1 袋式除塵發展概況
1.1 行業發展環境2011年,中國環境保護產業協會提出《關於“十二五”期間環保產業發展的意見》,明確了袋式除塵行業“進一步開發和拓展袋式除塵器的套用領域,提高袋式除塵器在不同套用領域運行和維護的技術水平;利用計算機模擬設計開發低阻、高效、合理氣流分布、安全性能高和快裝化大型主機設備;開發小於PM10和研究PM2.5超細粉塵去除技術。重點實現高強度及耐高溫、耐高濕、耐腐蝕纖維的國產化,支持國產聚四氟乙烯(PTFE)、聚醯亞胺(P84)、聚苯硫醚(PPS)、芳綸纖維的工業化生產和套用;推廣國產高效、低阻、長壽命濾料的生產和套用,提高改性玻纖和複合濾料的技術性能,提升濾袋縫製技術水平,研究失效濾袋的回收和綜合利用技術。研究開發高效清灰技術、大口徑脈衝閥、無膜片高壓低能耗脈衝閥,推廣袋式除塵器智慧型化控制系統”。
2011年,我國開始徵收環境保護稅以緩解環境壓力。環境稅除了能改善生態環境,有利於完成節能減排任務外,完善環境稅還非常有益於中國的稅制建設。這是繼“十二五”節能減排綜合性工作方案獲得國務院審議並原則同意後,節能環保行業再次傳來的好訊息。第七屆環保大會於2011年12月20日召開,國務院下發了《國務院關於印發國家環境保護“十二五”規劃的通知》。《國家環境保護“十二五”規劃》指出:到2015年,主要污染物排放總量顯著減少;2012年在京津冀、長三角和珠三角等區域開展臭氧、細顆粒物(PM2.5)等污染物監測,開展區域聯合執法檢查;到2013年,上述區域複合型大氣污染得到控制,所有城市空氣環境質量達到或好於國家二級標準,酸雨、灰霾和光化學煙霧污染明顯減少。其中,針對節能環保企業稅收減免、提高產業集中度等
內容是規劃亮點。2011年新頒布的《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223),提出了從2012年1月1日起對新建、改建和擴建鍋爐機組執行30mg/Nm3煙塵排放限值。新建火電廠採用袋式除塵器的比例日益增多,尤其是新建的大型火電廠袋式除塵器的使用比例有所提高。
2011年起城市生活垃圾焚燒廠又在全國各地大量建設,但對二英排放從嚴控制,生活垃圾焚燒發電廠的設計和建設必須滿足《生活垃圾焚燒處理工程技術規範》(CJJ90)、《生活垃圾焚燒處理工程項目建設標準》。《生活垃圾焚燒污染控制標準(GB18485)已經修訂報批,各地方標準要求更高,“煙氣淨化系統必須設定袋式除塵器,去除焚燒煙氣中的粉塵污染物,酸性污染物,包括氯化氫、氟化氫、硫氧化物、氮氧化物等,應選用乾法、半乾法、濕法或其組合處理工藝對其進行去除”已經成為尾氣淨化處理系統的硬性規定。為袋式除塵主機、濾料在垃圾焚燒行業的套用創造了條件,為袋式除塵行業提供了更大的發展空間。
我國環保產業保持年均增長15%以上的快速發展態勢。據國家環保部環境規劃院的《國家“十二五”環保產業預測及其政策分析》報告初步估算,“十二五”期間環保投資需求約為3.1萬億元,即年均環保投資達到6200億元左右,“十二五”期間環保產業產值將達到4.92萬億元,在未來一段時期內,我國的環保產業仍將保持年均15%~20%的增長速度,我國將成為世界最大的環保產業市場之一。
展望2012年,我國環保行業的投資將進一步加大。按照國際經驗,在經濟高速增長時期,我國只有不斷加大環保投資,使環保產業達到GDP的3.0%,才能有效地控制污染,使環境保護與經濟發展相適應。因此,2012年袋式除塵行業的發展速度必將持續。以水泥行業為例,《水泥工業“十二五”發展規劃》已經發布,明確“建設資源節約型、環境友好型社會,應對氣候變化,迫切需要水泥工業加快轉變發展方式,大力推進節能減排,發展循環經濟……嚴格控制粉塵排放,推廣使用袋式除塵器”; 工信部《關於水泥工業節能減排的指導意見》要求,“十二五”末,全國水泥顆粒物排放在2009年基礎上再降低50%,明確2011―2015年現有水泥窯電除塵器改為袋式除塵器(低壓脈衝除塵器)。這無疑為今後幾年袋式除塵器在水泥行業的推廣和套用奠定了良好基礎。
綜上所述,國家產業和環保政策必將積極推進袋式除塵技術和產業的發展,袋式除塵技術將在未來十年里得到更加廣泛的套用。
2011年是我國環保行業蓬勃發展的一年,也是袋式除塵行業持續發展的一年,主要取決於新興行業發展帶來的機遇,在一定程度上凸顯了袋式除塵行業的地位。
1.2.1 袋式除塵行業經營狀況
根據2011年度袋式除塵註冊的會員單位報送的產業統計數據,全行業總產值為165.91億元,利潤18.51億元,利潤率11.16%。總產值增加17.78億元,利潤率比2010年降低0.22百分點,主要是原材料漲價帶來的影響。出口銷售額較2010年有增長,達到3.47億美元,比2010年增加0.89億美元。出口途徑主要還是隨各行業工藝設備和生產線工程總包配套。2011年度國產濾料的出口有所提高,這是非常可喜的。
主機生產企業和工程總包產值119.72億元,利潤11.56億元,利潤率9.66%,產值比2010年增加了12.83億元,利潤減少了0.80億元,利潤率降低了1.90百分點。主機生產企業科林環保、合肥水泥院、浙江菲達、浙江潔達、潔華控股公司等主機廠的出口都有一定的增長。
纖維、濾料生產企業和配件產值為46.19億元,比2009年增加4.95億元,增加12.00%。利潤6.95億元,利潤率15.05%,比2010年增加了2.46億元。利潤增幅較大的是幾家纖維企業。上海凌橋、煙臺氨綸、三維絲和得陽新材的纖維和濾料出口增加較大。去年日本地震直接影響國內pps纖維的供應,對濾料生產企業的影響很大。
截至2011年12月底,袋式除塵委員會登記從事袋式除塵行業的企業共有317家(比2010年增加了2家),其中生產企業263家,從業人數35,378人。
1.2.2 行業成本及盈利能力
據調查統計,2011年下半年,行業中的大多數企業都面臨資金緊張、貨款回籠困難的問題,導致不少企業有單不敢接。受影響最大的是具有一定規模的濾料企業,由於上游原材料漲價,貨源緊張,下游的服務行業效益不好,價格不高,且回款困難,“兩頭受壓”,直接影響了經濟效益。這是企業從來沒有遇到過的困難,很多企業都感到了前所未有的壓力。從行業看,國家收緊銀根,對行業和企業的發展影響很大,尤其對一些急需技術改造、產品結構轉型的企業來說,困難更大。幾家上市公司在資金方面情況相對要好很多,因此應鼓勵有實力的企業上市融資,走資本市場道路,也鼓勵上市企業併購重組,提高企業的集中度。
