fā)的新方向�；谌蹏娎w維、納米纖維、海島纖維表層的超精細(xì)濾料，以及易清灰的功能性乳液浸漬處理、永久極化后處理、超精密覆膜等先進(jìn)工藝將為新濾料的開(kāi)發(fā)提供技術(shù)支撐。

3.4.2 復(fù)雜煙氣環(huán)境的多樣性濾料

由于我國(guó)工業(yè)門(mén)類(lèi)眾多、應(yīng)用場(chǎng)景多種多樣，因此所需的特種濾料種類(lèi)繁多。例如，針對(duì)焦化或脫硝前等場(chǎng)景應(yīng)用的300℃—400℃高耐溫濾料、針對(duì)難控制的氨逃逸場(chǎng)景應(yīng)用的耐堿或耐酸堿交替的濾料、針對(duì)袋除塵大濕度禁區(qū)的超疏水濾料、針對(duì)燃爆場(chǎng)所超細(xì)粉體收集的抗靜電覆膜濾料等差別顯著、小批量、高利潤(rùn)的濾料產(chǎn)品將成為袋除塵技術(shù)追逐的熱點(diǎn)[23]。

3.4.3 功能性濾

料針對(duì)煙氣復(fù)雜污染物聯(lián)合去除需求，在濾料上負(fù)載低溫催化劑而形成的“除塵+脫硝”“除塵+脫二噁英”等技術(shù)被研發(fā)出來(lái)并正逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍。浙江鴻盛環(huán)�？萍技瘓F(tuán)有限公司和中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所聯(lián)合研發(fā)的新型催化脫硝除塵功能濾袋取得了技術(shù)突破，在水泥行業(yè)煙氣凈化項(xiàng)目中獲得應(yīng)用，其以濾袋為載體負(fù)載中低溫脫硝催化劑，實(shí)現(xiàn)了除塵+脫硝耦合煙氣治理。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用顯示，濾袋在運(yùn)行溫度為180℃—220℃時(shí)，脫硝率可達(dá)92.6%—93.2%；運(yùn)行溫度為220℃—260℃時(shí)，脫硝率可達(dá)95.1%—97.4%，可實(shí)現(xiàn)NOx排放濃度為50—100mg/m3、顆粒物排放濃度小于5mg/m3。

3.4.4 廢舊濾袋的回收與再生

我國(guó)每年消耗6000多萬(wàn)條濾袋，相當(dāng)于2億m3濾料、10萬(wàn)多t纖維，不僅產(chǎn)生了大量的二次污染，對(duì)濾料行業(yè)來(lái)說(shuō)更是巨大的浪費(fèi)，如今廢舊濾袋處理已成為袋除塵行業(yè)的“卡脖子”問(wèn)題。東北大學(xué)經(jīng)過(guò)十余年的潛心研究，開(kāi)發(fā)了針對(duì)廢舊PPS濾袋、PPS+PTFE復(fù)合濾袋、芳綸濾袋的高品質(zhì)回收利用技術(shù)，創(chuàng)新性的技術(shù)路線解決了困擾濾料行業(yè)多年的廢舊濾袋回收難題。江蘇奧凱環(huán)保公司針對(duì)濾料行業(yè)及其他行業(yè)在役濾袋易出現(xiàn)的高阻力問(wèn)題，研發(fā)了濾袋清洗技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高阻力濾袋的再生。但是濾袋回收與再生作為一個(gè)特殊行業(yè)，濾袋的回收、運(yùn)輸、再生等過(guò)程都值得關(guān)注，政府應(yīng)出臺(tái)政策進(jìn)行引導(dǎo)和扶持。

