自治区重点研发计划项目

自治区重点研发计划项目

高效布袋除尘系统的研发及应用

1、主要研究内容和预期研究成果

高效布袋除尘系统的研发及应用主要针对传统布袋除尘设备在实际应用过程中存在的风速不均匀、冬季滤袋易结露、旁路废气直接排出、灰库压力不平衡等问题，采用旋转下进风、加装挡风装置、设计旁通烟道过滤、运用灰库压力平衡及过滤等技术，对设备进行技术改进。

项目研发申请实用新型专利2项，发明专利2项，并先后拿到专利证书。项目研发成功投入使用后，可使烟尘排放浓度最低可达10.7mg/m3；除尘效率达到99.9%；比国家标准50mg/m3降低了近4倍，滤袋寿命从原来的不足1年延长到3年以上。据测算，如果将该项研发技术运用到20吨燃烧锅炉中，年可实现减少烟尘排放量约3748吨，可节约排污费113.2万元，年节约运行成本及费用约40余万元。

2、项目意义

近年来城市进程和工业化进程不断加快，人民生活水平迅速提高，环境污染日益严重。所产生的环境与社会问题，已成为制约我国城市发展的瓶颈问题之一。而布袋除尘技术成为了控制粉尘污染的主要选择。可大大降低尾气中含尘量，充分利用余热，使净化后的废气可以再利用，还具有节水、节电等其他节能环保等优点。由于其具有

除尘效率高、成本低、污染小的优势，目前国内外大型钢厂、化工厂、火电厂等均已配套或正在改建布袋式除尘设备。因此，做为大气除尘环保企业，研制高效率、创新型布袋除尘技术，打造高新技术企业，就成我们企业发展的方向。

根据《自治区“十三五”科技创新发展规划》我公司研制的高效布袋除尘项目的实施符合节能环保产业领域——节能环保设备产业发展规划，加大大气污染综合治理力度，减少大气污染物排放，大力推进燃煤电厂超低排放升级改造、重点行业的多种污染物高效脱除技术，加快电袋除尘器等设备和技术的研发与产业化发展的要求，符合国家《产业结构调整指导目录》的产业政策，布袋除尘器将在国内外市场上有广阔的畅销空间，发展前景良好，潜力巨大，因此项目的建设是十分必要的。

项目的研制及应用能够有效地促进当地经济发展，提供200余个就业机会，有力促进银川市永宁县经济发展。

二、国内外布袋除尘技术现状和发展趋势

在美国，袋式除尘器已经在电站应用了几十年。美国的袋式除尘器采用的滤袋通常有聚丙烯纤维、聚酯纤维等。为了得到性能优越、使用寿命长的滤料，美国人不仅在滤料结构上做了深入的研究，还对滤料的处理做了大量研究。美国在发展袋式除尘器中，不断完善结构，改进零部件（如挂钩、骨架等），还采用了一些新技术。例如用以加强清灰的声波发生器、滤袋的预涂层技术、含尘烟气的调质技术、漏袋检测技术等。在澳大利亚，袋式除尘器目前有三种。一是采用低气

布比的离线振动式。二是采用高气布比的中压脉冲式，使用固定喷吹管。三是采用高气布比的低压脉冲式，使用旋转喷吹管。由于除尘器排出的粉尘浓度低，可低收至50mg/Nm3甚至50mg/Nm3，所以澳大利亚电厂锅炉全面采用袋式除尘器来净化烟气。此外，袋式除尘器的结构简单，维护方便；其排出的粉尘浓度不受其比电阻、浓度、粒度等粉尘性质的影响；可以除去飞灰中所含的金属微粒；采用的分室结构可轮换检修，不影响电厂运行。在日本，主要由两类袋式除尘器在使用，反吹风袋除尘器和脉冲喷吹袋除尘器。虽然日本的袋除尘技术比较先进，但仍然在不断的改进和提高。