2011年效益比較好的袋式除塵企業,均是具有自主研發技術和工程總成能力的袋式除塵生產廠家和公司。例如:為國內外大型新型乾法水泥窯尾、窯頭配套的袋式除塵生產企業(含主機、濾料);為垃圾焚燒行業配套生產的企業(含主機、濾料);為電站鍋爐煙氣除塵和高爐煤氣除塵配套的企業;能夠生產、取代進口的高端過濾材料生產企業;以工程設計轉為工程總承包,提供一條龍服務的企業。這些企業的研發能力強,擁有自主智慧財產權的專有技術。還有些效益較好的企業,多是在業內知名度高的企業,或是產品質量好、管理優秀的企業。
2011年袋式除塵行業中幾家上市公司利用募集資金,擴大產能,提高裝備水平進展都很快:如科林環保擴建的40萬平米袋除塵生產車間基本建成,配備了技術水平最先進的裝備,部分已經投入生產,產能將進一步顯現;盛運機械的生產車間已經通過國家驗收,並已投入運行,新增垃圾焚燒廠尾氣處理產值達到1億多元;廈門三維絲公司利用上市募集資金引進的2條生產線已經投產,水刺生產線也進入調試階段;東方環境藉助國家級博士後工作站完成重大科技成果轉化項目《大型鋼鐵水泥電力餘熱梯級利用除塵裝置的研發與產業化》;南京際華三五二一特種裝備有限公司利用上市募集資金引進的生產線也進入設備調試階段,我國高端濾料的產能將逐步釋放。除此之外,還有幾條引進的濾料生產線也進入安裝調試階段,有的已經試生產,這些生產線大多為國際一流DILO和紐瑪格無紡針刺氈濾料生產線。可以預見,這些引進生產線的相繼投運,將大大提高國內濾料產品的質量,改善目前低端產品占比過大的行業狀況,提高國內濾料的國際競爭能力,當然,也會帶來高端濾料的市場競爭。
經過我國袋式除塵工作者數十年的研究和努力,袋式除塵技術和工程套用研究已經達到國際先進水平,尤其是我國大型水泥窯頭和窯尾袋式除塵技術、燃煤電廠鍋爐袋式除塵技術、大型高爐煤氣乾法袋式除塵技術,以及垃圾焚燒尾氣淨化用袋式除塵技術都能達到國際先進水平,同時袋式除塵技術的主機、濾料、自動控制的技術水平都得到了長足發展,耐高溫、耐腐蝕特種纖維的研究、開發、生產等方面均有所突破,高端纖維的國產化將帶動國產高端濾料的發展。
裝備、濾料和配件製造方面,目前行業市場競爭主體比較分散,製造工藝和水平參差不齊,企業之間差異較大,行業內骨幹企業的裝備已經達到了國際先進水平,並逐步參與到國際市場的競爭中,出口金額逐年增長。
1.3.1 袋式除塵技術是節能減排的主力軍
改革開放30多年來,粗放型的經濟高速增長方式導致產生了大量的環境破壞和環境污染問題,主要污染物排放量遠遠超過環境容量,環境污染嚴重。已開發國家上百年工業化過程中分階段出現的環境問題,在我國已經集中顯現,我國已進入污染事故多發期和矛盾凸顯期。2011年以來全國性的灰霾天氣出現越來越頻繁,大氣污染越來越嚴重。最近國務院印發的《國家環境保護“十二五”規劃》提出將“切實解決突出環境問題”作為一項重要任務,以解決空氣污染等損害民眾健康的突出環境問題為重點,加強大氣污染等綜合治理,明顯改善環境質量,環保產業的產生和發展正順應了經濟、社會發展的需要。袋式除塵行業作為重要的減排環保產業,伴隨著新興行業發展的機遇,國家節能減排環保政策的進一步趨嚴,在一定程度上凸顯了袋式除塵行業的地位,袋式除塵器在各工業領域和能源領域的套用範圍在進一步擴大。在我國的節能減排工作中,袋式除塵技術將發揮舉足輕重的作用。
1.3.2 大幅度削減煙塵和粉塵排放
在各產生粉塵或煙塵的行業中,凡採用袋式除塵技術的除塵系統,其固體顆粒物排放濃度均遠遠低於其他各種除塵技術。目前國內袋式除塵器的粉塵排放濃度普遍穩定在30mg/Nm3以下,淨化燃煤鍋爐煙氣的袋式除塵系統大部分排塵濃度低於20mg/Nm3,淨化高爐煤氣和水煤氣的袋式除塵系統則低於10mg/Nm3,用於垃圾焚燒發電廠的袋式除塵器,更實現了排塵濃度低於5mg/Nm3的業績。
袋式除塵作為微細粒子高效捕集的手段可支持國家更加嚴格的環保標準。最近八年中,一些工業行業的大氣污染物排放標準經過兩次修訂。今年開始執行的《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223),規定新建、改建和擴建鍋爐機組煙塵排放限值為30mg/Nm3。2010年國家三部委要求垃圾焚燒廠必須嚴格控制二惡英排放,規定“煙氣淨化系統必須設定袋式除塵器,去除焚燒煙氣中的粉塵污染物”。水泥行業排放標準再次修訂,粉塵排放限值將改為20~30 mg/Nm3。鋼鐵行業的污染物排放標準也將頒布,其中顆粒物排放限值低於30mg/Nm3。排放限值的進一步降低,將對固體顆粒物減排起到巨大的作用。
需要指出的是,袋式除塵器實現更低的顆粒物排放並不意味提高造價,只要嚴格按照有關標準和規範設計、製造、安裝和運行,就能獲得好的效果。
1.3.3 實現對微細粒子的控制
2011年12月5日,環保部制定的《環境空氣品質標準》第二次公開徵求意見結束,2012年2月29日已由國務院辦公會議審定發布。微細粒子(PM10、PM2.5)是危害人體健康和污染大氣環境的主要因素,減排PM2.5已經成為國家的環保目標。我國煤炭消費量占一次能源消費量的70%左右,是PM2.5超細粉塵污染大氣的重要因素之一。袋式除塵器對粒徑PM2.5以下的超細粒子,有較高的捕集效率。
1.3.4 高效去除有害氣體
袋式除塵器能夠高效去除有害氣體,電解鋁含氟煙氣的淨化是依靠袋式除塵器實現的。含瀝青煙氣的最有效淨化方法是粉塵吸附並以袋式除塵器分離。
試驗結果表明,在乾法和半乾法脫硫系統中,採用袋式除塵器可比其它除塵器提高脫硫效率約10個百分點。濾袋錶面的粉塵層含有未反應完全的脫硫劑,相當於一個“反應層”的作用。若濾袋錶麵粉塵層厚度為2.0mm,過濾風速為1m/min,則含塵氣流通過粉塵層的時間為1.2秒,可顯著提高脫硫反應的效率。
