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我国袋式除尘行业2011年发展综述

2012-01-25中国环境保护产业协会袋式除尘委员会北京100037

中国环保产业 2012年8期
关键词:袋式滤袋滤料

(中国环境保护产业协会袋式除尘委员会,北京 100037)

我国袋式除尘行业2011年发展综述

(中国环境保护产业协会袋式除尘委员会,北京 100037)

综述了2011 年我国袋式除尘行业的发展概况;介绍了袋式除尘行业的生产经营状况、技术进展情况以及主要企业的经营和发展情况;详细分析了袋式除尘技术在各行业的应用前景;对袋式除尘行业在发展中存在的主要问题提出了对策和建议,并对行业的发展进行了展望。

袋式除尘;行业发展;对策建议

1 我国袋式除尘行业发展概况

1.1 行业发展环境

2011年,中国环境保护产业协会提出《关于“十二五”期间环保产业发展的意见》,明确了袋式除尘行业“进一步开发和拓展袋式除尘器的应用领域,提高袋式除尘器在不同应用领域运行和维护的技术水平;利用计算机模拟设计开发低阻、高效、合理气流分布、安全性能高和快装化大型主机设备;开发小于PM10和研究PM2.5超细粉尘去除技术。重点实现高强度及耐高温、耐高湿、耐腐蚀纤维的国产化,支持国产聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亚胺(P84)、聚苯硫醚(PPS)、芳纶纤维的工业化生产和应用;推广国产高效、低阻、长寿命滤料的生产和应用,提高改性玻纤和复合滤料的技术性能,提升滤袋缝制技术水平,研究失效滤袋的回收和综合利用技术。研究开发高效清灰技术、大口径脉冲阀、无膜片高压低能耗脉冲阀,推广袋式除尘器智能化控制系统”。

2011年,我国开始征收环境保护税以缓解环境压力。环境税除了能改善生态环境,有利于完成节能减排任务外,完善环境税还非常有益于中国的税制建设。这是继“十二五”节能减排综合性工作方案获得国务院审议并原则同意后,节能环保行业再次传来的好消息。第七届环保大会于2011年12月20日召开,国务院下发了《国务院关于印发国家环境保护“十二五”规划的通知》。《国家环境保护“十二五”规划》指出:到2015年,主要污染物排放总量显著减少;2012年在京津冀、长三角和珠三角等区域开展臭氧、细颗粒物(PM2.5)等污染物监测,开展区域联合执法检查;到2013年,上述区域复合型大气污染得到控制,所有城市空气环境质量达到或好于国家二级标准,酸雨、灰霾和光化学烟雾污染明显减少。其中,针对节能环保企业税收减免、提高产业集中度等内容是规划亮点。2011年新颁布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223),提出了从2012年1月1日起对新建、改建和扩建锅炉机组执行30mg/Nm3烟尘排放限值。新建火电厂采用袋式除尘器的比例日益增多,尤其是新建的大型火电厂袋式除尘器的使用比例有所提高。

2011年起城市生活垃圾焚烧厂又在全国各地大量建设,但对二英排放从严控制,生活垃圾焚烧发电厂的设计和建设必须满足《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》(CJJ90)、《生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准》。《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485)已经修订报批,各地方标准要求更高,“烟气净化系统必须设置袋式除尘器,去除焚烧烟气中的粉尘污染物,酸性污染物,包括氯化氢、氟化氢、硫氧化物、氮氧化物等,应选用干法、半干法、湿法或其组合处理工艺对其进行去除”已经成为尾气净化处理系统的硬性规定。为袋式除尘主机、滤料在垃圾焚烧行业的应用创造了条件,为袋式除尘行业提供了更大的发展空间。

我国环保产业保持年均增长15%以上的快速发展态势。据国家环保部环境规划院的《国家“十二五”环保产业预测及其政策分析》报告初步估算,“十二五”期间环保投资需求约为3.1万亿元,即年均环保投资达到6200亿元左右,“十二五”期间环保产业产值将达到4.92万亿元,在未来一段时期内,我国的环保产业仍将保持年均15%~20%的增长速度,我国将成为世界最大的环保产业市场之一。

展望2012年,我国环保行业的投资将进一步加大。按照国际经验,在经济高速增长时期,我国只有不断加大环保投资,使环保产业达到GDP的3.0%,才能有效地控制污染,使环境保护与经济发展相适应。因此,2012年袋式除尘行业的发展速度必将持续。以水泥行业为例,《水泥工业“十二五”发展规划》已经发布,明确“建设资源节约型、环境友好型社会,应对气候变化,迫切需要水泥工业加快转变发展方式,大力推进节能减排,发展循环经济……严格控制粉尘排放,推广使用袋式除尘器”; 工信部《关于水泥工业节能减排的指导意见》要求,“十二五”末,全国水泥颗粒物排放在2009年基础上再降低50%,明确2011—2015年现有水泥窑电除尘器改为袋式除尘器(低压脉冲除尘器)。这无疑为今后几年袋式除尘器在水泥行业的推广和应用奠定了良好基础。

综上所述,国家产业和环保政策必将积极推进袋式除尘技术和产业的发展,袋式除尘技术将在未来十年里得到更加广泛的应用。

1.2 行业生产经营状况

2011年是我国环保行业蓬勃发展的一年,也是袋式除尘行业持续发展的一年,主要取决于新兴行业发展带来的机遇,在一定程度上凸显了袋式除尘行业的地位。

1.2.1 袋式除尘行业经营状况

根据2011年度袋式除尘注册的会员单位报送的产业统计数据,全行业总产值为165.91亿元,利润18.51亿元,利润率11.16%。总产值增加17.78亿元,利润率比2010年降低0.22百分点,主要是原材料涨价带来的影响。出口销售额较2010年有增长,达到3.47亿美元,比2010年增加0.89亿美元。出口途径主要还是随各行业工艺设备和生产线工程总包配套。2011年度国产滤料的出口有所提高,这是非常可喜的。

主机生产企业和工程总包产值119.72亿元,利润11.56亿元,利润率9.66%,产值比2010年增加了12.83亿元,利润减少了0.80亿元,利润率降低了1.90百分点。主机生产企业科林环保、合肥水泥院、浙江菲达、浙江洁达、洁华控股公司等主机厂的出口都有一定的增长。

纤维、滤料生产企业和配件产值为46.19亿元,比2009年增加4.95亿元,增加12.00%。利润6.95亿元,利润率15.05%,比2010年增加了2.46亿元。利润增幅较大的是几家纤维企业。上海凌桥、烟台氨纶、三维丝和得阳新材的纤维和滤料出口增加较大。去年日本地震直接影响国内PPS纤维的供应,对滤料生产企业的影响很大。

截至2011年12月底,袋式除尘委员会登记从事袋式除尘行业的企业共有317家(比2010年增加了2家),其中生产企业263家,从业人数35,378人。

1.2.2 行业成本及盈利能力

据调查统计,2011年下半年,行业中的大多数企业都面临资金紧张、货款回笼困难的问题,导致不少企业有单不敢接。受影响最大的是具有一定规模的滤料企业,由于上游原材料涨价,货源紧张,下游的服务行业效益不好,价格不高,且回款困难,“两头受压”,直接影响了经济效益。这是企业从来没有遇到过的困难,很多企业都感到了前所未有的压力。从行业看,国家收紧银根,对行业和企业的发展影响很大,尤其对一些急需技术改造、产品结构转型的企业来说,困难更大。几家上市公司在资金方面情况相对要好很多,因此应鼓励有实力的企业上市融资,走资本市场道路,也鼓励上市企业并购重组,提高企业的集中度。

2011年效益比较好的袋式除尘企业,均是具有自主研发技术和工程总成能力的袋式除尘生产厂家和公司。例如:为国内外大型新型干法水泥窑尾、窑头配套的袋式除尘生产企业(含主机、滤料);为垃圾焚烧行业配套生产的企业(含主机、滤料);为电站锅炉烟气除尘和高炉煤气除尘配套的企业;能够生产、取代进口的高端过滤材料生产企业;以工程设计转为工程总承包,提供一条龙服务的企业。这些企业的研发能力强,拥有自主知识产权的专有技术。还有些效益较好的企业,多是在业内知名度高的企业,或是产品质量好、管理优秀的企业。