进入二十一世纪，随着我国水泥、钢铁、电力行业的快速发展，在节能减排中，袋式除尘技术发挥着举足轻重的作用。我国的袋式除尘技术也显著提高，袋式除尘器的设计选型开始追求优良的节能减排效应，要求高效、低阻、长寿命。同时袋式除尘设备开始大型化，处理烟气量超过200万的设备越来越多。目前，在袋除尘器行业内，已经开始对超净排放技术、智能控制检测和应急处理技术、粉尘与有害废气协同处理技术、高温除尘技术、废旧滤袋处理技术、新滤料研发等方面进行研究，有些方向已经取得了突破和成果。

尽管袋式除尘技术和产业化发展很快，但仍很弱小，与我国的需求不相适应。从长期来看，我国的政策环境有利于袋式除尘行业的发展，例如：目前由发改委和环保部联合发布的《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录（2017版）》，将电袋复合除尘设备、工业炉窑烟气脱硫装备纳入鼓励领域，并增加了一批具有自主知识产权、有较

高技术含量的设备作为鼓励发展重点。

袋式除尘器产业发展迅速，已经取代电除尘器成为市场主流，我

国的袋式除尘技术也会必将会取得更大的进步。所以根据近两年市场

容量状况预计未来两年里袋式除尘行业的市场容量为180亿——200

亿，预计利润40——50亿左右。

三、项目目标(项目目标的涵盖范围要与项目名称相对应；确立的项目目标应能切实支撑项目立项的意义；目标应该明确具体，便于考核；其目标在计划实施周期内能够完成。)

高效布袋除尘系统研发应用项目申请实用新型专利2项，发明专利2项。预计项目研发投入使用后，可使烟尘排放浓度最低可达10.7mg/m3；除尘效率达到99.9%；比国家标准50mg/m3

降低了近4倍，滤袋寿命从原来的不足1年延长到3年以上。据测算，如果将该项研发技术运用到20吨燃烧锅炉中，年可实现减少烟尘排放量约3748吨，可节约排污费113.2万元，年节约运行成本及费用约40余万元。

项目应用的两项实用新型专利已于2016年8月取得，2项发明专利分别于2016年和2018年7月获得授权证书。

四、项目主要任务(主要包括研究重点与开发内容，项目、人才、基地统筹计划，技术关键、技术难点、创新点。其内容应与项目目标有直接对应的支撑关系，为实现项目目标所应进行的重点研究内容不应有遗漏，也不应包括与项目目标关系度不大的内容。)

（一）项目研究重点与开发内容

1、旋转下进风式除尘技术应用的研究

利用反吹风反清灰技术和旋转下进风方式改进除尘器，解决滤袋寿命短和冬季滤袋易结露的技术难题。

2、除尘器挡风装置位置的设置及设备材料选型；

传统袋式除尘器的废气通过进风口进入滤袋由于风速较大且进风口较小因而进入过滤装置的废气分布不均，增加了设备的耗能。针对这种情况，本公司设计在汇都的进风口上方的内壁上设置挡风装置，用于改变废气进入灰斗的风向、降低风速，并且废气中的硬质颗粒物撞到挡风装置后速度降低，进而受重力作用掉落到会都中。3、旁通烟道的设计；

由于滤袋是采用纺织的滤布或非纺织的毡制成，如果废气温度过高，就会对滤袋造成损害，是滤袋的使用寿命减短。如果滤袋材料材质燃点较低，而废气的温度达到了燃点以上，就会引发火灾。公司通过研发出一种烟气达到温度上限及温度下限时走旁路技术，通过引进外界冷空气与过热废气混合，以降低废气进入过滤布袋对布袋造成的损害。

4、灰库压力平衡技术的研究；

除尘器灰斗中的粉尘通过气力输送泵输送至灰库，使灰库内的压力增大，导致粉尘浮力增大，难以下落。通过增加液力平衡观，使灰库内的压力始终与外界压力相同，使粉尘收到的福利更小，更易收