在垃圾焚燒煙氣淨化中,袋式除塵器起著無可替代的作用,垃圾焚燒尾氣中含有多種有害氣體,袋式除塵器“反應層”的特性對垃圾焚燒煙氣淨化具有重要作用。垃圾焚燒尾氣中二英的淨化方法,是用吸附劑吸附再以袋式除塵器去除,且不會重新產生二惡英。
1.3.5 在多種複雜條件下實現減排
袋式除塵器對各種煙塵和粉塵都具有很好的捕集效果,不受粉塵成分及比電阻等特性的影響,對入口含塵濃度不敏感,在含塵濃度很高或很低的條件下,都能實現很低的粉塵排放。近年來袋除塵技術快速發展,在以下諸多不利條件下都能成功套用和穩定運行:
(1)煙氣高溫。在≤280℃條件下已普遍套用。
(2)煙氣高濕。如軋鋼煙氣除塵、水泥行業原材料烘乾機和聯合粉磨系統等尾氣淨化。
(3)高含塵濃度。水泥行業已將袋式除塵器做為主機設備,直接處理含塵濃度1600g/Nm3的含塵氣體,收集產品,並達標排放;還可直接處理含塵濃度3萬g/Nm3的氣體(例如倉式泵輸粉),並達標排放。
(4)高腐蝕性。例如垃圾焚燒發電廠的煙氣淨化,煙氣中含HCl、HF等腐蝕性氣體和燃煤鍋爐煙氣除塵。
(5)煙氣含易燃、易爆粉塵或氣體,如高爐煤氣、炭黑生產、煤磨除塵等。
(6)高負壓或高正壓除塵系統。一些大型煤磨袋式收塵系統的負壓達到1.4萬~1.6萬Pa;大型高爐煤氣袋濾淨化系統的正壓可達0.3MPa;而某些水煤氣袋濾淨化系統的正壓更高達0.6~4.0MPa。
1.3.6 新能源開發和節能工程的重要設備
在一些新能源開發和節能工程中,袋式除塵器作為重要設備提供了有力的支撐。
我國“煤制油”的新能源開發項目,作為該工藝中煤粉的收集設備,袋式除塵器是不可缺少的。高爐煤氣余壓發電具有重大的節能價值,採用乾法袋式除塵器淨化高爐煤氣比濕式淨化可增加發電量30%~40%,節水80%~90%,節省投資30%~40%,節省運行能耗70%~80%,煤氣的熱值大幅度提高,淨煤氣的含塵量更低、淨化效果更穩定,環境經濟效益十分顯著。占我國煤炭保有資源量12.69%的褐煤,需經提質處理後方可使用,而袋式除塵器是該提質工藝中不可替代的設備。
我國袋式除塵技術最近幾年發展非常迅速,已能滿足各工業部門顆粒物控制的需求。
1.4.1 主機
目前,我國已掌握了國際上常用的各類袋式除塵技術,並形成很多不同型式、不同特點的多系列產品。袋式除塵設備迅速大型化,如用於鋼鐵、水泥、火電行業和高爐煤氣淨化的袋式除塵設備,有許多單機處理煙氣量都超過100萬m3/h,過濾面積超過2萬m2,其中火電行業的袋式除塵器單機最大處理煙氣量超過300萬m3/h,過濾面積在4萬~5萬m2以上;江蘇瑞帆為解決大高爐配套乾法袋式除塵器國內自行開發的規格為DN5200mm、DN6000mm及DN6500mm大型除塵箱體,單箱體過濾面積由原來DN4000mm的600m2左右,增加到現在的1100~1650m2。保證2000m3至5500m3大型高爐袋式除塵器箱體數量不增加,有利於除塵機組的氣流分布,降低故障點、提高運行的可靠性。這種設備的大型化已不僅是簡單的規模擴大,同時也注入了新的具有自主智慧財產權的技術含量,在袋式除塵器的氣流分布和氣流組織、結構合理、設備製造、安裝要求和安全等方面都有了顯著進步。
1.4.2 濾料
近幾年來袋式除塵技術最顯著的進步是國產高溫纖維的研究開發。煙臺、上海和廣東幾家企業生產的芳綸纖維,產品質量與國外產品不相上下,已基本取代了美、日產品,占據了國內市場,並且批量出口。
上海凌橋等企業規模化生產PTFE(聚四氟乙烯)纖維生產線,都已相繼投產,產品質量與國外公司產品的差距已經不大,出口量不斷增大;國外企業也已經在採購國產纖維,價格僅為國外產品的50%。
四川得陽特種新材料有限公司合成燃煤鍋爐煙氣淨化所需的PPS(聚苯硫醚)樹脂生產線和瑞泰科技等濾料生產線,已經達到規模化生產。雖然國產PPS纖維的質量與國外產品尚有一定差距,但已經促進了PPS纖維市場供需環境的顯著改善。
濾料的加工、後處理技術也發展迅速,使濾料的性能更加優良,能夠適應各種複雜的煙氣條件,延長濾袋的使用壽命。濾袋縫製技術和水平已同國外標準接近。
濾袋材質和加工技術的發展,加上袋式除塵技術其他方面的進步,我國袋式除塵器的濾袋使用壽命已經普遍達到了4年以上。
1.4.3 自動控制技術
我國袋式除塵技術的自動控制技術和產品的研究、開發和套用工作已歷時幾十年,自20世紀80年代中期成功地將可程式控制器(PLC)用於袋式除塵器的自動控制以來,經過20多年不斷的改進和完善,已成為袋式除塵器在各種複雜環境下安全可靠運行的重要保障。
(1)控制功能不斷完善,可適應各類袋式除塵技術擴大套用所面臨的新需求。清灰控制有定時、定壓差、流量函式控制和手動控制幾種方式,還可對設備和系統的溫度、壓力、壓差、流量、粉塵排放等參數進行監控,對除塵器和整個系統主要部件(例如噴吹裝置、停風閥、卸灰閥、切換閥等)的工況進行監控和故障報警。
(2)篩選了適應上述功能的先進、可靠、實用的感測器件。
(3)接口電路和軟體程式不斷更新完善。
(4)從小型機發展到中型機,適應大型系統的自控需求。
(5)與工控機、DCS系統結合套用。
1.4.4 袋式除塵器的套用技術
我國袋式除塵器套用技術的水平有很大提高,袋式除塵器在我國各行業已經得到廣泛的套用。在鋼鐵、有色冶金、建材、化工行業的爐窯煙氣淨化中,遇到的各種複雜環境和不利因素,都被一一克服,袋式除塵技術的套用領域不斷擴大。
我國高爐煤氣袋濾淨化在世界上率先實現全乾法工藝,並在大型高爐普遍推廣套用,淨煤氣含塵量低於10mg/Nm3,無論是套用的數量,還是技術成熟方面,都處於世界領先地位。
長期以來,新型乾法水泥窯頭、窯尾煙氣除塵普遍採用電除塵器,近幾年新建的新型乾法水泥窯則全部採用袋式除塵器,這兩年僅5000~12,000t/d規模的水泥窯生產線就有數百條,工藝線全部採用袋式除塵器,煙塵排放濃度一般都低於20mg/m3,甚至在10mg/m3以下。
袋式除塵技術在燃煤電廠鍋爐煙氣除塵方面的套用越來越多,濾袋平均使用壽命3年左右,也有的超過4年,最長的分別達到90個月和73個月。用於300MW機組的袋式除塵器已很普遍,與2×660MW機組配套的脫硫、脫硝除塵一體化的袋式除塵機組也將要投入運行。