2011年袋式除尘行业中几家上市公司利用募集资金,扩大产能,提高装备水平进展都很快:如科林环保扩建的40万平米袋除尘生产车间基本建成,配备了技术水平最先进的装备,部分已经投入生产,产能将进一步显现;盛运机械的生产车间已经通过国家验收,并已投入运行,新增垃圾焚烧厂尾气处理产值达到1亿多元;厦门三维丝公司利用上市募集资金引进的2条生产线已经投产,水刺生产线也进入调试阶段;南京际华三五二一特种装备有限公司利用上市募集资金引进的生产线也进入设备调试阶段,我国高端滤料的产能将逐步释放。除此之外,还有几条引进的滤料生产线也进入安装调试阶段,有的已经试生产,这些生产线大多为国际一流的DILO和纽玛格无纺针刺毡滤料生产线。可以预见,这些引进生产线的相继投运,将大大提高国内滤料产品的质量,改善目前低端产品占比过大的行业状况,提高国内滤料的国际竞争能力,当然,也会带来高端滤料的市场竞争。

1.3 2011年袋式除尘技术进展情况

经过我国袋式除尘工作者数十年的研究和努力,袋式除尘技术和工程应用研究已经达到国际先进水平,尤其是我国大型水泥窑头和窑尾袋式除尘技术、燃煤电厂锅炉袋式除尘技术、大型高炉煤气干法袋式除尘技术,以及垃圾焚烧尾气净化用袋式除尘技术都能达到国际先进水平,同时袋式除尘技术的主机、滤料、自动控制的技术水平都得到了长足发展,耐高温、耐腐蚀特种纤维的研究、开发、生产等方面均有所突破,高端纤维的国产化将带动国产高端滤料的发展。

装备、滤料和配件制造方面,目前行业市场竞争主体比较分散,制造工艺和水平参差不齐,企业之间差异较大,行业内骨干企业的装备已经达到了国际先进水平,并逐步参与到国际市场的竞争中,出口金额逐年增长。

1.3.1 袋式除尘技术是节能减排的主力军

改革开放30多年来,粗放型的经济高速增长方式导致产生了大量的环境破坏和环境污染问题,主要污染物排放量远远超过环境容量,环境污染严重。发达国家上百年工业化过程中分阶段出现的环境问题,在我国已经集中显现,我国已进入污染事故多发期和矛盾凸显期。2011年以来全国性的灰霾天气出现越来越频繁,大气污染越来越严重。最近国务院印发的《国家环境保护“十二五”规划》提出将“切实解决突出环境问题”作为一项重要任务,以解决空气污染等损害群众健康的突出环境问题为重点,加强大气污染等综合治理,明显改善环境质量,环保产业的产生和发展正顺应了经济、社会发展的需要。袋式除尘行业作为重要的减排环保产业,伴随着新兴行业发展的机遇,国家节能减排环保政策的进一步趋严,在一定程度上凸显了袋式除尘行业的地位,袋式除尘器在各工业领域和能源领域的应用范围在进一步扩大。在我国的节能减排工作中,袋式除尘技术将发挥举足轻重的作用。

1.3.2 大幅度削减烟尘和粉尘排放

在各产生粉尘或烟尘的行业中,凡采用袋式除尘技术的除尘系统,其固体颗粒物排放浓度均远远低于其他各种除尘技术。目前国内袋式除尘器的粉尘排放浓度普遍稳定在30mg/Nm3以下,净化燃煤锅炉烟气的袋式除尘系统大部分排尘浓度低于20mg/Nm3,净化高炉煤气和水煤气的袋式除尘系统则低于10mg/Nm3,用于垃圾焚烧发电厂的袋式除尘器,更实现了排尘浓度低于5mg/Nm3的业绩。

袋式除尘作为微细粒子高效捕集的手段可支持国家更加严格的环保标准。最近八年中,一些工业行业的大气污染物排放标准经过两次修订。今年开始执行的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223),规定新建、改建和扩建锅炉机组烟尘排放限值为30mg/Nm3。2010年国家三部委要求垃圾焚烧厂必须严格控制二英排放,规定“烟气净化系统必须设置袋式除尘器,去除焚烧烟气中的粉尘污染物”。水泥行业排放标准再次修订,粉尘排放限值将改为20~30 mg/Nm3。钢铁行业的污染物排放标准也将颁布,其中颗粒物排放限值低于30mg/Nm3。排放限值的进一步降低,将对固体颗粒物减排起到巨大的作用。

需要指出的是,袋式除尘器实现更低的颗粒物排放并不意味提高造价,只要严格按照有关标准和规范设计、制造、安装和运行,就能获得好的效果。

1.3.3 实现对微细粒子的控制

2011年12月5日,环保部制定的《环境空气质量标准》第二次公开征求意见结束,2012年2月29日已由国务院办公会议审定发布。微细粒子(PM10、PM2.5)是危害人体健康和污染大气环境的主要因素,减排PM2.5已经成为国家的环保目标。我国煤炭消费量占一次能源消费量的70%左右,是PM2.5超细粉尘污染大气的重要因素之一。袋式除尘器对粒径PM2.5以下的超细粒子,有较高的捕集效率。

1.3.4 高效去除有害气体

袋式除尘器能够高效去除有害气体,电解铝含氟烟气的净化是依靠袋式除尘器实现的。含沥青烟气的最有效净化方法是粉尘吸附并以袋式除尘器分离。

试验结果表明,在干法和半干法脱硫系统中,采用袋式除尘器可比其它除尘器提高脱硫效率约10个百分点。滤袋表面的粉尘层含有未反应完全的脱硫剂,相当于一个“反应层”的作用。若滤袋表面粉尘层厚度为2.0mm,过滤风速为1m/min,则含尘气流通过粉尘层的时间为1.2秒,可显著提高脱硫反应的效率。

在垃圾焚烧烟气净化中,袋式除尘器起着无可替代的作用,垃圾焚烧尾气中含有多种有害气体,袋式除尘器“反应层”的特性对垃圾焚烧烟气净化具有重要作用。垃圾焚烧尾气中二英的净化方法,是用吸附剂吸附再以袋式除尘器去除,且不会重新产生二英。

1.3.5 在多种复杂条件下实现减排

袋式除尘器对各种烟尘和粉尘都具有很好的捕集效果,不受粉尘成分及比电阻等特性的影响,对入口含尘浓度不敏感,在含尘浓度很高或很低的条件下,都能实现很低的粉尘排放。近年来袋除尘技术快速发展,在以下诸多不利条件下都能成功应用和稳定运行:

(1)烟气高温。在≤280℃条件下已普遍应用。

(2)烟气高湿。如轧钢烟气除尘、水泥行业原材料烘干机和联合粉磨系统等尾气净化。

(3)高含尘浓度。水泥行业已将袋式除尘器做为主机设备,直接处理含尘浓度1600g/Nm3的含尘气体,收集产品,并达标排放;还可直接处理含尘浓度3万g/Nm3的气体(例如仓式泵输粉),并达标排放。

(4)高腐蚀性。例如垃圾焚烧发电厂的烟气净化,烟气中含HCl、HF等腐蚀性气体和燃煤锅炉烟气除尘。

(5)烟气含易燃、易爆粉尘或气体,如高炉煤气、炭黑生产、煤磨除尘等。

(6)高负压或高正压除尘系统。一些大型煤磨袋式收尘系统的负压达到1.4万~1.6万Pa;大型高炉煤气袋滤净化系统的正压可达0.3MPa;而某些水煤气袋滤净化系统的正压更高达0.6~4.0MPa。

1.3.6 新能源开发和节能工程的重要设备

在一些新能源开发和节能工程中,袋式除尘器作为重要设备提供了有力的支撑。

我国“煤制油”的新能源开发项目,作为该工艺中煤粉的收集设备,袋式除尘器是不可缺少的。高炉煤气余压发电具有重大的节能价值,采用干法袋式除尘器净化高炉煤气比湿式净化可增加发电量30%~40%,节水80%~90%,节省投资30%~40%,节省运行能耗70%~80%,煤气的热值大幅度提高,净煤气的含尘量更低、净化效果更稳定,环境经济效益十分显著。占我国煤炭保有资源量12.69%的褐煤,需经提质处理后方可使用,而袋式除尘器是该提质工艺中不可替代的设备。