集。

（二）项目团队人员情况

（三）项目关键技术

公司成立14年来，专注于环保设备的自主研发、设计、制作和销售。近年来，公司根据市场发展需求，积极开展科技创新与新产品研发活动，高效布袋除尘系统主要从以下5个方面针对传统布袋除尘器中存在的不足进行了技术创新，大大提高了除尘效果，降低了设备的能耗。

1、对进风方式进行了技术改进

传统布袋除尘设备的进风方式为废气从箱体下方进气口直接进入袋室，再由滤袋过滤。在此过程中，大颗粒粉尘会对滤袋冲刷严重，使滤袋使用寿命较短，滤袋一般在使用八九个月至一年左右便出现破损，设备排放超标，漏灰严重。我们在原除尘器箱体下方进风口上方增加了圆筒形壳体旋转进风结构，进风口的大颗粒粉尘被旋转进风结构处理后废气就会较为均匀地进入，减少了对滤袋的冲刷损伤，可延长其滤袋使用寿命，滤袋寿命从原来的不足1年延长到3年以上。

图1 传统布袋除尘设备原理示意图

图2 圆筒形壳体旋转进风系统图

2对清灰机构的进气方式进行了技术改进

传统布袋除尘设备的清灰系统是利用设备外界空气直接进入喷吹管，这样冬季时滤袋表面就极易结露，造成滤袋堵塞。我们将清灰机构中的反吹风机与除尘器净气室连接，设备清灰时，净气室中空气进去清灰机构进行清灰，由于没有温差，滤袋不会造成结露，一年四季除尘器可平稳运行。尤其对冬季的燃煤锅炉，除尘设备一旦停止运行，除尘效率大大降低，大量烟尘排放到空气中，对环境造成很大污染。

图3 清灰机构改进图

3进风口设置挡风装置降低烟气冲力

传统布袋除尘设备因进入灰斗的废气风速较大且进风口较小，进入过滤装置的废气分布不均，导致不同滤袋吸收灰尘的差异，但定期清灰将对滤袋造成一定损伤，使设备耗能增加。我们研发了袋式除尘器及袋式除尘器挡风装置技术，获得发明专利。在灰斗进风口上方设计了挡风装置，主要为离心风叶系统，废气由进风口经过离心风叶后，风向将更接近水平方向，在竖直方向的气流较少，一方面将有效降低废气运动速度，另一方面废气分布更加均匀，较重硬质颗粒物在进风口经挡风装置碰击后，直接落入灰斗底部，不再经过滤袋过滤，大幅度降低滤袋损伤，也节约了能耗。

图4 挡风装置示意图

4对灰库压力平衡设置进行了技术改进

传统布袋除尘设备灰库通过在除尘器顶部的释放阀来释放压力，但阀门为自身重力控制闭合且无过滤装置，往往关闭过早造成灰库内粉尘难以下落，且阀门打开后会把粉尘带出去，造成环境污染。我们通过应用灰库压力平衡技术，在灰库设置压力平衡管，使灰库内外的压强保持一致，且在压力平衡管内设置过滤装置，对通过压力管外泄的废气进行过滤后再排出，保障了整体除尘效果。

5对废气达到温度上限及温度下限时的旁路设计改进

传统布袋除尘系统旁通管设置在壳体的外面，直接联通进风口与排风口，烟气温度过高过低打开旁通管时，废气直接排出造成危害环境，且占用空间。我们设计改进的旁通烟道为内置式结构，该烟道位于布袋区中间，不另占场地，结构紧凑，净气烟道与废气烟道用隔板

分割。正常工作时，旁通阀处于关闭状态，紧急状态下可在几秒钟内全部开启。在通常情况下，这种保护措施只能在烟温超限时的短时间内起到保护作用，锅炉等设备最好是尽快停运。