3.4.5 面積擴(kuò)大的異形濾袋（褶皺濾袋、濾筒）

由于我國(guó)近年來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，鋼鐵、水泥、燃煤電廠等行業(yè)產(chǎn)能增長(zhǎng)迅猛，煙氣量急速增加，但留給除塵設(shè)備的占地面積無(wú)法隨產(chǎn)能增加而擴(kuò)大，加之對(duì)排放濃度的要求愈發(fā)嚴(yán)格，因此如何利用有限的空間及最少的工程量、最短的工期實(shí)現(xiàn)超低排放是目前業(yè)內(nèi)最現(xiàn)實(shí)和迫切的需求。目前，以褶皺濾袋或?yàn)V筒來(lái)替代常規(guī)圓筒成為業(yè)內(nèi)首選[24]。廣州市華濾環(huán)保設(shè)備有限公司研發(fā)的超低排放濾筒，采用低克重針刺氈或紡粘濾紙，將其加工成外徑不變、圓周30—50個(gè)褶、長(zhǎng)度2—3m、自帶內(nèi)支撐的濾筒，過(guò)濾面積可擴(kuò)大2—3倍，該濾筒在大折距易清灰的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)性能、自動(dòng)化折疊工藝、等距熱熔綁帶技術(shù)、無(wú)毛刺無(wú)焊痕螺旋一體式骨架等方面取得了創(chuàng)新突破，在鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模應(yīng)用，可以將粉塵排放濃度長(zhǎng)期穩(wěn)定控制在10mg/m3以內(nèi)。撫順天宇濾材有限公司、蘇州恒清環(huán)�？萍加邢薰狙邪l(fā)的褶皺波形濾袋，在外徑不變的條件下，通過(guò)自動(dòng)縫合技術(shù)加工成圓周8—10個(gè)褶、長(zhǎng)度6—7m的濾袋，使用星形特殊袋籠，過(guò)濾面積可擴(kuò)大1—2倍，在氧化鋁、燃煤電廠等行業(yè)實(shí)現(xiàn)了褶皺濾袋的大型化應(yīng)用。

4 袋除塵配件

4.1配件類(lèi)別與發(fā)展

袋除塵器除了主機(jī)、濾袋外，還包含一些關(guān)鍵配件如脈沖閥、脈沖控制儀和袋籠框架等[25]。我國(guó)袋式除塵技術(shù)的突飛猛進(jìn)，離不開(kāi)脈沖閥、控制儀和袋籠等配件研發(fā)技術(shù)的快速進(jìn)步。

4.1.1 脈沖閥

脈沖閥作為袋除塵器中控制壓氣噴吹的組件，伴隨著我國(guó)袋除塵器一起出現(xiàn)。常用的脈沖閥是基于彈性膜開(kāi)閉來(lái)控制壓縮氣體的泄放，主要分為直角閥和淹沒(méi)閥。直角閥的氣流輸入口與輸出口之間的夾角為90°，其輸入口與分氣箱連，輸出口與除塵器噴吹管連接，常用于小型除塵器；淹沒(méi)閥直接安裝在分氣箱上，其輸入口淹沒(méi)在分氣箱內(nèi)，輸出口通過(guò)連接管與除塵器噴吹管相連，常用于大型除塵器。脈沖閥的接口尺寸決定了其噴吹能力的大小，常用的1英寸閥噴吹10m2左右，3英寸閥噴吹45m2左右。脈沖閥的技術(shù)進(jìn)步體現(xiàn)在所需壓縮空氣的壓力大小上，在保持噴吹效果不變的前提下，經(jīng)過(guò)幾十年的努力研發(fā)，脈沖閥所需壓力越來(lái)越小，從0.6MPa逐漸降低至0.2MPa，節(jié)能效果顯著。

我國(guó)在21世紀(jì)初就已成功將各種口徑的淹沒(méi)閥國(guó)產(chǎn)化，后經(jīng)過(guò)10余年的發(fā)展，到2010年前后，國(guó)產(chǎn)脈沖閥的各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到了進(jìn)口閥的水平，從而被廣泛使用。與此同時(shí)，我國(guó)還研究、設(shè)計(jì)、制造了脈沖閥性能檢測(cè)系統(tǒng)，起草了脈沖閥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，為脈沖閥的質(zhì)量控制和技術(shù)研發(fā)提供了有力的技術(shù)支持[26]。

上海袋式除塵配件有限公司、蘇州協(xié)昌環(huán)保有限公司、上海尚泰環(huán)保配件有限公司等國(guó)內(nèi)企業(yè)為國(guó)產(chǎn)脈沖閥的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。

對(duì)大型袋除塵器而言，其脈沖閥用量很大，由于脈沖閥的工作狀態(tài)無(wú)法直觀顯示，當(dāng)某個(gè)脈沖閥出現(xiàn)故障時(shí)，很難及時(shí)被人發(fā)現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致一排濾袋無(wú)法得到有效噴吹而近乎失效，從而增加其他濾袋的負(fù)荷，如果一臺(tái)除塵器中有多個(gè)脈沖閥出現(xiàn)故障，很多濾袋將同時(shí)失去過(guò)濾效果。針對(duì)脈沖閥無(wú)法自我監(jiān)控狀態(tài)的問(wèn)題，蘇州協(xié)昌環(huán)�？萍脊煞萦邢薰就ㄟ^(guò)在脈沖閥中加裝距離傳感器來(lái)監(jiān)視膜片開(kāi)啟狀態(tài)，并通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至云端服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)了脈沖閥狀態(tài)的自我監(jiān)視、報(bào)警等功能，該智能脈沖閥已經(jīng)被許多企業(yè)采用。