1.4 国内袋式除尘技术的现状

我国袋式除尘技术最近几年发展非常迅速,已能满足各工业部门颗粒物控制的需求。

1.4.1 主机

目前,我国已掌握了国际上常用的各类袋式除尘技术,并形成很多不同型式、不同特点的多系列产品。袋式除尘设备迅速大型化,如用于钢铁、水泥、火电行业和高炉煤气净化的袋式除尘设备,有许多单机处理烟气量都超过100万m3/h,过滤面积超过2万m2,其中火电行业的袋式除尘器单机最大处理烟气量超过300万m3/h,过滤面积在4万~5万m2以上;江苏瑞帆为解决大高炉配套干法袋式除尘器国内自行开发的规格为DN5200mm、DN6000mm及DN6500mm大型除尘箱体,单箱体过滤面积由原来DN4000mm的600m2左右,增加到现在的1100~1650m2。保证2000m3至5500m3大型高炉袋式除尘器箱体数量不增加,有利于除尘机组的气流分布,降低故障点、提高运行的可靠性。这种设备的大型化已不仅是简单的规模扩大,同时也注入了新的具有自主知识产权的技术含量,在袋式除尘器的气流分布和气流组织、结构合理、设备制造、安装要求和安全等方面都有了显著进步。

1.4.2 滤料

近几年来袋式除尘技术最显著的进步是国产高温纤维的研究开发。烟台、上海和广东几家企业生产的芳纶纤维,产品质量与国外产品不相上下,已基本取代了美、日产品,占据了国内市场,并且批量出口。

上海凌桥等企业规模化生产PTFE(聚四氟乙烯)纤维生产线,都已相继投产,产品质量与国外公司产品的差距已经不大,出口量不断增大;国外企业也已经在采购国产纤维,价格仅为国外产品的50%。

四川得阳特种新材料有限公司合成燃煤锅炉烟气净化所需的PPS(聚苯硫醚)树脂生产线和瑞泰科技等滤料生产线,已经达到规模化生产。虽然国产PPS纤维的质量与国外产品尚有一定差距,但已经促进了PPS纤维市场供需环境的显著改善。

滤料的加工、后处理技术也发展迅速,使滤料的性能更加优良,能够适应各种复杂的烟气条件,延长滤袋的使用寿命。滤袋缝制技术和水平已同国外标准接近。

滤袋材质和加工技术的发展,加上袋式除尘技术其他方面的进步,我国袋式除尘器的滤袋使用寿命已经普遍达到了4年以上。

1.4.3 自动控制技术

我国袋式除尘技术的自动控制技术和产品的研究、开发和应用工作已历时几十年,自20世纪80年代中期成功地将可编程控制器(PLC)用于袋式除尘器的自动控制以来,经过20多年不断的改进和完善,已成为袋式除尘器在各种复杂环境下安全可靠运行的重要保障。

(1)控制功能不断完善,可适应各类袋式除尘技术扩大应用所面临的新需求。清灰控制有定时、定压差、流量函数控制和手动控制几种方式,还可对设备和系统的温度、压力、压差、流量、粉尘排放等参数进行监控,对除尘器和整个系统主要部件(例如喷吹装置、停风阀、卸灰阀、切换阀等)的工况进行监控和故障报警。

(2)筛选了适应上述功能的先进、可靠、实用的传感器件。

(3)接口电路和软件程序不断更新完善。

(4)从小型机发展到中型机,适应大型系统的自控需求。

(5)与工控机、DCS系统结合应用。

1.4.4 袋式除尘器的应用技术

我国袋式除尘器应用技术的水平有很大提高,袋式除尘器在我国各行业已经得到广泛的应用。在钢铁、有色冶金、建材、化工行业的炉窑烟气净化中,遇到的各种复杂环境和不利因素,都被一一克服,袋式除尘技术的应用领域不断扩大。

我国高炉煤气袋滤净化在世界上率先实现全干法工艺,并在大型高炉普遍推广应用,净煤气含尘量低于10mg/Nm3,无论是应用的数量,还是技术成熟方面,都处于世界领先地位。

长期以来,新型干法水泥窑头、窑尾烟气除尘普遍采用电除尘器,近几年新建的新型干法水泥窑则全部采用袋式除尘器,这两年仅5000~12,000t/d规模的水泥窑生产线就有数百条,工艺线全部采用袋式除尘器,烟尘排放浓度一般都低于20mg/m3,甚至在10mg/m3以下。

袋式除尘技术在燃煤电厂锅炉烟气除尘方面的应用越来越多,滤袋平均使用寿命3年左右,也有的超过4年,最长的分别达到90个月和73个月。用于300MW机组的袋式除尘器已很普遍,与2×660MW机组配套的脱硫、脱硝除尘一体化的袋式除尘机组也将要投入运行。

2011年,我国袋式除尘技术的发展体现在主机、滤料、自动控制的质量和技术水平普遍提高,耐高温、耐腐蚀特种纤维和滤料的研究、开发、生产等方面取得突破,高端纤维的国产化带动国产高端滤料的发展。PTFE纤维、PPS纤维、聚酰亚胺纤维和芳纶纤维的国产化,使原来进口滤料占据主要市场的垃圾焚烧尾气净化、燃煤电厂锅炉、水泥窑尾、窑头、钢铁等行业的袋式除尘器使用国产滤料比例越来越高,高端滤料的国产化率显著提高。上海凌桥等厂家的PTFE纤维、四川得阳新材、江苏瑞泰的PPS纤维、烟台泰和新材和上海圣欧等公司生产的芳纶1313纤维都已大批量生产,生产能力已完全能满足国内市场需求,有些纤维产品的质量已达到国际品牌的水平。上海袋式除尘配件有限公司生产的3/4寸~16寸电磁脉冲阀和各类脉冲控制仪等产品继续保持良好的市场占有率,其产品研发、测试、生产及技术服务完全达到国际水准,稳定性、性价比及人性化的服务已得到业界的一致认可。上海尚泰环保配件有限公司自行研发具有自主知识产权的STF系列滑动阀片式脉冲阀,在实际工况中应用取得很好使用效果,已批量生产,并参与国际市场的竞争。聚酰亚胺(P84)纤维的国产化也取得一定的进展,2011年已小量试产和工业化试用。自主开发的玄武岩和玻纤改性纤维都取得较大发展。袋式除尘器对于烟气的高温、高湿、高浓度以及微细粉尘、吸湿性粉尘、磨琢性粉尘、易燃易爆粉尘有了更强的适应性,在加强清灰、提高效率、降低消耗、减少故障、方便维修方面达到了更高的水平。

袋式除尘技术开发和创新具体表现在以下几个方面:

(1)袋式除尘器设备结构大型化(如处理烟气量200万m3/h以上),适应大型燃煤锅炉机组和钢铁、水泥炉窑的烟气净化。

(2)低阻、高效袋式除尘器结构的创新,适应国家节能减排的要求。

(3)以强力清灰为特征的脉冲技术升级,可满足长滤袋(7~8m以上)清灰要求。

(4)开发出气流分布技术和计算机数字模拟技术,满足大型袋式除尘器合理气流分布,延长滤袋使用寿命的要求。

(5)特殊滤料中PPS、PTFE、聚酰亚胺和芳纶国产纤维的开发,可满足电厂、钢厂、水泥厂和垃圾焚烧烟气净化的复杂工况对滤料的要求。

(6)脱酸加除尘的复合式袋式除尘器的研发和应用,满足了干法脱酸除尘工艺的需求。

(7)脉冲阀性能和质量的技术升级,适应袋式除尘器高强度清灰和稳定运行的要求。

(8)PLC、DCS控制技术升级和模块化产品,可分别满足大型和中、小型除尘系统的控制要求。

2 袋式除尘生产技术和应用情况

中国环境保护产业协会袋式除尘委员会的成员单位绝大部分是民营企业,对民营企业的发展来说,就是要不断创新,寻找新的领地。科林环保、安徽盛运和三维丝成功地在A股完成上市融资,实现走出去的战略, 发展中国家将是中国企业最先进军的目标。在实施走出去的战略中,资金的供给相当重要,因此,扩大投融资渠道,参与资本运作将成为众多袋式除尘企业未来发展的重点方向,技术创新也成为这些企业需面临的的头等大事。