废气从废气入口进入混风腔，混风腔的内壁上的温度传感器实时监测入口废气温度，风道内设置挡风板，挡风板将风道分为进风腔、排风腔，排风腔设置排风口排出需要走旁路的废气，风道的下端与灰斗的上端连接，灰斗的上端还与第一过滤装置的下端连接，废气从进风腔的下端进入灰斗，然后从灰斗的上端进入第一过滤装置，废气经过第一过滤装置过滤后，从出气孔进入风道的排气腔，在出气孔上设置第一阀门，由它通过对第一盖板上控制来完成出气孔的开启与闭合。当废气达到更高温度时，在挡风板前还设置了耐高温的第二过滤装置，废气先通过第二过滤装置进入排风腔，第二阀门来控制进风腔与排风腔的连通或封闭。

新型高效布袋除尘系统广泛适用于电力、建材、冶金、化工等行业的烟气治理，尤其是对大风暴、高温度的烟气效果突出，具有除尘效率高，占地面积小，运行稳定，性能可靠，维修方便等特点。同等条件下，采用下旋风式布袋除尘新技术的设备除尘效率较原设备有较大改善，据环保部门监测数据显示，新技术使用后降尘设备出口粉尘深度由以前的50mg\m3降低到了20mg\m3以下，滤袋寿命从原来不足1年延长到了3年，减少了设备维修率，节省了维修费用，有效解决了冬季除尘器内部滤袋结露的技术难题，成功实现了水泥磨布袋除尘器冬季无结露一年四季平稳运行。

（四）技术难点

1.反吹风反清灰技术在高效布袋除尘项目中的应用；

2.挡风装置位置的设置及设备材料选型；

3.旁通烟道的设计及应用；

4.库压力平衡技术的研究；

（五）项目主要创新点

1运用挡风装置降低烟气冲力技术

传统除尘设备因进入灰斗的废气风速较大且进风口较小，进入过滤装置的废气分布不均，导致不同滤袋吸收灰尘的差异，但定期清灰将对滤袋造成一定损伤，使设备耗能增加。我们在灰斗进风口上方设计了挡风装置，将有效降低废气运动速度，使废气进入滤袋的速度更加均匀，较重硬质颗粒物直接落入灰斗底部，不再经过滤袋过滤，滤袋损伤大幅降低，节约了能耗。

2运用原净气室反吹风反吹清灰技术

传统除尘设备冬季时滤袋表面极易结露，造成滤袋堵塞。高效布袋除尘系统通过将清灰机构中的反吹风机与除尘器净气室连接，使设备清灰时，净气室中空气进去清灰机构进行清灰，由于没有温差，滤袋不会造成结露，一年四季除尘器可平稳运行。

3运用旁通烟道降温过滤技术

传统旁通管设置在壳体的外面，直接联通进风口与排风口，烟气温度过高过低打开旁通管时，废气直接排出造成环境危害，且占用

空间。新型高效布袋除尘设备的旁通烟道位于布袋区中间，不另占场地，结构紧凑；同时，设计引风装置引入外界冷气和过热烟混合，降低温度，有效保护滤袋；设计过滤装置对旁通烟气过滤后排出。

4运用灰库压力平衡及过滤技术

传统灰库通过在除尘器顶部的释放阀来释放压力，但阀门为自身重力控制闭合且无过滤装置，往往关闭过早造成灰库内粉尘难以下落，且阀门打开后会把粉尘带出去，造成环境污染。高效布袋除尘系统通过在灰库设置压力平衡管，使灰库内内的压力始终与外界压力相同，以使过滤装置扣在压力平衡管上。

五、项目预期技术、经济、社会效益及推广应用和产业化前景(包括技术、经济、社会效益分析，推广应用与产业化前景分析，可能取得的专利、尤其是发明专利及知识产权分析，项目实施的风险分析。)

1、项目技术指标

2、经济效益

项目实施后，滤袋寿命从原来不足一年延长到了三年，减少了设备维修率，节省了维修费用和电力能耗，年降低各项成本达130万元。有效解决了冬季除尘器内部滤袋结露的技术难题，成功实现了水泥磨布袋除尘器冬季无结露一年四季平稳运行。

经银川市环境监测站检测，烟尘排放浓度为10.70mg/m3，除尘效率达到99.9%，远远高于国家标准。如果将该项研发技术运用到20吨燃烧锅炉中，根据相关数据约算，年可实现年减少烟尘排放量约3748吨，SO2158.7吨，可节约排污费113.2万元，年节约运行成本及费用约40余万。