4.1.2 脈沖控制儀

脈沖控制儀作為控制脈沖閥開(kāi)啟的設(shè)備，經(jīng)歷了從邏輯電路到單片機(jī)再到PLC控制儀的轉(zhuǎn)變歷程，盡管所用元器件有所變化，但控制儀的功能基本沒(méi)變[27]。

4.1.3 袋籠框架

袋籠是外濾式袋除塵必不可少的用以支撐濾袋的配件，其產(chǎn)品性能和質(zhì)量對(duì)袋除塵器的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行起著重要作用，袋籠本身的質(zhì)量直接決定著濾袋的耐用性[28]。

袋籠根據(jù)其形狀分為圓形、橢圓形和異形。常規(guī)脈沖除塵器使用與直徑130—160mm濾袋配套的圓形袋籠；回轉(zhuǎn)脈沖/反吹風(fēng)除塵器使用與橢圓形濾袋配套的袋籠；褶皺濾袋使用特殊的單股或雙股筋制成的星形袋籠。

袋籠根據(jù)其整體節(jié)數(shù)分為單節(jié)袋籠和多節(jié)袋籠。不太長(zhǎng)的濾袋或?yàn)V袋長(zhǎng)度雖然達(dá)8m但除塵器上部空間在安裝時(shí)不受限，可使用可靠性好的單節(jié)袋籠。除塵器上部倉(cāng)室安裝高度受限時(shí)，可考慮2節(jié)或3節(jié)袋籠，使用多節(jié)袋籠時(shí)不僅要保證袋籠連接處光滑、不損壞濾袋，而且還要保證連接關(guān)節(jié)不脫開(kāi)，尤其是在反復(fù)脈沖噴吹振動(dòng)的情況下。

我國(guó)袋籠制造技術(shù)已由原來(lái)每個(gè)縱筋—橫環(huán)連接處的逐點(diǎn)焊接發(fā)展到現(xiàn)在的步進(jìn)推進(jìn)式整體多點(diǎn)同時(shí)焊接即半自動(dòng)化整體焊接，并且已初步形成線材成環(huán)、校直、焊接一條龍的半自動(dòng)化生產(chǎn)線。

袋籠的漆層保護(hù)也由原來(lái)的簡(jiǎn)單噴漆、鈍化處理、鍍鉻處理演變?yōu)楝F(xiàn)在的有機(jī)硅靜電噴涂。研發(fā)的吊掛式袋籠噴涂、干燥一體化處理系統(tǒng)，使袋籠漆層處理由原來(lái)的單一純手工轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)、半自動(dòng)化生產(chǎn)。

4.2 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

4.2.1 智能化配件

脈沖閥與除塵器的智能化既是當(dāng)前熱點(diǎn)，也是未來(lái)的發(fā)展方向。在加強(qiáng)產(chǎn)品功能性方面，除了監(jiān)測(cè)其開(kāi)關(guān)動(dòng)作外，如何通過(guò)在線監(jiān)測(cè)其噴吹氣量來(lái)判定其真實(shí)效能備受關(guān)注。在除塵系統(tǒng)信息化、智能化發(fā)展的大背景下，如何通過(guò)云模式來(lái)強(qiáng)化信息安全的法律意識(shí)及技術(shù)手段，保護(hù)客戶商業(yè)秘密與利益等是未來(lái)技術(shù)熱點(diǎn)。

4.2.2 袋籠可靠性

隨著袋除塵應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大、濾袋形式的轉(zhuǎn)變以及制造技術(shù)的升級(jí)，袋籠也隨之改變。袋籠表面涂層經(jīng)歷了從電鍍層到有機(jī)硅涂層的變化，但從東北大學(xué)濾料檢測(cè)中心處理的袋籠失效案例來(lái)看，袋籠涂層與濾袋黏結(jié)導(dǎo)致失效的案例較多，因此袋籠涂層的改進(jìn)迫在眉睫。對(duì)于褶皺濾袋使用的袋籠而言，由于中間從上而下排布多個(gè)小面積圓環(huán)，壓縮空氣在噴吹時(shí)不但無(wú)法到達(dá)濾袋下部，而且高壓空氣吹在袋籠的筋條上，會(huì)激發(fā)袋籠上下跳動(dòng)，從而與濾袋內(nèi)部產(chǎn)生摩擦。因此，褶皺式星形袋籠需要繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)。

