煤炭是我國主要能源之一，目前我國煤炭生產(chǎn)與消費(fèi)量均居世界首位川。2008年，煤炭能源總生產(chǎn)量約為20億噸，占能源生產(chǎn)總量的比重的76.8%，而煤炭的消費(fèi)總量達(dá)29.8億噸，占總能源比重的70.3%，比2007年增加4.3。工業(yè)煤炭消費(fèi)量28.0億噸，比2007年增加5.3。其中，工業(yè)煤耗中燃料煤消費(fèi)量為20.0億噸，原料煤消費(fèi)量為8.0億噸;生活煤消費(fèi)量1.9億噸，比上年增加2.1。由于我國逐步推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，穩(wěn)步實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，工業(yè)煤炭消費(fèi)量同比依賴性逐漸下降，同時(shí)由于我國生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長(zhǎng)，各行業(yè)對(duì)煤炭的需求量也在逐漸增，因此我國煤炭的消費(fèi)比重基本上穩(wěn)定在70%左右。“十一五”期間，我國能源的消費(fèi)增長(zhǎng)較“十五”期間略有減慢，但年均能源消費(fèi)總量基本上仍以6%的速度增長(zhǎng)，尤其是有2006年和2007年，能源消費(fèi)年均增長(zhǎng)量高達(dá)8.8%和7.8。能源的消耗特別是煤的消耗己成為我國要的人為城市污染[f210 影響我國城市空氣質(zhì)量的主要污染物是顆粒物和SOZ f3}, 2009年全國環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)指出f}l，全國重點(diǎn)城市空氣質(zhì)量為三級(jí)的城市有32.7，其中可吸入顆粒物年均濃度不達(dá)標(biāo)的城市占15.7 } , 2009年全國重點(diǎn)城市的可吸入顆粒放年均濃度約為0.09m留耐。2009年我國工業(yè)氣中要污染物產(chǎn)生量為:二氧化硫4345.42萬噸，煙塵48927.22萬噸，氮氧化物1223.97萬噸，粉塵14731.49萬噸。而工業(yè)廢氣中主要污染物排放量為:二氧化硫2119.75萬噸，煙塵982.01萬噸，氮氧化物1188.44萬噸，粉塵764.68萬噸。其中形成可吸入顆粒物的污染物主要為工業(yè)煙塵與工業(yè)粉塵。其中工業(yè)煙塵排放量居前幾位的行業(yè):電力熱能的生產(chǎn)以及供應(yīng)業(yè)314.62萬噸、非金屬礦物制品業(yè)271.68萬噸、黑色金屬的提取冶煉和相關(guān)金屬壓延加工業(yè)97.73萬噸、化工產(chǎn)品加工業(yè)78.81萬噸、造紙業(yè) 29.83萬噸、農(nóng)副食品產(chǎn)品加工業(yè)26.29萬噸。上述6個(gè)行業(yè)煙塵排放量合計(jì)占工業(yè)源煙塵排放量的83.4%。工業(yè)粉塵排放量居前幾萬噸、石油成品加工、煉焦以及核燃料再生產(chǎn)業(yè)59.51萬噸、木材加工業(yè)和手工藝制品業(yè)55.72萬噸。上述4個(gè)行業(yè)粉塵排放量合計(jì)占工業(yè)粉塵排放量的69.6%。其余主要為生活污染源與機(jī)動(dòng)尾氣，其中生活污染源產(chǎn)生的總顆粒物為183.51萬噸，機(jī)動(dòng)車尾氣產(chǎn)生的總顆粒物59.06萬噸，表1.1顯示了2009年全國各行業(yè)粉塵污染物的排放量。    據(jù)2009年中國環(huán)境狀況公報(bào)的統(tǒng)計(jì)[[4]，全國612個(gè)城市開展了環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)(圖I.I )，其中達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市26個(gè)(占4.2 % )，達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市479個(gè)(占78.3 % )，達(dá)到三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市99個(gè)(占16.2，劣于三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市8個(gè)(占1.3})。全國地級(jí)及以上城市環(huán)境空氣質(zhì)量的達(dá)標(biāo)比例為79.6，縣級(jí)城市的達(dá)標(biāo)比例為85.6。