设备制造机械化水平显著提高:花板袋孔的加工较多采用数控激光切割,精度高、进度快、周边光滑无毛刺;半自动下料、自动或半自动焊接被普遍应用;几乎所有的滤袋框架生产都已采用半自动焊接机,大大提高了焊点的牢度、框架表面光滑程度和加工精度。此外,滤袋框架的防腐水平也有很大进步,电喷涂有机硅工艺被普遍采用,用于燃煤锅炉烟气净化的寿命得以延长。用于垃圾焚烧烟气的滤袋框架,采用不锈钢制作的也不鲜见。在检查整机的焊接质量方面,以及检查滤袋的安装质量方面,现在也常见荧光粉检漏的方法,比通过煤油和人工方式的传统方法更加准确、可靠而快速。

我国袋式除尘器设计和制造技术更加成熟的结果之一是,出口设备逐年增加。用于水泥、钢铁、垃圾焚烧等行业的除尘器出口到多个国家。袋式除尘设备出口意味着设计、制造、安装、防腐、包装等各个环节,以及配套件的选购,都执行更加严格的标准,许多情况下执行的都是发达国家的标准。

袋式除尘器的粉尘排放浓度已普遍在30mg/Nm3以下,低于20mg/Nm3和10mg/Nm3排放限值的设备不可胜数,向环境敏感地区和国外提供的设备甚至达到更高要求,也为国家制订更加严格的环保法规提供了有力的技术支撑。总体来看,袋式除尘设备的系统阻力大幅度降低,除某些场合和少数类型的设备外,通常袋式除尘器的设备阻力都控制在1200Pa以下,阻力低于1000Pa的设备也屡见不鲜。滤袋使用寿命曾是令人心存疑虑的因素之一,随着滤袋寿命的不断延长,有这种疑虑的人越来越轻。有人担心袋式除尘器维护检修频繁,但许多“电改袋”的结果表明,操作和维修人员普遍感觉工作量减轻,定员可以减少;这得益于设备和配件质量的提高,以及自控系统的进步、应用技术的提高。

2.1 耐高温纤维滤料研制实现突破,滤袋生产技术和装备水平显著提高

我国自行研制合成的聚苯硫醚(PPS)纤维已经获得成功,已有数家厂商批量生产,在燃煤电厂锅炉烟气净化中的应用取得了很好的效果,结束了我国PPS纤维完全依靠进口的局面。

近年来,我国又研制出轶纶(聚酰亚胺)纤维,并建设了生产线,产品达到设计产量,其性能指标基本达到国外产品水平。研发企业还建立了生产基地,具备了从聚酰亚胺合成到最终制品的全线规模化生产能力,产品也已在除尘器上进行工业化试用。

我国的PTFE纤维性能和产品质量进一步提高,应用越来越广泛。包括垃圾焚烧烟气净化的许多领域,已成功应用了国产的纯PTFE针刺毡,滤袋寿命显著延长。由于性能指标和质量的提高;芳纶1313纤维基本上占据了国内市场。

有数家企业研制玄武岩纤维及滤料,玄武岩纤维的开发成功,为高温滤袋提供了新的性能优越的材料,目前制成的玄武岩纤维膨体覆膜滤料,部分或全部采用膨体纱织造,经过PTFE溶液浸渍处理,然后通过热轧使表面复合聚四氟乙烯薄膜。

超细玻纤的生产技术和性能也有了一定的进步;采用玻纤池窑拉丝的生产工艺、专用的浸润剂、三段分区采信号同步控制的漏板温控技术,生产出的连续纤维直径≤5μm,达到世界先进水平。其耐温范围为280℃以上,耐酸、碱腐蚀性强,在160℃~ 250℃区间内强度增加,几乎不变形。

超细面层针刺毡或梯度结构针刺毡的用量增加,该种滤料具有表面过滤作用,也有利于清灰,成为表面过滤材料的一种,与覆膜滤料相比,其面层更加牢固。

国产PTFE的成膜和覆膜技术有了很大提高,不少厂商拥有了热熔覆膜的工艺和装备,覆膜滤料的质量更加接近国外先进产品。值得一提的是,对覆膜滤料优点和缺点的认识更加清楚,选用更趋于理性,更多遵循“扬长避短”的原则进行。

两种或更多种纤维混合制成的针刺毡品种增加,应用到包括高炉煤气在内的多个行业。这种组成可使不同纤维发挥其优点,弥补各自的不足,从而提高滤料的性能。

个别企业正在开发纳米催化剂气流成网技术,制成载有催化剂的复合针刺毡滤料,兼具过滤和催化裂解功能,用以分解二英等有机废气。

数家厂商已拥有世界一流的针刺毡和水刺毡生产线,水刺工艺是利用极细高压水柱的正、反向作用,使纤维互相钩合而成型,水刺毡几乎没有针孔,滤料表面平整光洁,有利于实现表面过滤,降低排放浓度。水刺工艺可避免对纤维的机械损伤,有利于提高产品强度,延长寿命,并可减少纤维用量,有利于降低滤料成本。

滤袋普遍采用三针机缝制,多家企业装备了自动缝制生产线,拥有热熔合设备的厂家也不在少数。越来越多的企业学习发达国家的先进缝袋工艺,贯穿于从下料到缝制直至检验、包装的整个生产过程,滤袋质量全面提高。

2.2 脉冲阀实现创新和进步

“滑动阀片脉冲阀”的新型脉冲阀采用金属和高分子材料制成的滑动阀片代替了传统的橡胶膜片,阀片(板)中心设有联结轴,与设在阀盖上的直线轴承滑动配合,阀片(板)周边设有导向滚珠,使阀片(板)的运动平稳,对于口径较大而具有两个膜片的产品,其控制膜片也采用滑动阀片的结构。该阀既能垂直安装,也能水平安装。这种脉冲阀是具有完全的自主知识产权的产品,已获得国家专利并通过技术鉴定和产品鉴定。试验室试验和现场应用都证明,除了使用寿命长和工作可靠之外,其开度大于膜片阀,因而喷吹强度提高。该阀还具有体积较小的优点,4英寸阀的安装尺寸与3英寸膜片阀相同。此外,我国还研制成14英寸和16英寸的超大型脉冲阀,在试验台上进行了性能检验,并在工程上得到应用。

为了提高脉冲阀的质量,多家厂商积极改进膜片的原料、配方和生产工艺,膜片的寿命显著延长,在破坏性试验台上喷吹试验至100万次,膜片仍完好。同时,努力优化加工装备和制造工艺,铝铸件的制作已普遍采用压铸和数控机床等工装而完成。对成品和半成品加强了质量检验,有的检验率达到100%。多年的努力得到回报,我国脉冲阀的整体性以及膜片的寿命不亚于国外产品,并已出口到多个国家。令人高兴的是,原来指定采用进口脉冲阀的一些国内用户,也开始主动采购国产脉冲阀。

2.3 稳步进入燃煤锅炉烟气净化领域

经过多年努力,袋式除尘技术终于在本世纪初成功应用于燃煤电厂锅炉烟气净化。袋式除尘技术在火电行业的应用平均以每年数百万kW的速度增加,最大应用到660MW机组。此外,一大批自备电厂和工业锅炉也应用袋式除尘技术,获得良好效果。

目前应用的主要有以下型式的袋式除尘设备:长袋低压脉冲袋式除尘器,以圆袋、固定管行列喷吹区别于其他型式,例如直通均流袋式除尘器;回转喷吹脉冲袋式除尘器,以扁袋、喷吹管在回转过程中喷吹为显著特征;还有电袋复合除尘器的推广应用。

用于燃煤锅炉烟气净化的滤料主要是PPS针刺毡,并以PTFE浸渍。针对煤质、炉型、烟尘特性等条件的不同,有关企业推出多种结构和后处理的滤料进行尝试,例如:PPS针刺毡覆膜;PPS纤维+P84面层并覆膜;PTFE基布+PPS面层;PPS纤维+超细PPS面层并PTFE浸渍处理等等。

为了避免投油过程中油雾对滤袋的危害,采取了预涂灰措施,对干净的滤袋预先涂覆适量粉煤灰。为了防止锅炉烟气出现异常高温时烧坏滤袋,设置紧急喷雾系统。作为辅助措施,早期曾普遍设置旁路,但存在粉尘泄漏、环境污染、阀门卡塞等问题,因而大多被废止,新建项目已少用。