4.2.3 濾袋縫制技術(shù)

濾袋縫制，尤其是袋口、袋底的縫制是袋除塵行業(yè)的生產(chǎn)瓶頸，雖然袋身豎向自動(dòng)縫制或熱熔合技術(shù)提高了濾袋的縫制效率，但袋底和袋口仍必須由人工縫制，工作量大、縫制速度慢、人工成本高，這些都已成為袋除塵行業(yè)亟待解決的問(wèn)題[29]。

4.2.4 云管理技術(shù)

基于云管理的除塵設(shè)備信息系統(tǒng)近年來(lái)取得一定進(jìn)展，智能脈沖閥、智能脈沖控制儀及煙塵治理云平臺(tái)等袋式除塵裝置和系統(tǒng)的智能化與網(wǎng)絡(luò)化，可實(shí)現(xiàn)袋式除塵系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸與數(shù)據(jù)分析、故障識(shí)別及專(zhuān)家系統(tǒng)診斷，可為企業(yè)相關(guān)人員和政府相關(guān)部門(mén)實(shí)時(shí)提供運(yùn)行信息，減少巡檢工作量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題，提高了管理的時(shí)效性。但對(duì)已獲取信息的二次利用與推理仍然不足，缺乏真正意義的專(zhuān)業(yè)化和智能化，系統(tǒng)的實(shí)用性仍需加強(qiáng)。

5 袋除塵標(biāo)準(zhǔn)

5.1 排放標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)

隨著工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大、污染形勢(shì)的加重以及煙塵控制技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)也在逐漸升級(jí)。

2020年我國(guó)煤產(chǎn)量為38.4億t（人均2.7t），進(jìn)口3億t，產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的51.6%。針對(duì)火電廠煙氣排放，我國(guó)從1991年開(kāi)始陸續(xù)升級(jí)火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，從最初的150—3300mg/m3升級(jí)至1996年的200mg/m3，后又升級(jí)至2003年的50mg/m3，2011年又一次升級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，普通排放限值為30mg/m3（與歐盟標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)）、特別排放限值為20mg/m3（與美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)）[30]。該標(biāo)準(zhǔn)不僅降低了火電行業(yè)對(duì)大氣環(huán)境的污染程度，更有力推動(dòng)了我國(guó)袋除塵行業(yè)的持續(xù)進(jìn)步。

2020年我國(guó)水泥產(chǎn)量為23.8億t（人均1.7t），占全球總產(chǎn)量的58%。水泥行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)從GB 4915—1996的600mg/m3升級(jí)到GB 4915—2004的100mg/m3，后又升級(jí)到GB 4915—2013的30mg/m3和20mg/m3（特別排放限值）。窯爐從立窯改成了回轉(zhuǎn)窯，產(chǎn)能也升級(jí)至日產(chǎn)5000t和1萬(wàn)t，工藝的進(jìn)步也促進(jìn)了環(huán)保設(shè)備與材料的同步升級(jí)。

2020年我國(guó)粗鋼產(chǎn)量為10.7億t（人均0.76t），占全球總產(chǎn)量的57.1%。鋼鐵冶煉生產(chǎn)流程長(zhǎng)、工藝復(fù)雜、開(kāi)放或半開(kāi)放設(shè)備多，煙塵和無(wú)組織排放都很?chē)?yán)重。之前一直執(zhí)行《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16297—1996）規(guī)定的150mg/m3和《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 9078—1996）規(guī)定的100mg/m3。2012年發(fā)布的《煉鋼工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 28664—2012）規(guī)定了煉鋼流程中各工藝環(huán)節(jié)最低排放限值為30mg/m3或20mg/m3，特別排放限值為15mg/m3；《煉鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 28663—2012）規(guī)定了煉鐵行業(yè)各工藝環(huán)節(jié)的不同排放限值，最低排放限值為20mg/m3或10mg/m3。