地級(jí)及以上城市空氣質(zhì)量達(dá)到國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市占3.7%，二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的占75.9%，三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的占18.8%，劣于三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的占I .6%。可吸入顆粒物年均濃度達(dá)到或優(yōu)于二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市占84.3%，劣于三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的占0.3。在113個(gè)被重點(diǎn)保護(hù)環(huán)境的城市空氣質(zhì)量比上一年有所提高(圖1.2)，空氣質(zhì)量達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市占0.9%，達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的占66.4%，達(dá)到三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的占32.7%。和上一年相比，大中城市的達(dá)標(biāo)率上升了9.8個(gè)百分點(diǎn)(圖1.3)0    大氣中的顆粒物主要來源于污染源的排放，煙塵的主要排放源是火電廠和工業(yè)鍋爐，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，在排放的顆粒物污染中，有60%顆粒物污染來自于化石燃料燃燒f}l其中以煤燃燒產(chǎn)生的顆粒污染最多，2009年我國己投運(yùn)3億多千瓦燃煤電廠脫硫機(jī)組，新增燃煤電廠脫硫裝機(jī)容量5000萬千瓦以上[6]，使得能源的需要量增大，并且火電廠煤種的變化很大，燃料煤的灰份與揮發(fā)份較高，煙塵中存在很多懸浮顆粒物。除此之外的顆粒污染源主要來自生活排放，如機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的黑煙、生活燃煤黑煙、材料加工碾磨塵、機(jī)動(dòng)車行駛揚(yáng)塵以及大風(fēng)揚(yáng)塵等f}l，這些都源分布分散，污染量小，所以生活中產(chǎn)生的煙塵一般不在處理考慮范圍內(nèi)。1.1.2工業(yè)窯爐黑煙顆粒物 燃煤工業(yè)窯爐黑煙主要由炭黑、粉塵SOS, NOx等污染物組成Ih-yl，其中炭黑與粉塵以懸浮顆粒物的形式被排放到大氣中，一般來說它們的粒徑范圍是0.1-100ymo1.1.2.1炭黑    炭黑是在高溫缺氧的情況下不充分燃燒而產(chǎn)生的細(xì)小固體顆粒，粒度十分微小，其粒徑一般在0.01-1 }m之間，在隨煙氣排放過程中以黑色氣溶膠的形式存在，其單顆粒呈球狀，在空氣中不容易沉降下來。    燃料煤中一般含有5-50%的灰分，灰分不能燃燒，大部分以固體塊狀或粒狀的灰渣的形式存在，另外一部分由于粒度較小，以飛灰的形式排放于氣中，其粒徑一般在1-100 }m之間，由于,10 }m的顆粒物易于沉降，所以在大氣中的含量較少，一般c 10 }m的顆粒物所占飛灰的80%顆粒為無規(guī)則形狀，其顆粒易于捕集。3顆粒污染物的主要危L匕于懸浮顆粒物不易從大氣中沉降下來巨粒徑較大，所以它對(duì)人體危’:弓最大，當(dāng)這些顆粒物被吸入到肺n卜，戶，會(huì)莊川，泡「!，沉降井累積，引起肺Jl-}一的硬化}’(，一’,J顆粒的粒徑越小，越易被吸入呼吸道及肺葉中，這便會(huì)引起各種疾病，根據(jù)沉積顆粒粒徑同，引發(fā)的疾病種類也不相同，粒徑較大的顆粒可能引起哮喘病，而粒徑較小的顆粒能夠引起心臟病，降低免疫能力，并加速肺功能的退化[13]，因而對(duì)于老弱孕等病癥抵抗力較低的人群暴露于高塵環(huán)境中是相當(dāng)危險(xiǎn)的 同時(shí)煙氣中的炭黑進(jìn)入大氣后也增大了林格曼黑度，從而嚴(yán)重地影響了大氣的能見度，并且沉降下來的粉塵覆蓋在植物的葉子上導(dǎo)致植物法進(jìn)行光合作用[14]，逐漸枯死，而且粉塵沉降還污染環(huán)境，損害精密儀器等。1.2工業(yè)燃煤電廠煙塵過濾式除塵技術(shù)概述1.2.1過濾式除塵技術(shù)概述工業(yè)爐窯煙氣粉塵過濾式分離凈化裝置根據(jù)濾料的形式主要可以分為四種類型IS];  < 1 )膜過濾器;<2)纖維材料過濾器;<3)顆粒床過濾器和(4)織物過濾器，所有的過濾器收集顆粒時(shí)的機(jī)理大致相同，膜過濾一般是通過很多超細(xì)滲濾孔讓流體通過，而將固體顆粒物捕集在膜表面，但是也有很多超細(xì)微粒進(jìn)入或者通過這些超細(xì)微孔，因此采用膜過濾的形式一般適用于固相加載量相對(duì)較低的流體。