2011年,我國袋式除塵技術的發展體現在主機、濾料、自動控制的質量和技術水平普遍提高,耐高溫、耐腐蝕特種纖維和濾料的研究、開發、生產等方面取得突破,高端纖維的國產化帶動國產高端濾料的發展。ptfe纖維、PPS纖維、聚醯亞胺纖維和芳綸纖維的國產化,使原來進口濾料占據主要市場的垃圾焚燒尾氣淨化、燃煤電廠鍋爐、水泥窯尾、窯頭、鋼鐵等行業的袋式除塵器使用國產濾料比例越來越高,高端濾料的國產化率顯著提高。上海凌橋等廠家的PTFE纖維、四川得陽新材、江蘇瑞泰的PPS纖維、煙臺泰和新材和上海聖歐等公司生產的芳綸1313纖維都已大批量生產,生產能力已完全能滿足國內市場需求,有些纖維產品的質量已達到國際品牌的水平。上海袋式除塵配件有限公司生產的3/4寸~16寸電磁脈衝閥和各類脈衝控制儀等產品繼續保持良好的市場占有率,其產品研發、測試、生產及技術服務完全達到國際水準,穩定性、性價比及人性化的服務已得到業界的一致認可。上海尚泰環保配件有限公司自行研發具有自主智慧財產權的STF系列滑動閥片式脈衝閥,在實際工況中套用取得很好使用效果,已批量生產,並參與
國際市場的競爭。聚醯亞胺(P84)纖維的國產化也取得一定的進展,2011年已小量試產和工業化試用。自主開發的玄武岩和玻纖改性纖維都取得較大發展。袋式除塵器對於煙氣的高溫、高濕、高濃度以及微細粉塵、吸濕性粉塵、磨琢性粉塵、易燃易爆粉塵有了更強的適應性,在加強清灰、提高效率、降低消耗、減少故障、方便維修方面達到了更高的水平。
袋式除塵技術開發和創新具體表現在以下幾個方面:
(1)袋式除塵器設備結構大型化(如處理煙氣量200萬m3/h以上),適應大型燃煤鍋爐機組和鋼鐵、水泥爐窯的煙氣淨化。
(2)低阻、高效袋式除塵器結構的創新,適應國家節能減排的要求。
(3)以強力清灰為特徵的脈衝技術升級,可滿足長濾袋(7~8m以上)清灰要求。
(4)開發出氣流分布技術和計算機數字模擬技術,滿足大型袋式除塵器合理氣流分布,延長濾袋使用壽命的要求。
(5)特殊濾料中PPS、PTFE、聚醯亞胺和芳綸國產纖維的開發,可滿足電廠、鋼廠、水泥廠和垃圾焚燒煙氣淨化的複雜工況對濾料的要求。
(6)脫酸加除塵的複合式袋式除塵器的研發和套用,滿足了乾法脫酸除塵工藝的需求。
(7)脈衝閥性能和質量的技術升級,適應袋式除塵器高強度清灰和穩定運行的要求。
(8)PLC、DCS控制技術升級和模組化產品,可分別滿足大型和中、小型除塵系統的控制要求。
2 袋式除塵器的技術
中國環境保護產業協會袋式除塵委員會的成員單位絕大部分是民營企業,對民營企業的發展來說,就是要不斷創新,尋找新的領地。科林環保、安徽盛運和三維絲成功地在A股完成上市融資,實現走出去的戰略, 開發中國家將是中國企業最先進軍的目標。在實施走出去的戰略中,資金的供給相當重要,因此,擴大投融資渠道,參與資本運作將成為眾多袋式除塵企業未來發展的重點方向,技術創新也成為這些企業需面臨的的頭等大事。
設備製造機械化水平顯著提高:花板袋孔的加工較多採用數控雷射切割,精度高、進度快、周邊光滑無毛刺;半自動下料、自動或半自動焊接被普遍套用;幾乎所有的濾袋框架生產都已採用半自動焊接機,大大提高了焊點的牢度、框架表面光滑程度和加工精度。此外,濾袋框架的防腐水平也有很大進步,電噴塗有機矽工藝被普遍採用,用於燃煤鍋爐煙氣淨化的壽命得以延長。用於垃圾焚燒煙氣的濾袋框架,採用不鏽鋼製作的也不鮮見。在檢查整機的焊接質量方面,以及檢查濾袋的安裝質量方面,現在也常見螢光粉檢漏的方法,比通過煤油和人工方式的傳統方法更加準確、可靠而快速。
我國袋式除塵器設計和製造技術更加成熟的結果之一是,出口設備逐年增加。用於水泥、鋼鐵、垃圾焚燒等行業的除塵器出口到多個國家。袋式除塵設備出口意味著設計、製造、安裝、防腐、包裝等各個環節,以及配套件的選購,都執行更加嚴格的標準,許多情況下執行的都是已開發國家的標準。
袋式除塵器的粉塵排放濃度已普遍在30mg/Nm3以下,低於20mg/Nm3和10mg/Nm3排放限值的設備不可勝數,向環境敏感地區和國外提供的設備甚至達到更高要求,也為國家制訂更加嚴格的環保法規提供了有力的技術支撐。總體來看,袋式除塵設備的系統阻力大幅度降低,除某些場合和少數類型的設備外,通常袋式除塵器的設備阻力都控制在1200Pa以下,阻力低於1000Pa的設備也屢見不鮮。濾袋使用壽命曾是令人心存疑慮的因素之一,隨著濾袋壽命的不斷延長,有這種疑慮的人越來越輕。有人擔心袋式除塵器維護檢修頻繁,但許多“電改袋”的結果表明,操作和維修人員普遍感覺工作量減輕,定員可以減少;這得益於設備和配件質量的提高,以及自控系統的進步、套用技術的提高。
我國自行研製合成的聚苯硫醚(PPS)纖維已經獲得成功,已有數家廠商批量生產,在燃煤電廠鍋爐煙氣淨化中的套用取得了很好的效果,結束了我國PPS纖維完全依靠進口的局面。
近年來,我國又研製出軼綸(聚醯亞胺)纖維,並建設了生產線,產品達到設計產量,其性能指標基本達到國外產品水平。研發企業還建立了生產基地,具備了從聚醯亞胺合成到最終製品的全線規模化生產能力,產品也已在除塵器上進行工業化試用。
我國的PTFE纖維性能和產品質量進一步提高,套用越來越廣泛。包括垃圾焚燒煙氣淨化的許多領域,已成功套用了國產的純PTFE針刺氈,濾袋壽命顯著延長。由於性能指標和質量的提高;芳綸1313纖維基本上占據了國內市場。
有數家企業研製玄武岩纖維及濾料,玄武岩纖維的開發成功,為高溫濾袋提供了新的性能優越的材料,目前製成的玄武岩纖維膨體覆膜濾料,部分或全部採用膨體紗織造,經過PTFE溶液浸漬處理,然後通過熱軋使表面複合聚四氟乙烯薄膜。
超細玻纖的生產技術和性能也有了一定的進步;採用玻纖池窯拉絲的生產工藝、專用的浸潤劑、三段分區採信號同步控制的漏板溫控技術,生產出的連續纖維直徑≤5μm,達到世界先進水平。其耐溫範圍為280℃以上,耐酸、鹼腐蝕性強,在160℃~ 250℃區間內強度增加,幾乎不變形。
超細面層針刺氈或梯度結構針刺氈的用量增加,該種濾料具有表面過濾作用,也有利於清灰,成為表面過濾材料的一種,與覆膜濾料相比,其面層更加牢固。
國產PTFE的成膜和覆膜技術有了很大提高,不少廠商擁有了熱熔覆膜的工藝和裝備,覆膜濾料的質量更加接近國外先進產品。值得一提的是,對覆膜濾料優點和缺點的認識更加清楚,選用更趨於理性,更多遵循“揚長避短”的原則進行。
