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袋式除尘器在医疗废物焚烧烟气处理中的应用

　　摘要：采用新型袋式除尘器并加强运行过程的管理维护，可以有效地控制医疗废物焚烧烟气中残留污染物的超标排放，除尘净化效率达到99％以上。
　　关键词：袋式除尘器 医疗废物 焚烧烟气 净化效率
　　随着人类社会的高速发展，医疗废物的产生量也逐年增加。医疗废物所含的病菌病毒是普通生活垃圾的几十倍甚至上千倍，其O大的危害性在于它的传染性，杀灭病原微生物并防止其向人群扩散是医疗废物污染控制的主要目的。目前已有多种技术可用于医疗废物的处置，根据处理工艺和处置方式，一般可分为高温灭菌法、化学消毒法和高温焚烧法等，而O普遍使用的是高温焚烧法，它已被实践证明是破坏传染性和有毒物质、减少体积和重量的O佳方法。
　　从医疗废物焚烧设施排出的烟气中含有烟尘、NOx、SOx、HC1、CO和二恶英等成分，我国已制定出相应的标准和法规限制其超标排放。《医疗废物集中焚烧处置工程技术规范》HJ/T177-2005明确规定：医疗废物焚烧烟气净化系统的末端设备应优先选用袋式除尘器，禁止采用静电除尘器，不允许单独使用机械除尘设备。由此可见，袋式除尘器在医疗废物焚烧烟气净化的末端处理中起着十分重要的作用，它利用耐高温高品质材料制作滤袋，将焚烧烟气中残留的污染物去除，除尘效率高，能够捕集对人体危害O大的5um以下超细颗粒，而且不受粉尘电阻率变化的影响。
1 工作原理
　　从医疗废物焚烧炉排出的烟气温度高达850度以上，烟气中污染物成份复杂，烟尘浓度在2000mg/Nm3以上，存在氯化物、硫化物等酸性物质。在高温焚烧过程被破解的PCDFS还有可能再合成二恶英。因此，焚烧烟气必须通过净化系统进行净化处理。焚烧工艺设备执行《医疗废物集中焚烧处置工程建设技术规范》HJ/T177-2005、《危险废物集中焚烧处置工程建设技术规范》HJ/T176-2005、《医疗废物焚烧炉技术规范》(GB19128-2003)、《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)等标准要求。医疗废物焚烧烟气的净化系统主要由急冷装置、除酸装置、活性炭粉喷射系统、布袋除尘器、引风机和烟囱等组成。其中，急冷、除酸装置的工作原理是往塔内喷洒石灰浆以中和去除SO2、HC1等酸性烟气，同时将焚烧烟气出口650℃左右高温烟气迅速降低至200度以下，以满足后续除尘设备的处理功能，并防止二恶英在敏感温度区间(300～200度)重新生成，充分利用石灰浆中水份在高温条件下迅速蒸发而吸收大量热量，从而达到快速降温的目的，同时也可去除约30％的烟尘。在活性炭粉喷射系统。由空压机经过喷嘴将活性炭粉喷入布袋除尘器前的烟道，活性炭粉伴随着风力由烟道进入布袋并吸附在除尘滤袋的表面，可吸附去除二恶英。同时对汞金属亦具吸附功能，去除效率达95％以上。
　　在后续布袋除尘过程中，当含尘烟气通过过滤材料时，尘粒被过滤下来。过滤材料捕集粗颗粒粉尘主要靠惯性碰撞作用。而捕集细粒粉尘主要靠扩散和筛分作用 。滤料的粉尘层也有一定的过滤作用。滤袋材质适用于使用温度、力学性能、耐酸碱腐蚀和耐水解能力、阻燃性等丁况条件，袋笼材质符合使用温度、防酸碱腐蚀等性能特点，并采取外部保温措施。为提高对酸性气体、重金属及二恶英的去除率，使用特殊助剂石灰、活性炭粉等，对滤布表面进行被覆，以延长酸性气体及二恶英与特殊助剂之间的接触时间、增大接触频率、增加分布均匀性，降低气流压力损失，避免滤布受到湿废气的影响而阻塞布袋除尘器除尘效果的优劣与多种因素有关，但主要取决于滤料，滤料是袋式除尘器的核心。布袋除尘器的滤料就是合成纤维、天然纤维或玻璃纤维织成的布或毡。根据需要再把布或毡缝成网筒或扁平形滤袋。根据烟气性质、清灰方式正确选择滤料。通常，在处理医疗废物焚烧120～250度的高温烟气时，主要选用石墨化玻璃丝布、炭素纤维滤料等。当过滤速度为0.5～2m/min时，对大于0.05um微粒的除尘效率可达99％以上，设备阻力损失约为1000～1500Pa
2　应用现状