可靠而完备的自控系统是袋式除尘系统安全运行的重要保证。合理的清灰制度和喷吹顺序、严密的温度监控、对主要部件和附属设备工况的监视、异常情况报警、与DCS等上位机通畅的信号传输等等,是自控系统不可或缺的内容。

袋式除尘技术在燃煤锅炉烟气净化中的应用,使这一领域的除尘技术多样化,促进了不同除尘技术互相竞争、互相补充、快速发展,推动了技术进步,加快了电厂节能减排的步伐。

2.4 在新型干法水泥生产线的应用

本世纪初期,袋式除尘技术开始用于水泥窑尾烟气净化。随后5000t/d以上规模的新型干法生产线窑尾除尘采用长袋低压脉冲袋式除尘器,处理烟气量≥97万m3/h,粉尘排放浓度≤10mg/m3,设备阻力在数年中始终低于1200Pa,滤袋使用寿命超过5年,与以往的袋式除尘器相比,设备阻力降低约30%。

最近几年中,水泥行业新建4000t/d、5000t/d、1万t/d和1.2万t/d规模生产线窑头和窑尾大多采用袋式除尘器,全线采用袋式除尘器的已成设计趋势,单机处理风量从几十万m3/h到几百万m3/h,还有很多水泥企业将在役电除尘器改造为袋式除尘器。袋式除尘技术具有粉尘排放浓度低、节水、回收热能等优点,有力地推动了水泥行业的节能降耗。

用于水泥窑头和窑尾烟气净化袋式除尘器的技术要点有:

(1)合理进行气流分布,避免滤袋被冲刷,降低设备阻力;

(2)选用高性能、低阻力过滤材料,包括P84针刺毡在内的滤袋已被较多采用;

(3)采用高强度清灰方式和高品质脉冲阀,以及合理而可靠的自动控制系统;

(4)智能化的清灰和卸灰控制,用以保证和稳定袋式除尘器阻力;

(5)优化除尘器本体设计。

袋式除尘技术的广泛应用,有力支持了水泥行业排放标准的严格化,新建水泥厂粉尘排放限值为30~50mg/Nm3,现在这一标准将再次修订,粉尘排放限值或进一步降低,很多地区对水泥行业的颗粒物排放限值已经降低至10mg/Nm3。

2.5 钢铁行业工业烟气净化转向使用袋式除尘器

继袋式除尘技术在大型高炉除尘获得成功后,一大批高炉煤气干法除尘系统相继建成投产。首钢、武钢、太钢、宝钢、莱钢、包钢、通钢、承钢、韶钢等企业通过新建或改造,已实现高炉煤气袋滤除尘。据不完全统计,全国已有超过100座高炉采用干法袋滤除尘技术,包括2500m3、3200m3、5500m3等各种容积的大型高炉,其中最大的高炉容积为5800m3。

我国高炉煤气干法袋滤除尘技术有以下特点:

(1)全干式:日本等国高炉煤气袋滤除尘曾经处于世界前列,但目前仍并存湿式除尘系统,我国新建的高炉袋除尘系统则全为干式,已取消湿法系统。

(2)强力清灰:除早期建设的少数系统外,都采用以氮气为气源的脉冲喷吹清灰技术。这从根本上克服了反吹清灰固有的清灰效果差、能耗高等弊端。

(3)多种滤料:经过长期的实践和改进,已选择出对高炉煤气有良好适应性的滤料。目前采用的有单一纤维滤料,例如芳纶针刺毡;也有复合针刺毡滤料,以玻纤为主,分别混以芳纶或P84纤维。

(4)气力输灰与灰罐车运送:各箱体收集的粉尘通过气力输送集中至大灰仓,以氮气为输送介质。若以煤气为介质,气、固分离后净煤气返回低压管网回收。大灰仓的粉尘以负压吸送方式进入罐车外运。

高炉煤气袋滤除尘的优点有:

(1)除尘效果好,净煤气含尘量低于5mg/Nm3;(2)净煤气温度提高,且含水量减少,使煤气热值增加,从而显著提高鼓风温度和生铁产量;

(3)能充分回收煤气的能量,余压发电量提高30%~50%;

(4)杜绝了煤气洗涤废水的产生,避免了污水和污泥处理;与湿法相比,干法节地40%~50%,节水80%~90%,节省投资30%~40%,节省运行能耗70%~80%。

在钢铁生产的其他工序,袋式除尘技术的应用比例达到95%。小型和大型烧结机都有成功应用的实例,在役的电除尘器被改造为长袋低压脉冲袋式除尘器,采用涤纶针刺毡,过滤风速1.1m/min,粉尘排放浓度≤30mg/Nm3,设备阻力≤700Pa。

2.6 垃圾焚烧炉尾气净化必选袋式除尘器

生活垃圾焚烧烟气除尘具有以下难点:

(2)烟气含湿量高,露点温度高。我国某些垃圾焚烧厂的烟气含湿量最高达到60%,甚至更高。露点温度超过140℃,极易导致除尘系统的腐蚀和堵塞。

(3)烟气的高温和低温交互出现。

(4)烟尘具有较强的吸湿性。脱酸生成物主要是CaCl2和CaSO3等,属易吸潮的物质,容易堵塞滤袋、灰斗和管道。

(5)烟尘颗粒细,密度小。这给清灰和卸灰带来困难。

(6)烟气腐蚀性较强,对设备的防腐措施提出了较高要求。

最近10年中,袋式除尘器技术已经较好地适应了垃圾焚烧烟尘条件,成功克服了上述难点。一些系统的颗粒物排放浓度为2.3~4.0mg/Nm3,二英排放浓度为0.018~0.040ngTEQ/Nm3,设备阻力稳定在1300~1800Pa范围内,滤袋寿命可达3年以上。

清灰方式选择强力类型,即脉冲喷吹清灰方式。对气源进行严格的脱水除油处理。

根据烟尘特性,滤料有多种选择。通常有PTFE、玻纤和玻纤+PTFE混纺滤料等。由于国产PTFE纤维质量提高和价格适中,最近几年趋向于纯PTFE针刺毡,滤袋寿命显著延长。滤袋框架采用有机硅喷涂和不锈钢(316L)制作。对箱体和管道以及附属设备进行严格的保温。加强温度和阻力监控,加强对除尘器重要部件的工况监视,保证袋式除尘器正常工作。

2.7 袋式除尘技术的深化研究

许多企业已不满足对袋滤除尘技术的一般的了解,多种试验装置的建立,是深化对袋滤除尘技术认识的途径之一。以前仅在少数院校才有的试验装置,现在许多生产企业开始建设。据不完全统计,有以下类型的试验装置。

2.7.1 喷吹装置试验台

多家主机生产企业建立了这类试验台。可进行:脉冲阀优选试验;超过8~12m长滤袋清灰效果试验;大于4英寸脉冲阀为20条以上滤袋清灰的试验;清灰气流沿喷吹管和沿滤袋分布规律的试验;脉冲阀与滤袋合理匹配的试验等等。

2.7.2 脉冲阀性能试验台

该试验台设有标靶,并在标靶上安装压力传感器和加速度传感器,令受试脉冲阀喷吹标靶,以比较不同结构、不同尺寸脉冲阀的性能。计算机直接打印出脉冲阀的压力波形、加速度波型和关键数据。该试验台可比较脉冲阀产品的性能,也可进行新脉冲阀的研制和试验。