兩種或更多種纖維混合製成的針刺氈品種增加,套用到包括高爐煤氣在內的多個行業。這種組成可使不同纖維發揮其優點,彌補各自的不足,從而提高濾料的性能。
個別企業正在開發納米催化劑氣流成網技術,製成載有催化劑的複合針刺氈濾料,兼具過濾和催化裂解功能,用以分解二英等有機廢氣。
數家廠商已擁有世界一流的針刺氈和水刺氈生產線,水刺工藝是利用極細高壓水柱的正、反向作用,使纖維互相鉤合而成型,水刺氈幾乎沒有針孔,濾料表面平整光潔,有利於實現表面過濾,降低排放濃度。水刺工藝可避免對纖維的機械損傷,有利於提高產品強度,延長壽命,並可減少纖維用量,有利於降低濾料成本。
濾袋普遍採用三針機縫製,多家企業裝備了自動縫製生產線,擁有熱熔合設備的廠家也不在少數。越來越多的企業學習已開發國家的先進縫袋工藝,貫穿於從下料到縫製直至檢驗、包裝的整個生產過程,濾袋質量全面提高。
“滑動閥片脈衝閥”的新型脈衝閥採用金屬和高分子材料製成的滑動閥片代替了傳統的橡膠膜片,閥片(板)中心設有聯結軸,與設在閥蓋上的直線軸承滑動配合,閥片(板)周邊設有導向滾珠,使閥片(板)的運動平穩,對於口徑較大而具有兩個膜片的產品,其控制膜片也採用滑動閥片的結構。該閥既能垂直安裝,也能水平安裝。這種脈衝閥是具有完全的自主智慧財產權的產品,已獲得國家專利並通過技術鑑定和產品鑑定。試驗室試驗和現場套用都證明,除了使用壽命長和工作可靠之外,其開度大於膜片閥,因而噴吹強度提高。該閥還具有體積較小的優點,4英寸閥的安裝尺寸與3英寸膜片閥相同。此外,我國還研製成14英寸和16英寸的超大型脈衝閥,在試驗台上進行了性能檢驗,並在工程上得到套用。
為了提高脈衝閥的質量,多家廠商積極改進膜片的原料、配方和生產工藝,膜片的壽命顯著延長,在破壞性試驗台上噴吹試驗至100萬次,膜片仍完好。同時,努力最佳化加工裝備和製造工藝,鋁鑄件的製作已普遍採用壓鑄和數控工具機等工裝而完成。對成品和半成品加強了質量檢驗,有的檢驗率達到100%。多年的努力得到回報,我國脈衝閥的整體性以及膜片的壽命不亞於國外產品,並已出口到多個國家。令人高興的是,原來指定採用進口脈衝閥的一些國內用戶,也開始主動採購國產脈衝閥。
經過多年努力,袋式除塵技術終於在本世紀初成功套用於燃煤電廠鍋爐煙氣淨化。袋式除塵技術在火電行業的套用平均以每年數百萬kW的速度增加,最大套用到660MW機組。此外,一大批自備電廠和工業鍋爐也套用袋式除塵技術,獲得良好效果。
目前套用的主要有以下型式的袋式除塵設備:長袋低壓脈衝袋式除塵器,以圓袋、固定管行列噴吹區別於其他型式,例如直通均流袋式除塵器;迴轉噴吹脈衝袋式除塵器,以扁袋、噴吹管在迴轉過程中噴吹為顯著特徵;還有電袋複合除塵器的推廣套用。
用於燃煤鍋爐煙氣淨化的濾料主要是PPS針刺氈,並以PTFE浸漬。針對煤質、爐型、煙塵特性等條件的不同,有關企業推出多種結構和後處理的濾料進行嘗試,例如:PPS針刺氈覆膜;PPS纖維+P84面層並覆膜;PTFE基布+PPS面層;PPS纖維+超細PPS面層並PTFE浸漬處理等等。
為了避免投油過程中油霧對濾袋的危害,採取了預塗灰措施,對乾淨的濾袋預先塗覆適量粉煤灰。為了防止鍋爐煙氣出現異常高溫時燒壞濾袋,設定緊急噴霧系統。作為輔助措施,早期曾普遍設定旁路,但存在粉塵泄漏、環境污染、閥門卡塞等問題,因而大多被廢止,新建項目已少用。
可靠而完備的自控系統是袋式除塵系統安全運行的重要保證。合理的清灰制度和噴吹順序、嚴密的溫度監控、對主要部件和附屬設備工況的監視、異常情況報警、與DCS等上位機通暢的信號傳輸等等,是自控系統不可或缺的內容。
袋式除塵技術在燃煤鍋爐煙氣淨化中的套用,使這一領域的除塵技術多樣化,促進了不同除塵技術互相競爭、互相補充、快速發展,推動了技術進步,加快了電廠節能減排的步伐。
本世紀初期,袋式除塵技術開始用於水泥窯尾煙氣淨化。隨後5000t/d以上規模的新型乾法生產線窯尾除塵採用長袋低壓脈衝袋式除塵器,處理煙氣量≥97萬m3/h,粉塵排放濃度≤10mg/m3,設備阻力在數年中始終低於1200Pa,濾袋使用壽命超過5年,與以往的袋式除塵器相比,設備阻力降低約30%。
最近幾年中,水泥行業新建4000t/d、5000t/d、1萬t/d和1.2萬t/d規模生產線窯頭和窯尾大多採用袋式除塵器,全線採用袋式除塵器的已成設計趨勢,單機處理風量從幾十萬m3/h到幾百萬m3/h,還有很多水泥企業將在役電除塵器改造為袋式除塵器。袋式除塵技術具有粉塵排放濃度低、節水、回收熱能等優點,有力地推動了水泥行業的節能降耗。
用於水泥窯頭和窯尾煙氣淨化袋式除塵器的技術要點有:
(1)合理進行氣流分布,避免濾袋被沖刷,降低設備阻力;
(2)選用高性能、低阻力過濾材料,包括P84針刺氈在內的濾袋已被較多採用;
(3)採用高強度清灰方式和高品質脈衝閥,以及合理而可靠的自動控制系統;
(4)智慧型化的清灰和卸灰控制,用以保證和穩定袋式除塵器阻力;
(5)最佳化除塵器本體設計。
袋式除塵技術的廣泛套用,有力支持了水泥行業排放標準的嚴格化,新建水泥廠粉塵排放限值為3 0~50mg/Nm3,現在這一標準將再次修訂,粉塵排放限值或進一步降低,很多地區對水泥行業的顆粒物排放限值已經降低至10mg/Nm3。
繼袋式除塵技術在大型高爐除塵獲得成功後,一大批高爐煤氣乾法除塵系統相繼建成投產。首鋼、武鋼、太鋼、寶鋼、萊鋼、包鋼、通鋼、承鋼、韶鋼等企業通過新建或改造,已實現高爐煤氣袋濾除塵。據不完全統計,全國已有超過100座高爐採用乾法袋濾除塵技術,包括2500m3、3200m3、5500m3等各種容積的大型高爐,其中最大的高爐容積為5800m3。
我國高爐煤氣乾法袋濾除塵技術有以下特點:
(1)全乾式:日本等國高爐煤氣袋濾除塵曾經處於世界前列,但目前仍並存濕式除塵系統,我國新建的高爐袋除塵系統則全為乾式,已取消濕法系統。
(2)強力清灰:除早期建設的少數系統外,都採用以氮氣為氣源的脈衝噴吹清灰技術。這從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)多種濾料:經過長期的實踐和改進,已選擇出對高爐煤氣有良好適應性的濾料。目前採用的有單一纖維濾料,例如芳綸針刺氈;也有複合針刺氈濾料,以玻纖為主,分別混以芳綸或P84纖維。