　　近年来，袋式除尘技术正在不断完善，主机、滤料、自动控制和应用技术水平大有提高，使其对医疗废物焚烧烟气的高温、高湿、高浓度、微细粉尘、吸湿性粉尘、易燃易爆粉尘等不利工况条件有了更强的适应性，并且在加强清灰、提O率、降低消耗、减少故障、方便维修方面达到一个新的高度袋式除尘器的关键在于清灰，清灰效果决定袋式除尘器的除尘效果。因此，以强力清灰为特征的脉冲袋式除尘器得到青睐，它具有滤袋长、占地少、阻力小、耗能低、工作可靠、维修量小等优点。
　　回转反吹扁袋除尘器采用“回转定位反吹机构”、分室停风的回转反吹、分室反吹等袋式除尘器类型，以一台具有多个输出通道的回转定位反吹阀取代多台三通切换阀，大大降低了漏风量，有利于增强清灰能力，减少维修工作量。在改造在线分室反吹设备时配套采用覆膜滤料，加强其粉尘剥离能力。耐高温滤料多样化，P84、莱登、特氟纶滤料以及由微细玻璃纤维与耐高温P84等化学纤维复合材料，利用特殊工艺制成的新型FMS—氟美斯耐高温针刺毡已得到成功应用。玻纤滤料在增强其抗折、耐磨性等方面获得进展，已开发成功适用于医疗废物焚烧的玻纤滤料，该滤料可过滤净化180～280度的高温烟气，能适应多种恶劣环境。表面过滤材料的出现和应用，带来袋式除尘机理的进步，它对微细粉尘有更高的捕集率。
　　随着主机滤袋接口技术的提高，除尘效率也随之提高。新的布袋固定方式严格控制花板的袋孔以及袋口的加工尺寸，依靠弹性元件使袋口外侧的凹槽嵌入袋孔内，密封性好，能够直接处理含尘浓度1400/m3的气体并达标排放。
　　袋式除尘器的自动控制已普遍采用PLC机及工控机(IPC)。中、小型设备多采用单片机或集成电路。自控系统的功能更为齐全，能对清灰进行程控，自动监测除尘设备系统的温度、压力、压差、流量参数、超限报警、自动关机；对脉冲喷吹装置、切换阀门、卸灰阀等设备工况进行监视、故障报警；对清灰过程有关参数自动显示。设备操作使用更加便捷。
3　运行过程的管理维护
　　造成除尘器损坏的主要原因，是废气的温度过高，如果除尘器处理废气的温度超过滤袋工作温度，容易使滤袋硬化收缩或融化产生破洞；如果废气中有火星飞入，可使滤袋燃烧穿孔。操作过程应注意冷空气的湿度、酸碱度，同时要保证所处理的废气温度高于露点以上，并避免水滴直接进入滤袋。为防止火星进入除尘器使滤袋受到烧损，采用预处理的方法，在除尘布袋表面预覆保护层，防止未燃碳物质在除尘器二次燃烧。腐蚀的主要原因是废气中含有酸碱性成分，随着这些化学物质气体的浓度变化而改变露点，如果除尘器开机或停机在露点以下时，废气中的SO2遇水形成H2SO4造成滤袋纤维变形从而失去强度；废气中的凝结露水会造成滤袋的堵
塞，滤袋表面的初始粉尘层由于水分的原因，干燥后会使粉尘凝结形成板结，导致滤袋失去弹性加速滤袋的损坏。所以应采用耐酸碱的滤袋，避免除尘器工作在露点以下：在布袋除尘器设置旁路和热风循环系统，保持除尘器内温度高于烟气露点温度20～30℃。将除尘器进气管道及外壳保温，有条件的情况下可以给除尘器加温。
　　除尘器发生滤袋堵塞的主要原因是过滤速度过大、粉尘过细、粉尘具有粘性、滤袋清洗不良、滤袋受潮等。如果除尘器运行的过滤气速超过滤袋的设计标准，极易导致废气中微细粉尘卡在滤袋纤维内部，从而发生滤袋堵塞 采用覆膜滤料或在滤袋的表面预覆保护性粉层，是比较好的方法。对于粘性大的粉尘，则需要降低过滤气速，或增大脉冲喷吹的压力，或采用离线脉冲清洗滤袋的方式，或增加过滤面积，以利降低过滤气速，延长滤袋的使用寿命。
　　滤袋清灰不良的主要原因包括清灰次数频繁、清灰时间过长。清灰次数过频容易使滤袋纤维组织松散从而增加废气中的微细粉尘堵塞滤袋，清灰时间过长会将滤袋表面的初始粉层一并清洗掉。如果清灰时间过短，滤袋表面的粉尘还没有完全清洗干净，即开始进行过滤，粉尘易累积在滤袋的表面，从而造成滤袋的堵塞。滤袋受潮的原因是除尘器壳体密封不严、漏水、进入含湿空气、用于反吹清灰的压缩空气不干净(含油、含水)、用于清灰的压缩空气太冷等。水份是滤袋堵塞的O大原因，造成含有水份的原因通常是低温凝露，对这样的情况可采用以下的方法防止：避免不当开机：避免在除尘器阻力过大时开机；平时应认真检查记录除尘器工作情况；避免除尘器在露点以下开关机：设置合理的脉冲清洗时间周期；保持差压计、温度计在正常值范围。
4　结语
　　袋式除尘器在医疗废物焚烧烟气处理中起着十分重要的作用，使用耐高温高品质材料制作滤袋和强力清灰为特征的脉冲袋式除尘器，并加强运行过程的管理维护，可以O地将焚烧烟气中残留的污染物去除。袋式除尘技术正存不断提高，使其对医疗废物焚烧烟气的不利工况条件有了更强的适应性，从而获得日益广泛的应用。