2.7.3 脉冲阀膜片破坏性试验台

可以同时对多个不同尺寸和结构的脉冲阀进行膜片寿命试验。以压缩空气为动力,在额定压力下脉冲喷吹,直至膜片破损,从而检验膜片实际使用寿命。

2.7.4 脉冲阀流量系数试验台

以罗茨风机为动力,在连续稳定流条件下测试脉冲阀的流量系数。可进行压力0.1MPa以下的试验。

2.7.5 袋式除尘试验台

相当于袋式除尘器试验模型,可模拟某些运行条件,进行除尘效果、设备阻力、清灰周期等参数的试验,以确定除尘器的合理结构、主要部件等。

2.7.6 滤料动态过滤性能试验台

利用一定规格的试验粉尘,在规定的过滤风速下,经一定次数的容尘、清灰,测定滤料的动态滤尘性能和滤料的残余阻力与VDI对标接轨。

2.7.7 气流分布试验

按照一定比例建立缩小的除尘器模型,进行除尘器气流分布的试验,以获得气流分布装置的合理结构、尺寸和风速。

2.8 失效滤袋处理技术

针对袋式除尘器滤袋的两种失效现象,推出了相应的处理技术。

2.8.1 糊袋处理

解决糊袋问题的设备是移动清灰仪及配套的现场测试设备。清灰操作在现场进行,清除滤袋表面的粉尘结块,降低阻力,从而使滤袋恢复使用功能,并降低用户的运行成本。

这种清灰仪的主体是装有一个脉冲阀的小型气罐,脉冲阀的输出管道外面装有圆形盖板。空压机通过软管向气罐输入压缩空气。操作时,将脉冲阀的输出管从待清灰滤袋的上口插入,圆形盖板将袋口盖严,在脉冲阀开启的瞬间,压缩空气喷入滤袋,滤袋外表面的粉尘被清落,滤袋的透气性得以增加。逐个对滤袋进行此操作,直至全部滤袋得以清灰。

2.8.2 “灌肠”滤袋处理

利用射流气动原理,将出现“灌肠”滤袋内部的粉尘清理出来,使其恢复工作能力,从而减少报废的滤袋数量。这种装置被称为“吸灰枪”。其核心部件是一个小型的引射器,压缩空气入口设有球阀。吸灰枪具有吹、吸两种型式,将引射器的出口或入口分别接至待清灰的滤袋,便可形成“吸灰”或“吹灰”两种工作模式。

根据滤袋的尺寸和积累粉尘的情况,吸灰枪的动力强度可以调节。

综上所述,经过袋式除尘行业几代专家和工程技术人员的不懈努力,最近十年中国袋式除尘器的设计、制造、控制、滤料和配件技术都取得了显著的进步,但仍然还有很多工作要做,还需要继续努力。

2.9 废弃滤袋的回收利用

随着袋式除尘器在各行业大量推广应用,每年更换下来各种材质的废弃滤袋也不断增加,有研究机构已经在分行业研究这些废弃物的处理和回收利用;妥善处理这些废弃物的技术是袋式除尘行业要尽快解决的问题。

3 袋式除尘技术在各行业应用前景

袋式除尘器现已广泛应用于冶金、有色、电力、机械、建材、化工、轻工、粮食加工等诸多行业。根据近年来的统计分析,预计到“十二五”末,我国袋式除尘器行业的总产值可达到250亿元左右,各种滤料达到1亿m2(见图1)。

图1 “十二五”期间袋式除尘器总产值预测

3.1 袋式除尘技术在钢铁行业的应用前景

“十一五”期间,我国钢铁生产规模持续快速扩大,粗钢产量由3.56亿t增长到5.77亿t,年均增长12.9%,超过我国“十一五”期间GDP年均11.2%的增速,生铁及粗钢产量已经稳居世界第一。2011年我国粗钢产量6.2亿t,产能7.2亿t。

为保证钢铁工业的健康发展,发改委、工信部、财政部等十部委联合下发了《关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展的若干意见》,针对钢铁行业特别提出“重点支持有条件的大型钢铁企业发展百万千瓦火电及核电用特厚板和高压锅炉管、25万千伏安以上变压器用高磁感低铁损取向硅钢、高档工模具钢等关键品种。加快淘汰强度335兆帕以下热轧带肋钢筋,推广强度400兆帕及以上钢筋,促进建筑钢材升级换代”,这将有利于大型钢铁企业发展。受此影响,技术含量和装备水平较高的袋式除尘器企业将有机会参与钢铁行业结构调整带来的机会,分享钢铁行业新增的市场需求。

“十二五”期间,在国家节能减排政策和环保产业政策的推动下,高炉煤气干法袋式除尘设备市场将继续保持稳定增长,进一步推广和采用高炉煤气干法袋式除尘系统。

3.2 袋式除尘技术在燃煤电厂的应用前景

2011年全国新增发电装机容量9041万kW,年底全国发电设备容量10.56亿kW。到2012年全社会用电量将达到5.14万亿kW·h,发电总装机容量11.4亿kW左右。我国以煤炭为主的一次能源结构,决定了在今后相当长的一段时期内火力发电都将是我国电力生产的主要方式,“十二五”期间,电力装机有望每年增加1亿kW。新增燃煤电厂的快速发展给袋式除尘器行业的快速发展带来很好机遇。

目前我国火电行业袋式除尘器的应用比例还比较低,如果按照“十二五”期间火电行业袋式除尘器应用比例达50%计(含电袋),袋式除尘器在燃煤电厂使用还有很大空间。

3.3 袋式除尘技术在水泥行业的应用前景

“十一五”期间,中国水泥产量年均增长11.9%。其中,2010年全国水泥产量达到18.8亿t,根据国家发改委最近公布的数据,2011年全国水泥产量为20.6亿t,同比增长16.1%;中国水泥协会预测2012年全国水泥产量达到25亿t。“十二五”期间,全国水泥消费量的最高值将达到24亿t/a。

根据《水泥工业“十二五”发展规划》,“十二五”期间,随着经济发展方式加快转变,国内市场对水泥总量需求将由高速增长逐步转为平稳增长,增速明显趋缓,但水泥基材及制品发展加快。预测水泥年均增长3%~4%,2015年国内水泥需求量为25亿t左右。企业兼并重组步伐加快,大企业快速成长。2011年熟料产量过千万t的水泥企业有22家,合计产量5.4亿t,占水泥熟料总产量的45.8% ,其中有2家产量超过1亿t。前10家企业水泥产量4.7亿t,占水泥总产量的25.3%(如图2所示)。规划明确提出“推广高效减排技术与装备,重点推进氮氧化物治理,削减大气污染物排放总量”,水泥企业集中度的提高有利于袋式除尘技术的推广应用,也保障了未来袋式除尘器在水泥行业内的发展空间。当然,只有袋式除尘行业中有实力的企业才有机会参与水泥行业的市场。

图2 2011年度全国水泥熟料产能十强(万t/a)

3.4 袋式除尘技术在生活垃圾焚烧行业的应用前景

目前我国面临较大的城市垃圾处理的压力。根据国家环保部预测,2010年我国城市垃圾年产生量将为1.52亿t,2015年和2020年将分别达到1.79亿t和2.1亿t。垃圾焚烧发电与其它城市垃圾处理处置方法相比具有以下独特的优点:减容效果好,焚烧处理可以使城市垃圾的体积减少80%~90%;消毒彻底,高温燃烧可以使垃圾中的有害成分得到完全分解,并能彻底杀灭病原菌,尤其是对于可燃性致癌物、病毒性污染物、剧毒性有机物等几乎是唯一有效的处理方法;减轻或消除后续处置过程对环境的影响,可以大大降低填埋场浸出液的污染物浓度和释放气体中的可燃及恶臭成分;有利于实现城市垃圾的资源化,垃圾焚烧产生高温烟气,其热能被废热锅炉吸收转变为蒸汽,可以用来供热或发电,处理效率高;焚烧厂占地面积小,节约大量土地资源。

国家发改委发布的《中国应对气候变化国家方案》明确指出:鼓励“在经济发达、土地资源稀缺地区建设垃圾焚烧发电厂”;“大力研究开发和推广利用先进的垃圾焚烧技术,提高国产化水平,有效降低成本,促进垃圾焚烧技术产业化发展”。

根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2001)第7.3条规定:生活垃圾焚烧炉除尘必须采用袋式除尘器。因此国内垃圾焚烧炉包括危险废弃物和医疗废弃物焚烧炉都采用袋式除尘器。根据规划,“十二五”期间,我国东部经济发达地区和人口密集区垃圾焚烧处理率不低于50%,中西部地区不低于25%。因此,“十二五”期间焚烧垃圾的比例将进一步提升。2011年11月,国家环保部出台了《生活垃圾焚烧污染控制标准(征求意见稿)》,进一步严格垃圾发电行业的尾气排放标准,国内标准与欧美国家的差距在缩小。随着民众关注度越来越高,未来垃圾焚烧发电行业尾气净化领域将会发展为一个成熟的行业,从方案设计、设备制造到施工和运营将逐渐走向专业化运作,因此为垃圾焚烧行业尾气净化配套的袋式除尘器主机、滤料均会有大的发展,将成为袋式除尘器需求的新增长点。