(4)氣力輸灰與灰罐車運送:各箱體收集的粉塵通過氣力輸送集中至大灰倉,以氮氣為輸送介質。若以煤氣為介質,氣、固分離後淨煤氣返回低壓管網回收。大灰倉的粉塵以負壓吸送方式進入罐車外運。
高爐煤氣袋濾除塵的優點有:
(1)除塵效果好,淨煤氣含塵量低於5mg/Nm3;
(2)淨煤氣溫度提高,且含水量減少,使煤氣熱值增加,從而顯著提高鼓風溫度和生鐵產量;
(3)能充分回收煤氣的能量,余壓發電量提高30%~50%;
(4)杜絕了煤氣洗滌廢水的產生,避免了污水和污泥處理;與濕法相比,乾法節地40%~50%,節水80%~90%,節省投資30%~40%,節省運行能耗70%~80%。
在鋼鐵生產的其他工序,袋式除塵技術的套用比例達到95%。小型和大型燒結機都有成功套用的實例,在役的電除塵器被改造為長袋低壓脈衝袋式除塵器,採用滌綸針刺氈,過濾風速1.1m/min,粉塵排放濃度≤30mg/Nm3,設備阻力≤700Pa。
生活垃圾焚燒煙氣除塵具有以下難點:
(1)煙塵危害大,污染控制要求嚴格。特別是要嚴格控制二英的排放濃度,顆粒物的排放濃度宜低於10mg/Nm3。
(2)煙氣含濕量高,露點溫度高。我國某些垃圾焚燒廠的煙氣含濕量最高達到60%,甚至更高。露點溫度超過140℃,極易導致除塵系統的腐蝕和堵塞。
(3)煙氣的高溫和低溫互動出現。
(4)煙塵具有較強的吸濕性。脫酸生成物主要是CaCl2和CaSO3等,屬易吸潮的物質,容易堵塞濾袋、灰斗和管道。
(5)煙塵顆粒細,密度小。這給清灰和卸灰帶來困難。
(6)煙氣腐蝕性較強,對設備的防腐措施提出了較高要求。
最近10年中,袋式除塵器技術已經較好地適應了垃圾焚燒煙塵條件,成功克服了上述難點。一些系統的顆粒物排放濃度為2.3~4.0mg/Nm3,二英排放濃度為0.018~0.040ngTEQ/Nm3,設備阻力穩定在1300~1800Pa範圍內,濾袋壽命可達3年以上。
清灰方式選擇強力類型,即脈衝噴吹清灰方式。對氣源進行嚴格的脫水除油處理。
根據煙塵特性,濾料有多種選擇。通常有PTFE、玻纖和玻纖+PTFE混紡濾料等。由於國產PTFE纖維質量提高和價格適中,最近幾年趨向於純PTFE針刺氈,濾袋壽命顯著延長。濾袋框架採用有機矽噴塗和不鏽鋼(316L)製作。對箱體和管道以及附屬設備進行嚴格的保溫。加強溫度和阻力監控,加強對除塵器重要部件的工況監視,保證袋式除塵器正常工作。
許多企業已不滿足對袋濾除塵技術的一般的了解,多種試驗裝置的建立,是深化對袋濾除塵技術認識的途徑之一。以前僅在少數院校才有的試驗裝置,現在許多生產企業開始建設。據不完全統計,有以下類型的試驗裝置。
2.7.1 噴吹裝置試驗台
多家主機生產企業建立了這類試驗台。可進行:脈衝閥優選試驗;超過8~12m長濾袋清灰效果試驗;大於4英寸脈衝閥為20條以上濾袋清灰的試驗;清灰氣流沿噴吹管和沿濾袋分布規律的試驗;脈衝閥與濾袋合理匹配的試驗等等。
2.7.2 脈衝閥性能試驗台
該試驗台設有標靶,並在標靶上安裝壓力感測器和加速度感測器,令受試脈衝閥噴吹標靶,以比較不同結構、不同尺寸脈衝閥的性能。計算機直接列印出脈衝閥的壓力波形、加速度波型和關鍵數據。該試驗台可比較脈衝閥產品的性能,也可進行新脈衝閥的研製和試驗。
2.7.3 脈衝閥膜片破壞性試驗台
可以同時對多個不同尺寸和結構的脈衝閥進行膜片壽命試驗。以壓縮空氣為動力,在額定壓力下脈衝噴吹,直至膜片破損,從而檢驗膜片實際使用壽命。
2.7.4 脈衝閥流量係數試驗台
以羅茨風機為動力,在連續穩定流條件下測試脈衝閥的流量係數。可進行壓力0.1MPa以下的試驗。
2.7.5 袋式除塵試驗台
相當於袋式除塵器試驗模型,可模擬某些運行條件,進行除塵效果、設備阻力、清灰周期等參數的試驗,以確定除塵器的合理結構、主要部件等。
2.7.6 濾料動態過濾性能試驗台
利用一定規格的試驗粉塵,在規定的過濾風速下,經一定次數的容塵、清灰,測定濾料的動態濾塵性能和濾料的殘餘阻力與VDI對標接軌。
2.7.7 氣流分布試驗
按照一定比例建立縮小的除塵器模型,進行除塵器氣流分布的試驗,以獲得氣流分布裝置的合理結構、尺寸和風速。
2.8 失效濾袋處理技術
針對袋式除塵器濾袋的兩種失效現象,推出了相應的處理技術。
2.8.1 糊袋處理
解決糊袋問題的設備是移動清灰儀及配套的現場測試設備。清灰操作在現場進行,清除濾袋錶面的粉塵結塊,降低阻力,從而使濾袋恢復使用功能,並降低用戶的運行成本。
這種清灰儀的主體是裝有一個脈衝閥的小型氣罐,脈衝閥的輸出管道外面裝有圓形蓋板。空壓機通過軟管向氣罐輸入壓縮空氣。操作時,將脈衝閥的輸出管從待清灰濾袋的上口插入,圓形蓋板將袋口蓋嚴,在脈衝閥開啟的瞬間,壓縮空氣噴入濾袋,濾袋外表面的粉塵被清落,濾袋的透氣性得以增加。逐個對濾袋進行此操作,直至全部濾袋得以清灰。
2.8.2 “灌腸”濾袋處理
利用射流氣動原理,將出現“灌腸”濾袋內部的粉塵清理出來,使其恢復工作能力,從而減少報廢的濾袋數量。這種裝置被稱為“吸灰槍”。其核心部件是一個小型的引射器,壓縮空氣入口設有球閥。吸灰槍具有吹、吸兩種型式,將引射器的出口或入口分別接至待清灰的濾袋,便可形成“吸灰”或“吹灰”兩種工作模式。
根據濾袋的尺寸和積累粉塵的情況,吸灰槍的動力強度可以調節。
綜上所述,經過袋式除塵行業幾代專家和工程技術人員的不懈努力,最近十年中國袋式除塵器的設計、製造、控制、濾料和配件技術都取得了顯著的進步,但仍然還有很多工作要做,還需要繼續努力。
2.9 廢棄濾袋的回收利用
隨著袋式除塵器在各行業大量推廣套用,每年更換下來各種材質的廢棄濾袋也不斷增加,有研究機構已經在分行業研究這些廢棄物的處理和回收利用;妥善處理這些廢棄物的技術是袋式除塵行業要儘快解決的問題。
3 袋式除塵技術的套用
袋式除塵器現已廣泛套用於冶金、有色、電力、機械、建材、化工、輕工、糧食加工等諸多行業。根據近年來
的統計分析,預計到“十二五”末,我國袋式除塵器行業的總產值可達到250億元左右,各種濾料達到1億m2(見圖1)。
3.1 在鋼鐵行業的發展