由于我國(guó)工業(yè)規(guī)模大、重污染工業(yè)比例高，而且工業(yè)煙塵排放在我國(guó)中東部地區(qū)比較集中，因此一些地區(qū)和行業(yè)推出了10mg/m3甚至5mg/m3的排放標(biāo)準(zhǔn)，這已然成為全世界最嚴(yán)格的煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)是在接近當(dāng)前技術(shù)極限20mg/m3的基礎(chǔ)上，又提高75%，其實(shí)現(xiàn)難度極大。在此減排壓力下，袋式除塵行業(yè)攻堅(jiān)克難，研發(fā)了上下游配套的裝備與材料，因此5mg/mm3的超低排放標(biāo)準(zhǔn)已成為行業(yè)的普遍煙塵排放限值。

5.2 濾料標(biāo)準(zhǔn)

濾料是除塵器中控制粉塵排放的核心部件，鑒于其重要性，為控制產(chǎn)品質(zhì)量和規(guī)范市場(chǎng)，1990年?yáng)|北工學(xué)院（東北大學(xué)前身）和撫順產(chǎn)業(yè)用布廠共同起草了《袋式除塵器用濾料及濾袋技術(shù)條件》（GB 12625—1990），該標(biāo)準(zhǔn)是世界上最早的濾料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，包含了濾料和濾袋的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和方法標(biāo)準(zhǔn)。2009年，該標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)，國(guó)家要求與《袋式除塵器分類(lèi)及規(guī)格性能表示方法》（GB/T 6719—1986）、《袋式除塵器性能測(cè)試方法》（GB/T 12138—1989）合并，形成《袋式除塵器技術(shù)要求》（GB/T 6719—2009），該標(biāo)準(zhǔn)目前仍是最權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)。2010年，國(guó)家還發(fā)布了針對(duì)玻璃纖維的《玻璃纖維過(guò)濾材料》（GB/T 25041—2010）。

為了滿足環(huán)保行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督與認(rèn)證的工作需要，20世紀(jì)90年代，在中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)組織制定了國(guó)家環(huán)保產(chǎn)品認(rèn)定條件《中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品認(rèn)定技術(shù)條件 袋式除塵器用濾料》（HCRJ 042—1999）、《中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品認(rèn)定技術(shù)條件 袋式除塵器 濾袋》（HCRJ 015—1998）。2006年中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)認(rèn)定條件進(jìn)行了修訂，并將其轉(zhuǎn)為環(huán)保行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求 袋式除塵器用濾料》（HJ/T 324—2006）、《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求 袋式除塵器 濾袋》（HJ/T 327—2006）。在此期間，中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)還制定了覆膜濾料標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求 袋式除塵器用覆膜濾料》（HJ/T 326—2006）。一些工業(yè)協(xié)會(huì)也組織起草了本行業(yè)應(yīng)用的濾料標(biāo)準(zhǔn)，如《燃煤電廠鍋爐尾氣治理 袋式除塵器用濾料》（JB/T 11261—2012）、《火力發(fā)電廠鍋爐煙氣袋式除塵器濾料濾袋技術(shù)條件》（DL/T 1175—2012）等。

近年來(lái)，為與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)體系接軌，鼓勵(lì)以團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)來(lái)適應(yīng)創(chuàng)新產(chǎn)品的需要，一些行業(yè)協(xié)會(huì)又組織相關(guān)單位在總結(jié)10余年濾料產(chǎn)品發(fā)展進(jìn)步的基礎(chǔ)上，推出了《袋式除塵用濾料技術(shù)要求》（T/CAEPI 21—2019）、《袋式除塵用超細(xì)面層濾料技術(shù)要求》（T/CAEPI 24—2019）、《袋式除塵用濾袋技術(shù)要求》（T/CAEPI 33—2021）、《袋式除塵用水刺非織造濾料》（T/CNITA 05103—2018）等。

為方便濾料的國(guó)際貿(mào)易，自2000年起東北大學(xué)代表我國(guó)與擁有濾料國(guó)標(biāo)的德國(guó)、日本、美國(guó)、奧地利一起進(jìn)行ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的起草，并于2011年發(fā)布了《Air quality — Test method for filtration acterization of cleanable filter media（空氣質(zhì)量——可清灰濾料過(guò)濾性能測(cè)試）》（ISO 11057—2011），該標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試裝置、測(cè)試方法參考并兼容了我國(guó)《袋式除塵器技術(shù)要求》（GB/T 6719—2009），這就為我國(guó)濾料產(chǎn)品進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)提供了方便。針對(duì)濾料在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中出現(xiàn)的失效問(wèn)題，我國(guó)與日本、意大利、法國(guó)、韓國(guó)等國(guó)家聯(lián)合起草了《Test methods for evaluating degradation of acteristics of cleanable filter media（可清灰濾料性能衰變?cè)u(píng)價(jià)的測(cè)試方法）》（ISO 16891—2016）。目前我國(guó)仍在參與其他相關(guān)ISO標(biāo)準(zhǔn)的起草工作。