3.5 袋式除尘技术在有色金属冶炼行业的应用前景

近几年来,我国有色金属产业迅速发展,生产和消费规模不断扩大,目前已成为全球最大的有色金属生产和消费国。有色金属行业的快速发展促进了对有色金属冶炼行业的投资,我国有色金属冶炼及压延加工业固定资产投资额总体保持快速增长,年复合增长率达40.19%。有色金属冶炼行业的快速发展带动了对袋式除尘器的需求。

国务院通过的《有色金属调整振兴规划》,提出稳定和扩大国内市场,以控制总量、淘汰落后产能、加强技术改造、推进企业重组为重点,推动有色金属产业结构调整和优化升级,促进有色金属产业可持续发展的总体指导思想。同时提出加快技术改造,提高工艺装备水平和产品质量,增加产品品种,降低资源和能源消耗。积极落实国家扩大内需措施,改善产品结构,增加有效供给,满足电力、交通、建筑、机械、轻工等下游行业对有色金属产品的需求。适应航空航天、国防军工、高新技术等领域的需要,大力开发新产品和新材料,培育新的消费增长点,稳定和扩大国内市场。上述措施对保障有色金属行业持续健康发展起到了有力的促进作用。我国有色金属产业结构调整以及内需刺激政策将给袋式除尘器行业带来新一轮的增长机遇。

4 袋式除尘行业发展和存在主要问题

目前,国内的袋式除尘行业以小型企业居多,集中度不高,不少企业在低水平上重复,彼此低价竞争,影响了产品质量的提高、技术的进步和行业的健康发展。袋式除尘行业的进一步发展,面临着重新洗牌,企业重组联合的局面,有实力的企业上市融资,有利于这些企业在行业内整合资源、并购重组,扩大行业集中度。

4.1 主要企业的经营和发展情况

2011年,袋式除尘行业基本出现了较具品牌优势的企业。在这些骨干企业中,江苏科林、天澄环保、江苏瑞帆、上海凌桥主要服务于钢铁行业;江苏新中、浙江菲达、浙江洁达、福建龙净、武汉凯迪、清华同方主要服务于电力行业;合肥水泥院、天津仕名、河南中材、浙江洁华主要服务于水泥行业。这些企业年产值都在亿元以上,企业规模已进入我国中型企业的范畴。其中龙净、菲达、科林环保、三维丝、安徽盛运和际华集团已是上市公司,袋式除尘行业中还有一批企业正在成长,准备上市。

滤料、配件生产的骨干企业主要有:厦门三维丝、抚顺恒益、南京三五二一、上海凌桥、上海博格、中材科技、上海大宫、上海袋式除尘配件、上海尚泰环保配件、苏州协昌等。

4.2 行业国内国际竞争力分析

我国袋式除尘行业2011年出口有所增长,中钢天澄环保科技股份有限公司、河南中材环保有限公司、江苏科林集团、合肥水泥研究设计院、浙江洁华控股公司、西矿环保科技有限公司、安徽盛运环保设备有限公司配套出口都在增长,骨干企业所创造的出口产值占行业80%以上。有些公司除配套出口外,还承接国外除尘总承包项目。

4.3 行业发展存在的问题及建议

袋式除尘行业从绝对产值而言仍很弱小,与我国的经济发展规模远远不相适应。我国钢铁、水泥、有色金属产量都居世界第一,其他一些行业的产量也在全球名列前茅。这些都是工业烟尘和粉尘污染严重的产业。我国烟尘和工业粉尘、二氧化硫等有害气体的排放也居世界前列,由此来看,包括袋式除尘在内的我国环保产业还有很大的发展空间,袋式除尘将起到举足轻重的作用。

4.3.1 袋式除尘行业的发展需要国家的支持

国家前几个五年计划期间,曾将袋式除尘技术和电除尘技术的研究开发列入国家攻关计划,安排了不少重点项目,对除尘技术和产业的发展起了极大的推动作用。改革开放后是袋式除尘技术大发展时期,研究开发主要是对引进技术和设备进行消化、移植,并部分创新,袋式除尘技术和装备才有今天这样的局面;当前,国家提出了更严格的环保要求,PM10、PM2.5、二英、汞等的控制均对袋式除尘技术提出了新要求,技术创新和新产业仍然需要国家在财力、税收优惠等方面的扶持和支持。

4.3.2 袋式除尘行业需要不断技术创新,推出具有自主知识产权的技术和产品

在技术创新方面,鉴于企业目前的实力仍不够强,单靠企业自己的力量难以实现预期的目标,仍然需要有关部门予以大力支持。袋式除尘行业将根据国家环保形势和国内实际情况,组织相关高校、科研机构、企业构建团队,加强向国家有关部门进行科研立项的工作,提高企业的自主创新能力。

4.3.3 进一步提高产品质量,增加竞争力,打造名牌产品,扩大国内外市场份额

目前袋式除尘行业还以小微企业居多,集中度不够。很多企业的设备水平和管理水平较低,企业的生产规模不大和产值不高,在高端市场还没有形成很强的竞争力,这种现象在滤料生产企业中尤为突出。继续为袋式除尘行业的骨干企业提供技术咨询,继续培养骨干企业,加大产业化的力度,促进骨干企业做大做强。支持推动行业内有条件的企业并购重组,提高产业集中度。积极打造国内、国际品牌,继续参与国际间的技术交流和鼓励有条件的企业走向国际市场。

4.3.4 其它

袋式除尘行业标准不完善,包括覆膜、涂膜滤料标准,两种及两种以上纤维的复合滤料标准。新技术和新产品不断出现,规范和标准的现状已经满足不了行业的发展需求。袋式除尘器产品标准体系尚未完善,多部委、多途径同时申报的现象突出,局面混乱,没有做到归口管理。针对目前这种状况,鼓励有条件的企业参与国家和各部委的规范、标准制定。

继续与其它行业联合,把本行业的先进技术和产品推向更广阔的市场,扩大袋式除尘技术的应用领域。为进一步推进国内外袋式除尘企业与其它行业用户间的交流与合作搭建最具实效的对话平台,使袋式除尘企业与用户单位更紧密地接触交流、彼此了解、共同探讨和发展袋式除尘产业。

5 行业发展展望

5.1 净化微细粒子的技术和装备

袋式除尘器虽然能够有效捕集微细粒子,但以往未将微细粒子的捕集作为技术发展的重点。面临国家针对微细粒子控制标准的提高,袋式除尘技术需要进一步提高捕集效率、降低阻力和能耗。针对PM2.5超细粉尘的捕集,要研究和开发主机、超细纤维和滤料、测试及应用技术。

5.2 协同净化有害气体的袋式除尘技术和装备

特别应当研究和开发垃圾焚烧尾气处理用去除有毒有害气体和除尘一体化系统,以及去除重金属的技术和装备。

5.3 开发新的应用领域

铁矿烧结机的机头烟气采用“ESP+CFB+BF”组合的脱硫除尘一体化处理技术,已有成功应用的实例,应扩大在烧结机头烟气脱硫除尘系统的应用。

5.4 进一步降低袋式除尘器的能耗

袋式除尘器在降低阻力方面已经取得很大的进步,但从“节能减排”的大目标,以及今后袋式除尘器越来越广的应用局面考虑,仍需加强研究,以进一步降低袋式除尘器的阻力和能耗。

5.5 耐高温滤料纤维和梯度滤料的开发研究

我国耐高温滤料纤维的开发和生产虽取得一些进展,但质量与国外产品尚有不同程度的差距,特别是聚酰亚胺、PPS和PTFE纤维,目前市场主要还是由国外企业所控制。

5.6 研发超高压袋式除尘技术和设备

水煤气行业正向高压制气方向发展,压力越高,产气率越高。国内正建设工作压力0.6~1.0MPa的制气系统,随后的目标是建设压力 3~4MPa的制气系统。能适应这种高压的袋式除尘技术和装备,是亟待研究的课题。