“十一五”期間,我國鋼鐵生產規模持續快速擴大,粗鋼產量由3.56億t增長到5.77億t,年均增長12.9%,超過我國“十一五”期間GDP年均11.2%的增速,生鐵及粗鋼產量已經穩居世界第一。2011年我國粗鋼產量6.2億t,產能7.2億t。
為保證鋼鐵工業的健康發展,發改委、工信部、財政部等十部委聯合下發了《關於抑制部分行業產能過剩和重複建設引導產業健康發展的若干意見》,針對鋼鐵行業特別提出“重點支持有條件的大型鋼鐵企業發展百萬千瓦火電及核電用特厚板和高壓鍋爐管、25萬千伏安以上變壓器用高磁感低鐵損取向矽鋼、高檔工模具鋼等關鍵品種。加快淘汰強度335兆帕以下熱軋帶肋鋼筋,推廣強度
400兆帕及以上鋼筋,促進建築鋼材升級換代”,這將有利於大型鋼鐵企業發展。受此影響,技術含量和裝備水平較高的袋式除塵器企業將有機會參與鋼鐵行業結構調整帶來的機會,分享鋼鐵行業新增的市場需求。
“十二五”期間,在國家節能減排政策和環保產業政策的推動下,高爐煤氣乾法袋式除塵設備市場將繼續保持穩定增長,進一步推廣和採用高爐煤氣乾法袋式除塵系統。
3.2 在燃煤電廠的發展
2011年全國新增發電裝機容量9041萬kW,年底全國發電設備容量10.56億kW。到2012年全社會用電量將達到5.14萬億kW・h,發電總裝機容量11.4億kW左右。我國以煤炭為主的一次能源結構,決定了在今後相當長的一段時期內火力發電都將是我國電力生產的主要方式,“十二五”期間,電力裝機有望每年增加1億kW。新增燃煤電廠的快速發展給袋式除塵器行業的快速發展帶來很好機遇。
目前我國火電行業袋式除塵器的套用比例還比較低,如果按照“十二五”期間火電行業袋式除塵器套用比例達50%計(含電袋),袋式除塵器在燃煤電廠使用還有很大空間。
3.3 在水泥行業的套用
“十一五”期間,中國水泥產量年均增長11.9%。其中,2010年全國水泥產量達到18.8億t,根據國家發改委最近公布的數據,2011年全國水泥產量為20.6億t,同比增長16.1%;中國水泥協會預測2012年全國水泥產量達到25億t。“十二五”期間,全國水泥消費量的最高值將達到24億t/a。
根據《水泥工業“十二五”發展規劃》,“十二五”期間,隨著經濟發展方式加快轉變,國內市場對水泥總量需求將由高速增長逐步轉為平穩增長,增速明顯趨緩,但水泥基材及製品發展加快。預測水泥年均增長3%~4%,2015年國內水泥需求量為25億t左右。企業兼併重組步伐加快,大企業快速成長。2011年熟料產量過千萬t的水泥企業有22家,合計產量5.4億t,占水泥熟料總產量的45.8% ,其中有2家產量超過1億t。前10家企業水泥產量4.7億t,占水泥總產量的25.3%(如圖2所示)。規劃明確提出“推廣高效減排技術與裝備,重點推進氮氧化物治理,削減大氣污染物排放總量”,水泥企業集中度的提高有利於袋式除塵技術的推廣套用,也保障了未來袋式除塵器在水泥行業內的發展空間。當然,只有袋式除塵行業中有實力的企業才有機會參與水泥行業的市場。
3.4 在垃圾焚燒的套用
目前我國面臨較大的城市垃圾處理的壓力。根據國家環保部預測,2010年我國城市垃圾年產生量將為1.52億t,2015年和2020年將分別達到1.79億t和2.1億t。垃圾焚燒發電與其它城市垃圾處理處置方法相比具有以下獨特的優點:減容效果好,焚燒處理可以使城市垃圾的體積減少80%~90%;消毒徹底,高溫燃燒可以使垃圾中的有害成分得到完全分解,並能徹底殺滅病原菌,尤其是對於可燃性致癌物、病毒性污染物、劇毒性有機物等幾乎是唯一有效的處理方法;減輕或消除後續處置過程對環境的影響,可以大大降低填埋場浸出液的污染物濃度和釋放氣體中的可燃及惡臭成分;有利於實現城市垃圾的資源化,垃圾焚燒產生高溫煙氣,其熱能被廢熱鍋爐吸收轉變為蒸汽,可以用來供熱或發電,處理效率高;焚燒廠占地面積小,節約大量土地資源。
國家發改委發布的《中國應對氣候變化國家方案》明確指出:鼓勵“在經濟發達、土地資源稀缺地區建設垃圾焚燒發電廠”;“大力研究開發和推廣利用先進的垃圾焚燒技術,提高國產化水平,有效降低成本,促進垃圾焚燒技術產業化發展”。
根據《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2001)第7.3條規定:生活垃圾焚燒爐除塵必須採用袋式除塵器。因此國內垃圾焚燒爐包括危險廢棄物和醫療廢棄物焚燒爐都採用袋式除塵器。根據規劃,“十二五”期間,我國東部經濟發達地區和人口密集區垃圾焚燒處理率不低於50%,中西部地區不低於25%。因此,“十二五”期間焚燒垃圾的比例將進一步提升。2011年11月,國家環保部出台了《生活垃圾焚燒污染控制標準(徵求意見稿)》,進一步嚴格垃圾發電行業的尾氣排放標準,國內標準與歐美國家的差距在縮小。隨著民眾關注度越來越高,未來垃圾焚燒發電行業尾氣淨化領域將會發展為一個成熟的行業,從方案設計、設備製造到施工和運營將逐漸走向專業化運作,因此為垃圾焚燒行業尾氣淨化配套的袋式除塵器主機、濾料均會有大的發展,將成為袋式除塵器需求的新增長點。
3.5 在有色金屬冶煉行業套用
近幾年來,我國有色金屬產業迅速發展,生產和消費規模不斷擴大,目前已成為全球最大的有色金屬生產和消費國。有色金屬行業的快速發展促進了對有色金屬冶煉行業的投資,我國有色金屬冶煉及壓延加工業固定資產投資額總體保持快速增長,年複合增長率達40.19%。有色金屬冶煉行業的快速發展帶動了對袋式除塵器的需求。
國務院通過的《有色金屬調整振興規劃》,提出穩定和擴大國內市場,以控制總量、淘汰落後產能、加強技術改造、推進企業重組為重點,推動有色金屬產業結構調整和最佳化升級,促進有色金屬產業可持續發展的總體指導思想。同時提出加快技術改造,提高工藝裝備水平和產品質量,增加產品品種,降低資源和能源消耗。積極落實國家擴大內需措施,改善產品結構,增加有效供給,滿足電力、交通、建築、機械、輕工等下遊行業對有色金屬產品的需求。適應航空航天、國防軍工、高新技術等領域的需要,大力開發新產品和新材料,培育新的消費增長點,穩定和擴大國內市場。上述措施對保障有色金屬行業持續健康發展起到了有力的促進作用。我國有色金屬產業結構調整以及內需刺激政策將給袋式除塵器行業帶來新一輪的增長機遇。
4 袋式除塵行業的發展