5.3 除塵器與配件標(biāo)準(zhǔn)

袋式除塵器標(biāo)準(zhǔn)由來(lái)已久，針對(duì)不同類(lèi)型的除塵器發(fā)布了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，袋式除塵器通用類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)有《袋式除塵器分類(lèi)及規(guī)格性能表示方法》（GB 6719—86）、《袋式除塵器性能測(cè)試方法》（GB/T 12138—1989）、《袋式除塵系統(tǒng)裝置通用技術(shù)條件》（GB/T 32155—2015）等。另外，各行業(yè)也根據(jù)自身特點(diǎn)組織制定了相應(yīng)的行標(biāo)，如《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求 脈沖噴吹類(lèi)袋式除塵器》（HJ/T 328—2006）、《脈沖噴吹類(lèi)袋式除塵器》（JB/T 8532—1997）、《超長(zhǎng)袋脈沖袋式除塵器》（JB/T 13557—2018）、《脈沖噴吹類(lèi)袋式除塵器》（JB/T 8532—2008）、《燃煤電廠鍋爐煙氣袋式除塵工程技術(shù)規(guī)范》（DL/T 1121—2009）等。

針對(duì)袋式除塵器配件，各行業(yè)組織制定了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，主要有以下三種：

（1）脈沖閥標(biāo)準(zhǔn)：環(huán)保行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求 袋式除塵器用電磁脈沖閥》（HJ/T 284—2006）、機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《袋式除塵器用電磁脈沖閥》（JB/T 5916—2013）、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《袋式除塵器用脈沖閥技術(shù)要求》（T/CAEPI 5—2017）。

（2）電控儀標(biāo)準(zhǔn)：《袋式除塵器用時(shí)序式脈沖噴吹電控儀》（JB/T 5915—2006）、《袋式除塵器用壓差式清灰控制儀》（JB/T 10340—2014）。

（3）框架標(biāo)準(zhǔn)：《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求 袋式除塵器濾袋框架》（HJ/T 325—2006）、《袋式除塵器用濾袋框架》（JB/T 5917—2013）。

6 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)袋除塵行業(yè)從起步到壯大經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展歷程，現(xiàn)已成為工業(yè)煙塵控制的核心力量：（1）袋式除塵器主體設(shè)備可分為長(zhǎng)袋低壓脈沖、回轉(zhuǎn)反吹和電袋復(fù)合除塵三種。從除塵器本身技術(shù)來(lái)看，氣流均布設(shè)計(jì)、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、加工制造精細(xì)與智能化是袋除塵行業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向；從袋除塵的應(yīng)用來(lái)看，更要關(guān)注煙氣多污染物的協(xié)同脫除與多樣化。

（2）我國(guó)濾料從無(wú)到有，不僅被廣泛應(yīng)用于從常溫到高溫腐蝕等諸多嚴(yán)苛的工業(yè)領(lǐng)域，而且在世界最嚴(yán)苛的煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)下，實(shí)現(xiàn)了在國(guó)際濾料行業(yè)里從跟跑、并跑到領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)變，創(chuàng)新研發(fā)出PPS/PTFE混紡濾料、海島纖維濾料、水刺氈濾料、熔噴表層濾料、納米表層濾料、PM2.5專(zhuān)用濾料，引領(lǐng)國(guó)際濾料行業(yè)不斷向前發(fā)展。

（3）受主體設(shè)備與技術(shù)進(jìn)步影響，智能脈沖閥、云管理等基于信息化的配件技術(shù)不斷發(fā)展。工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，對(duì)袋籠框架也提出了涂層改進(jìn)、清灰優(yōu)化等方面的要求。

（4）服務(wù)于袋除塵行業(yè)的國(guó)標(biāo)、行標(biāo)、團(tuán)標(biāo)、ISO系列化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了市場(chǎng)、促進(jìn)了袋除塵技術(shù)躍升、極大提升了我國(guó)袋除塵產(chǎn)品的質(zhì)量，從而為袋除塵器在煙塵治理領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。