2社会效益

1、系统投入运行，减少了锅炉烟尘的排放，在高清洁环境上迈出了十分关键的一步，得到了政府和群众的高度评价。

2、有利于提高我国在大气除尘领域设备的核心技术积累，缩短和国际先进水平的差距。

3、有利于培养大气除尘领域技术人员，提高实际工程水平，解决就

业人数50余人

4、项目产业化前景

随着我国工业化、城镇化的深入推进，大气污染防治压力继续加大。“大气十条”将可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）为特征污染物提高到与损害人民群众身体健康、影响社会和谐稳定的空前高度。而现有的国内布袋除尘器技术年产量虽高，但总体装备水平较低，产品良莠不齐，缺乏创新技术，市场竞争无序。且目前国内低档次小规模作坊式生产线占比重大。

我公司此项目的研究开发，在装备水平和技术创新上都有了新突破，新技术应用到除尘器大型化结构设备中，能适应大型燃煤锅炉机组和钢铁、水泥炉窑的烟气净化。能适应国家节能减排的需要。应用挡风装置改变气流分布技术，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。因此，项目具有很强的技术优势，依靠我公司多年积累的客户资源，项目的产业化市场前景广阔。

5、预期研究成果和产生知识产权的情况

企业自行开发，本企业拥有完全的独立自主的知识产权：

6、项目风险分析

1.技术风险：公司在大气环保除尘方面具有长期的技术积累，

为本项目开发积累了大量核心技术。项目最终的实施效果，取决于项目实施过程中，对影响精度、稳定性等技术细节因素的控制程度，所以技术风险在于项目实施的精细管理。

2.运营风险：项目研究开发完成后，将进行生产和项目推广运

营，将建设一支优秀的管理团队，降低项目推广运营开销，提高运营效率。

3.市场风险：考虑到大气除尘装备主要集中在工业企业和燃煤

锅炉企业，新装备使用取得效果需要有一个较长的监测过程，推广不能很快被客户接受。所以，设计赶在冬季供暖季到来前完成项目研究开发设计工作，赶在供暖前实施现场监测。

六、项目现有研究工作基础(主要阐述项目成熟性。包括项目申请单位已有的研究开发经历、科研成果、科研条件、人才团队、组织机制和前期准备工作等。)

1、项目承担单位概况

银川铁狮环保设备有限公司是一家集自主研发、设计、制作和销售于一体的国家创新型技术企业。公司成立以来，主要从事除尘环保设备的研发、生产及销售。公司拥有一支高素质的科研开发和管理团队，具有雄厚的自主创新和研发能力。公司设有技术研发中心，现有研发人员17人，其中本科以上研发人员4人，主要研发人员在环保行业有将近十年的工作经验，公司先后研发获得实用新型专利5项，发明专利2项，已申请未授权实用新型专利2项，发明专利1项。其中与本项目相关自主研发技术已获得发明专利2项，实用新型专利2项。公司于2016年获得自治区科技型中小企业，并申请了国家科技型中小企业备案。

2、项目工作基础

公司组织机构完善，技术全面，是一支技术力量雄厚、研究与开发经验丰富的专业队伍，积累了一系列研究设计以及研制实验、生产设备和基础条件。根据多年现场实施经验，公司将《扁袋除尘器旋转下进风预处理技术》应用在宁夏长城须崎铸造股份有限公司二铸分厂落砂机除尘器上，使滤袋的寿命从原来的几个月延长到了4年。

项目团队人员结构合理。团队成员专业互补，包括环境学、机电工程、热动力学、机械制造等专业，知识结构合理、人员梯队搭配科

学、人员分工责任清晰，为项目的研究开发、生产等顺利开展提供了坚实保障。

3、项目实施组织机制

公司建立了以市场为导向、自主创新为推动力的经营管理制度，从产品设计、客户沟通与服务，有完整的管理制度。对于新品导入项目，成立项目领导小组，协调与处理项目研发及实施过程中的各种问题。项目负责人根据项目研究内容和考核指标明确工作责任落实,明确研发计划和内容，制定具体实验研究方案，协调解决各方面存在的问题，保证项目顺利实施。