纖維材料過濾器主要由很多細(xì)小的纖維構(gòu)成的氈狀平墊組成，并且這些細(xì)小纖維的單纖維過濾效率都很高，纖維直徑越細(xì)，過濾效率越高。過濾式除塵器運(yùn)行時(shí)，過濾材料的厚度是過濾效率與壓降的一個(gè)重要影響因素，過濾效率隨厚度增加而得到提高，但是過濾材料太厚時(shí)會(huì)導(dǎo)致過濾壓降過濾太高，而過濾器通常只能在較低的壓降下因此針對(duì)不同的過濾氣體選擇適合的過濾厚度是很關(guān)鍵的[16)0    顆粒床過濾器主要是由無數(shù)個(gè)固體小顆粒的外表面作為收集表面，因此固體顆粒床的比表面積對(duì)過濾效果也是很重要的，經(jīng)除塵過濾后的固體顆粒可以拆除后或通過脈沖反吹進(jìn)行再生處理，使之循環(huán)使用，并且固體顆粒對(duì)溫度的適應(yīng)性很好，適合于在高溫條件下使用，其中陶瓷過濾材料就屬于固化后的顆粒床過濾器。織物過濾器主要是通過一個(gè)單獨(dú)的織物層進(jìn)行過濾作為過濾介質(zhì)層，這種過濾器的過濾效率一般不太高，主要是因?yàn)榭椢锊牧现g縫隙通常要比顆粒的尺寸大，含塵氣流中的固相粒子很容易穿過織物過濾層，只有足夠的粉塵粒子被捕集到織物過濾器的表面，才能通過粉餅的過濾作用增強(qiáng)過濾效果，而當(dāng)過濾器再次經(jīng)過清灰循環(huán)時(shí)，附著在過濾器表面粉餅被清理干凈后，織物過濾器的效果又與潔凈狀態(tài)下比較相近，因此一般采用織物作為過濾器時(shí)，必須對(duì)織物的尺寸及縫隙大小進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)。.2.2陶瓷多孔介質(zhì)除塵技術(shù)概述陶瓷過濾器由于可以克服高溫的優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛。過濾器中的陶瓷過濾元件的基本材料主要是陶瓷纖維，陶瓷纖維在800 0C使用時(shí)可以保證長(zhǎng)期工作無故障出現(xiàn)，并月.在1100℃也不會(huì)因?yàn)闇囟冗^高而提前失效W10陶瓷過濾元件主要有5種形式:陶瓷編織纖維濾袋、剛性陶瓷纖維濾袋、剛性蠟燭狀陶瓷過濾單元、性陶瓷纖維過濾管、陶瓷過濾塊。陶瓷編織纖維濾袋最大的優(yōu)點(diǎn)就是沒有傳統(tǒng)的剛性陶瓷過濾管的笨重，使陶瓷過濾器的拆裝轉(zhuǎn)移都變得很便捷，而且新一代產(chǎn)品NextelTM312陶瓷編織纖維袋可耐800 0C，但這種過濾元件最大的問題就是在拆裝轉(zhuǎn)移時(shí)容易脆斷。剛性陶瓷纖維濾袋耐溫可達(dá)8500C，并且厚度較薄而且剛性較好。剛性蠟燭狀陶瓷過濾單元抗化學(xué)腐蝕性能好，并且有很好的耐熱與抗壓性，使得陶瓷過濾器在運(yùn)行條件惡劣的情況下也不易遭到破壞。剛性陶瓷纖維過濾管在高壓的噴吹作用下更能抗壓。陶瓷過濾塊的凈化效率高、過濾阻力小、清灰徹底、使用壽命長(zhǎng)，但其價(jià)格較貴，隨著陶瓷過濾器的應(yīng)用，該管的價(jià)格日趨便宜。 陶瓷過濾器的設(shè)計(jì)都是基于陶瓷濾管在花板上的排列組成一個(gè)總成，根據(jù)陶瓷濾管總成的層數(shù)、氣流進(jìn)出口位置的布置以及一些結(jié)構(gòu)尺寸的特點(diǎn)，很多國際公司生產(chǎn)了一些特殊的陶瓷過濾器C}8)01. 2. 2. 1西屋陶瓷過濾裝置西屋陶瓷過濾裝置的主要特點(diǎn)是四組串掛陶瓷過濾元件總成組，每組串掛總成組有三層多孔陶瓷過濾元件總成，每組總成的陶瓷過濾管均布在花板上，所有的串掛總成組共用一個(gè)氣室，氣體從下部進(jìn)氣。該裝置的特點(diǎn)是過濾效率高，設(shè)備檢修維護(hù)方便，并且適合于大風(fēng)量的氣體過濾過濾串掛總成可旋轉(zhuǎn)，檢修人員站在檢修平臺(tái)上即可進(jìn)行檢修。1.2.2.2蘇馬契爾陶瓷過濾裝置蘇馬契爾陶瓷過濾裝置有很多過濾元件總成均勻分布在一個(gè)總體花板上，每個(gè)過濾元件總成中的陶瓷過濾管均勻分布在總成的花板上，進(jìn)氣口用一個(gè)很有特點(diǎn)為的U型文氏風(fēng)管將含塵氣流引入到陶瓷過濾管總成的附近，脈沖反吹通過每個(gè)總成內(nèi)部將脈沖壓力輸送到每根陶瓷管上粉塵經(jīng)反吹后一起落入大灰斗。該裝置的特點(diǎn)是用一根U型文氏風(fēng)管將氣流稱地分布在過濾裝置氣室的兩側(cè)，并且下行式輸送粉塵更方便，并且單花板的設(shè)計(jì)使得維修更加方便，其主要缺點(diǎn)是在既定的殼體內(nèi)裝置的直徑內(nèi)無法達(dá)到過濾單元數(shù)的最大化。