5.7 提高脉冲阀产品的质量和性能

脉冲喷吹是我国袋式除尘器目前主要的清灰方式,其主要部件是脉冲阀。但长期以来,国内大型和重要的袋式除尘项目的脉冲阀市场,还仍是被国外企业所控制。

客观而言,我国脉冲阀的喷吹性能(即清灰性能)不亚于国外产品,某些指标甚至优于国外产品。但我国的脉冲阀早期存在膜片寿命较短的缺点,有的零件质量(包括材质)不够好,从而导致脉冲阀性能不稳定。现在的脉冲阀虽然有很大进步,但与国外产品仍有差距。加上在用户中未能建立信誉以及企业竞争力等原因,因而国产脉冲阀一直未能占领主要的市场。

6 投资建议

2012年是“十二五”的第二年,袋式除尘行业的发展必须围绕《国家环境保护“十二五”规划》、《中国环境保护产业“十二五”规划意见》和解决《环保产业关键技术》等有关指导文件开展工作。我国的基础工业必然有适度增长,节能减排的力度会不断加大,加上环保产业也是国家拉动内需、加大投资力度的行业,袋式除尘行业面临着发展的大好机遇。

6.1 袋式除尘器主机设备的投资建议

我国袋式除尘行业主机生产是带动整个行业发展的龙头,主机生产应考虑的问题是设备的大型化、满足直接处理高浓度粉尘、降低阻力和减少钢耗等问题。随着我国生产规模的大型化,与工艺设备配套的袋式除尘器大型化的发展趋势明显,大型袋式除尘器结构必须安全合理,针对不同的服务行业和服务对象应设计不同的袋式除尘器结构,实现不同的功能。

袋式除尘器在适应高含尘浓度方面实现突破,一级除尘系统能够直接处理含尘浓度1600g/m3的气体,比以往提高数十倍,并达到排放标准。因此,许多物料回收系统抛弃原有的多级收尘工艺,而以一级收尘取代。例如以长袋低压脉冲袋式除尘器的核心技术为基础,强化其过滤、清灰和安全防爆功能,形成高浓度水泥、煤粉收集技术,已成功用于水泥磨、煤磨系统的收粉工艺,并在钢铁和水泥行业众多企业推广应用。大型袋式除尘器设计中,通过计算机模拟试验和实验室模型试验手段,应用各项工程经验,摸索积累成熟的气流分布技术。同时,借鉴学习和消化吸收国外先进成熟的经验,以提高袋式除尘的气流分布技术。这些都是袋式除尘行业主机设备投资方面需要解决的问题。

行业内有实力的企业应加强开发研究去除钢铁、电力、水泥行业烟尘中PM2.5超细粉尘的技术与装备,这将是袋式除尘行业2012年和未来几年投资和发展的机会。

开发新的应用领域是主机设备企业要考虑的问题,进一步降低袋式除尘器的阻力和能耗,满足工信部《关于水泥工业节能减排的指导意见》中“十二五”期间电除尘器改造成袋式除尘器的技术要求。

6.2 袋式除尘器纤维滤料、滤袋投资分析及建议

滤袋是袋式除尘器的核心部件,而且需要定期更换,是袋式除尘器的耗材。高端滤料的开发虽取得很大进步,但远不能满足我国袋式除尘行业发展的需要。建议投资开发应用能去除PM2.5超细粒子专用的过滤材料,以及耐高温、耐腐蚀、具有优越过滤性能的改性纤维和滤料。

我国滤料所用有机纤维从无到有已经有了较大的发展。但总的来说,除芳纶纤维的生产规模和质量稳定性与国外区别不大外,其它如PTFE、PPS和聚酰亚胺纤维的生产工艺、生产规模和产品的稳定性、纤维的均匀性还有差距,耐高温有机纤维的改性基本还没有涉及,建议有实力和技术能力的公司加强这方面的工作。

PTFE滤料从理化性质来说是最优的滤料,纯PTFE滤料除了过滤性能和可纺性能稍差外,几乎所有的性能都优于其他滤料,使用寿命可达6~7年,甚至更长。以前PTFE滤料之所以较少被选用,是因为价格特别昂贵。随着PTFE滤料的国产化程度越来越高,并解决了PTFE滤料生产过程中的静电、过滤性能和纤维强度等问题,近年来在应用方面已取得突破。但各种性能指标与国外产品比较还有差距,生产工艺和生产装备还需要继续完善,要不断总结PTFE滤料在垃圾焚烧炉尾气净化、水泥行业和电力行业工业化应用的经验,提高PTFE纤维和滤料的综合性能。

国产玻纤滤料与国外产品比较,差距仍然很大。玻纤滤料的最大缺点是不抗折不耐磨,但玻纤的价廉、耐高温和耐化学腐蚀性能是其它纤维产品无可替代的。近年来国内一些玻纤企业采用各种表面处理方式,弥补和改善了玻纤滤料的性能,但改性玻纤和玄武岩纤维的生产工艺和大规模生产控制仍然需要投入人力和物力开发研究。

为提高微细粒子的捕集效果,防止粉尘进入滤料深层,采用超细纤维作滤料迎尘面层的梯度滤料,同样具有表面过滤和利于清灰的作用。采用超细纤维作滤料迎尘面层,既可得到高效净化效果,又具有不会与面层分离、脱落的表面,是捕集微细粉尘的较好结构方式,使表面过滤更加高效、可靠,并降低阻力。

复合滤料是具有我国特色的过滤材料;开发各种复合滤料的目的基于两个方面:一是考虑高烟气温度,二是减少国内对进口纤维的依赖和涨价风险。这些滤料主要用于烟气温度波动较大、超高温以及其它特殊场合。复合技术的创造性在于显著提高了滤料的耐温性能,并使滤料耐腐蚀、抗氧化性和强度等综合性能显著提高,同时降低了成本。

以上这些滤料的开发应用,旨在解决高端滤料的国产化,这些高端滤料的开发和研究应用需要有较大的投入,迫切需要得到国家的支持。

6.3 袋式除尘器配件、自动控制投资分析及建议

袋式除尘器配件的重点主要是大口径脉冲阀,打造国产品牌,推广应用非膜片脉冲阀和袋式除尘器自动控制系统。

脉冲阀在我国发展迅速,产量也大。但与国外的产品相比,膜片使用寿命还有差距,是我国袋式除尘器配件厂家在今后要重点解决的问题。

袋式除尘器的自动控制已经普遍采用PLC机,DCS控制系统和工控机(IPC)也已经进入这一领域。自控系统的功能更为齐全:对清灰进行程控;自动监测除尘设备和系统的温度、压差、流量参数、超限报警;对脉冲喷吹装置、阀门切换、卸灰阀等有关设备和部件的工况进行监测、故障报警;对清灰参数(周期、持续时间等)进行显示;对各控制参数的调节更加方便。大型袋式除尘器的自动控制系统仍是以PLC或工控机为核心,完善智能网络化控制。随着自动化技术和网络技术的飞速发展,应用什么系统不是最重要的,最重要的是需要软件编程人员和除尘工艺专家共同努力,开发出各种工况条件如电炉、高炉煤气、铝电解槽、电站锅炉、水泥回转窑、垃圾焚烧等除尘工艺的应用软件,使袋式除尘器的控制系统成为专家系统。

展望未来,袋式除尘行业将延续2011年的增长速度,涉及到的服务领域将备受关注,传统的水泥、钢铁、火电和新兴的垃圾焚烧行业仍然是袋式除尘技术服务的重点对象,垃圾焚烧行业是投资增速最快的行业。

2012年将是充满机遇的一年,袋式除尘委员会在中国环境保护产业协会领导下,将按照国家产业调整、振兴规划和国家扶持政策,组织和引导袋式除尘委员会全体会员单位加速技术升级,努力创新,实施以质取胜和市场多元化战略,积极开拓新兴市场,确保产业的健康发展。

China Development Report on Bag Hose Precipitation Industry in 2011

(Bag Hose Precipitation Committee of CAEPI, Beijing 100037, China)

The paper summarizes the development situation on bag hose precipitation industry in 2011; presents the production and management status, technical progress, management and development of main enterprises; makes analysis on application prospect of bag hose precipitation technology in all trades and professions; puts forward the countermeasures and suggestions based on the main problems existed in the development of bag hose precipitation industry as well as makes prospect on industry development.

bag hose precipitation; industry development; countermeasures and suggestions

X324

A

1006-5377(2012)08-0013-14

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