目前,國內的袋式除塵行業以小型企業居多,集中度不高,不少企業在低水平上重複,彼此低價競爭,影響了產品質量的提高、技術的進步和行業的健康發展。袋式除塵行業的進一步發展,面臨著重新洗牌,企業重組聯合的局面,有實力的企業上市融資,有利於這些企業在行業內整合資源、併購重組,擴大行業集中度。
4.1 主要企業的經營
2011年,袋式除塵行業基本出現了較具品牌優勢的企業。在這些骨幹企業中,無錫東方環境、江蘇科林、天澄環保、江蘇瑞帆、上海凌橋主要服務於鋼鐵行業;江蘇新中、浙江菲達、浙江潔達、福建龍淨、武漢凱迪、清華同方主要服務於電力行業;合肥水泥院、天津仕名、河南中材、浙江潔華主要服務於水泥行業。這些企業年產值都在億元以上,企業規模已進入我國中型企業的範疇。其中龍淨、菲達、科林環保、三維絲、安徽盛運和際華集團已是上市公司,袋式除塵行業中還有一批企業正在成長,準備上市。
濾料、配件生產的骨幹企業主要有:廈門三維絲、撫順恆益、南京三五二一、上海凌橋、上海博格、中材科技、上海大宮、上海袋式除塵配件、上海尚泰環保配件、蘇州協昌等。
4.2 國內國際競爭力分析
我國袋式除塵行業2011年出口有所增長,中鋼天澄環保科技股份有限公司、河南中材環保有限公司、江蘇科林集團、合肥水泥研究設計院、浙江潔華控股公司、西礦環保科技有限公司、安徽盛運環保設備有限公司配套出口都在增長,骨幹企業所創造的出口產值占行業80%以上。有些公司除配套出口外,還承接國外除塵總承包項目。
4.3 行業發展存在的問題
袋式除塵行業從絕對產值而言仍很弱小,與我國的經濟發展規模遠遠不相適應。我國鋼鐵、水泥、有色金屬產量都居世界第一,其他一些行業的產量也在全球名列前茅。這些都是工業煙塵和粉塵污染嚴重的產業。我國煙塵和工業粉塵、二氧化硫等有害氣體的排放也居世界前列,由此來看,包括袋式除塵在內的我國環保產業還有很大的發展空間,袋式除塵將起到舉足輕重的作用。
4.3.1 袋式除塵行業的發展需要國家的支持
國家前幾個五年計畫期間,曾將袋式除塵技術和電除塵技術的研究開發列入國家攻關計畫,安排了不少重點項目,對除塵技術和產業的發展起了極大的推動作用。改革開放後是袋式除塵技術大發展時期,研究開發主要是對引進技術和設備進行消化、移植,並部分創新,袋式除塵技術和裝備才有今天這樣的局面;當前,國家提出了更嚴格的環保要求,PM10、PM2.5、二英、汞等的控制均對袋式除塵技術提出了新要求,技術創新和新產業仍然需要國家在財力、稅收優惠等方面的扶持和支持。
4.3.2 袋式除塵行業需要不斷技術創新,推出具有自主智慧財產權的技術和產品
在技術創新方面,鑒於企業目前的實力仍不夠強,單靠企業自己的力量難以實現預期的目標,仍然需要有關部門予以大力支持。袋式除塵行業將根據國家環保形勢和國內實際情況,組織相關高校、科研機構、企業構建團隊,加強向國家有關部門進行科研立項的工作,提高企業的自主創新能力。
4.3.3 進一步提高產品質量,增加競爭力,打造名牌產品,擴大國內外市場份額
目前袋式除塵行業還以小微企業居多,集中度不夠。很多企業的設備水平和管理水平較低,企業的生產規模不大和產值不高,在高端市場還沒有形成很強的競爭力,這種現象在濾料生產企業中尤為突出。繼續為袋式除塵行業的骨幹企業提供技術諮詢,繼續培養骨幹企業,加大產業化的力度,促進骨幹企業做大做強。支持推動行業內有條件的企業併購重組,提高產業集中度。積極打造國內、國際品牌,繼續參與國際間的技術交流和鼓勵有條件的企業走向國際市場。
4.3.4 其它
袋式除塵行業標準不完善,包括覆膜、塗膜濾料標準,兩種及兩種以上纖維的複合濾料標準。新技術和新產品不斷出現,規範和標準的現狀已經滿足不了行業的發展需求。袋式除塵器產品標準體系尚未完善,多部委、多途徑同時申報的現象突出,局面混亂,沒有做到歸口管理。針對目前這種狀況,鼓勵有條件的企業參與國家和各部委的規範、標準制定。
繼續與其它行業聯合,把本行業的先進技術和產品推向更廣闊的市場,擴大袋式除塵技術的套用領域。為進一步推進國內外袋式除塵企業與其它行業用戶間的交流與合作搭建最具實效的對話平台,使袋式除塵企業與用戶單位更緊密地接觸交流、彼此了解、共同探討和發展袋式除塵產業。
5 行業發展展望
5.1 淨化微細粒子的技術和裝備
袋式除塵器雖然能夠有效捕集微細粒子,但以往未將微細粒子的捕集作為技術發展的重點。面臨國家針對微細粒子控制標準的提高,袋式除塵技術需要進一步提高捕集效率、降低阻力和能耗。針對PM2.5超細粉塵的捕集,要研究和開發主機、超細纖維和濾料、測試及套用技術。
5.2 淨化有害氣體的技術和裝備
特別應當研究和開發垃圾焚燒尾氣處理用去除有毒有害氣體和除塵一體化系統,以及去除重金屬的技術和裝備。
5.3 開發新的套用領域
鐵礦燒結機的機頭煙氣採用“ESP+CFB+BF”組合的脫硫除塵一體化處理技術,已有成功套用的實例,應擴大在燒結機頭煙氣脫硫除塵系統的套用。
5.4 降低袋式除塵器的能耗
袋式除塵器在降低阻力方面已經取得很大的進步,但從“節能減排”的大目標,以及今後袋式除塵器越來越廣的套用局面考慮,仍需加強研究,以進一步降低袋式除塵器的阻力和能耗。
5.5 濾料纖維的開發研究
我國耐高溫濾料纖維的開發和生產雖取得一些進展,但質量與國外產品尚有不同程度的差距,特別是聚醯亞胺、PPS和PTFE纖維,目前市場主要還是由國外企業所控制。
5.6 研發超高壓袋式除塵技術
水煤氣行業正向高壓制氣方向發展,壓力越高,產氣率越高。國內正建設工作壓力0.6~1.0MPa的制氣系統,隨後的目標是建設壓力 3~4MPa的制氣系統。能適應這種高壓的袋式除塵技術和裝備,是亟待研究的課題。
5.7 提高脈衝閥的質量和性能
脈衝噴吹是我國袋式除塵器目前主要的清灰方式,其主要部件是脈衝閥。但長期以來,國內大型和重要的袋式除塵項目的脈衝閥市場,還仍是被國外企業所控制。
客觀而言,我國脈衝閥的噴吹性能(即清灰性能)不亞於國外產品,某些指標甚至優於國外產品。但我國的脈衝閥早期存在膜片壽命較短的缺點,有的零件質量(包括材質)不夠好,從而導致脈衝閥性能不穩定。現在的脈衝閥雖然有很大進步,但與國外產品仍有差距。加上在用戶中未能建立信譽以及企業競爭力等原因,因而國產脈衝閥一直未能占領主要的市場。