项目制定了《项目实施方案》，依据考核指标确定项目总体进度安排，在此基础上，根据项目技术力量、设施设备和科技人员科研经历进行课题设置与分工，并对每一分项目定分目标、详细研究内容和技术路线，并及时组织科研人员整理实验记录和报告，做好总结。根据项目实施方案，我们制定了技术流程，各相关子项目和技术人员严格依照技术流程，推进各项，确保了研发工作的有序进行、规范管理和最终成功。

七、必要的支撑条件、组织措施及实施方案(主要阐明为完成该项目相关的保障措施、组织实施方案、管理措施与实施年限；企业参与度、产学研联合机制等。)

1、项目管理措施与实施年限

项目实施严格按照质量管理体系建立标准化流程。建立项目责任

人以及项目进度报告制度。项目实施周期两年，2017年2月——2019年10月，2017年已完成项目60%的研发工作，2018年对项目的集成应用进行实验和检测及实施。

2017年2月——2018年6月，完成项目研究开发工作，由企业机械工程师和环保工程师设计实验，完成全套设计图和实验监测。在临泽县供热公司试运行。

2018年7月——2019年10月，完成项目集成应用：根据试运行总结出的问题和结果，进行方案的调整和改进。完成设计图纸，在丽珠集团福兴制药有限公司进行应用推广。

八、项目的关联行动

项目技术研发在公司技术研发中心取得突破后，方案和图纸设计人员根据技术要点完成方案设计和图纸设计，在设备车间完成相关的装备生产。对宁夏共享集团和丽珠集团福兴制药有限公司原有除尘设备进行改造，项目小组成员在冬季多次到用户设备使用现场观察并记录设备使用情况，反复实验并与自治区环保专家及有关设计院交流沟通方案。确保方案的完善和技术标准的达标。

九、项目负责人主要工作及科研经历(字数限制3000)

XXX：XXXX设备有限公司总经理，在环保除尘行业有二十年的经验，对大气除尘、脱硫脱硝等技术有深入的研究。参与研发项目获得专利8项，参与研发的一种旋转下进风式布袋除尘技

术、袋式除尘器及袋式除尘器挡风装置获得2项发明专利，并且进行了产业化推广。

2015--2016年设计研发一种旋转下进风式布袋除尘技术在丽珠集团宁夏福兴制药有限公司LGMD4000长袋高温锅炉除尘器、甘肃国电集团酒泉热电厂80吨锅炉LGMD5000长袋高温低压脉冲除尘器、宁夏天马热力有限公司65吨锅炉LGMD1750长袋高温锅炉除尘器、泾源供热有限公司130吨锅炉除尘脱硫脱硝项目、新疆腾博热力有限公司100吨锅炉布袋除尘脱硫脱硝工程、甘肃国电集团酒泉热电厂LGMD7400长袋高温低压脉冲除尘器等项目的得到推广，得到了用户的一致好评。

2016--2017年，设计研发的水泥除尘装置和水泥装卸装置技术，在宁夏赛马水泥有限公司应用推广。

2017——至今，主持新型高效布袋除尘系统的研发应用工作，利用多年项目实际实施经验和自主创新专利技术，研发创新型、集约型、高效型布袋除尘装置，改变传统布袋除尘冬季易结露，滤袋损耗快等问题。项目的研发得到了丽珠集团宁夏福兴制药有限公司、宁夏共享铸钢集团、宁夏天马热力有限公司等多家老用户的支持和认可。

2018年——至今，参与深度净化除尘除雾器项目的研发设计工作，通过驱动除尘除雾球体，从而增加气体、粉尘和水雾的接触面积和接触时间，进行深度除尘除雾。项目现已申请专利技术一项，正在筹备研发阶段。