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空氣中的顆粒物是影響我國城鄉空氣質量的主要汙染物之一。據統計每(měi)人每天吸入的(de)空氣量遠遠超過每(měi)天的飲水(shuǐ)量和進食量(liàng) ,在這些吸入的空氣中經(jīng)常攜帶著(zhe)大量的顆粒物 ,對人體健康產生了重大的影響。研究發現 ,大氣(qì)中 SO2、NOx和 CO等汙(wū)染物的(de)含量與人類死亡率並沒有緊密的聯(lián)係 ,而(ér)可吸入顆粒物則成為(wéi)導致人類死亡率上升的主要原因 。在我國(guó)各(gè)大城(chéng)市的汙染物(wù)監測中發現 ,總懸浮顆粒物(wù) (TSP) 70 %以上的來源(yuán)是燃燒過程 ,目前我國(guó)工業鍋爐每(měi)年的煙塵排放量約6~8Mt ,占全國煙塵總排放量的 33 %~35 %,可見減(jiǎn)少鍋爐燃燒煙塵排放對改善大氣質量有著(zhe)舉足輕重(chóng)的作用。
1 煙氣除(chú)塵技術概述
煙氣除塵(chén)技術按其工作原理可分為機械力作用和靜電力作用兩大類 ,其共(gòng)同(tóng)特點是使含顆粒物的氣體(tǐ)通過某個力場或電場 ,通(tōng)過力場或(huò)電(diàn)場的作用使顆粒物從氣體中分離出來。在工業實際中 ,根據除塵機理(lǐ)的不同 ,習慣上將(jiāng)除塵技術分為(wéi)以下 4類 :①機械式除塵技術。利用機械力 (重力、慣性力和離(lí)心力 )作用進行除塵的技術 ,一般(bān)作為(wéi)預除塵器在煙氣淨化中使用。如旋風分離器(qì)、靜電除塵器及(jí)袋式除(chú)塵器的(de)沉降室等。 ②靜電除塵技術。利用電場力對荷(hé)電粒子的作用進行氣固分離(lí)的技術 ,是目前(qián)電廠燃煤鍋爐普遍采(cǎi)用的煙氣除塵技術。
③過濾除塵技術。使煙氣通過織物或多(duō)孔的填料層 ,利用過濾機理進行除塵的技術 ,主要包括袋式除塵技術及顆粒層除塵技術。袋(dài)式除塵技術具有很高的除(chú)塵效率 ,應(yīng)用廣泛 ,隨著環保要求(qiú)的不(bú)斷提高 ,正在逐步取代(dài)靜電除塵器而成為(wéi)電廠燃煤鍋爐的主要除(chú)塵手段。 ④濕式除塵技術。濕式除塵技術也叫洗(xǐ)滌式除塵技術 ,是利用液滴或液膜洗滌煙氣進行除塵的技(jì)術 ,包括低能洗滌技(jì)術或高能文氏管除(chú)塵技術。濕式除塵器能夠(gòu)有效地除掉 011μm以上的顆粒物 ,同時對其他氣體汙染物也具有一定的脫除作用 ,缺點是存(cún)在廢(fèi)水二次(cì)汙染(rǎn)和汙泥處理問題。
2 電站(zhàn)鍋爐除(chú)塵器及選擇
目前電站鍋爐采用的除塵器主要有靜電除塵器、布袋除塵器及電袋組合式除塵器。
211 靜電除塵器及其應用情況
1)靜電除塵器的基本原(yuán)理及特點。首先通過電暈放電建立一(yī)個高壓電場 ,當氣流從中通過
時(shí) ,顆粒物 (包括焦油霧滴 )與正負離子(zǐ)碰(pèng)撞帶電 ,並在電場力的作用下定向移動 ,在集塵極放電聚集 ,後達到煙氣除塵的效果。電除塵器的主要優(yōu)點 :①初期除(chú)塵效率能(néng)達到 99 %,能捕集 1μm以下的細微粉塵 ,但(dàn)從經濟方麵考慮 ,一般(bān)控製一個合理的除塵效率。②處(chù)理煙氣量大 ,可用(yòng)於高溫 (可高達 500 ℃)、高壓和高(gāo)濕 (相對濕度可達 100 %)的場合 ,能連續運轉 , 並能實(shí)現自動化。 ③具有低阻(zǔ)的特點 ,電除塵器壓力損失僅 100~200 Pa。
電除塵器的主要缺點 :①設備龐大(dà) 耗鋼多(duō) ,需高壓變電和整流設備 ,高壓供電設(shè)備(bèi)的輸出峰值電(diàn)壓通常為 70~100kV ,投資高(gāo)。 ②製造、安裝和管理的技(jì)術水平要求較(jiào)高。 ③不具備離線檢修功能 ,一旦設備(bèi)出(chū)現故障 ,或者帶病運行 ,或者隻能停爐檢(jiǎn)修。
2)影(yǐng)響靜電除塵器工(gōng)作的主要因素。研究表明 ,影響電除塵器(qì)除(chú)塵效率(lǜ)的主要因(yīn)素有 :①灰的比電阻。電除塵器對灰的比電阻要求較高,高比電阻粉(fěn)塵在集塵極上的堆積造成反電(diàn)暈,低比電阻粉塵的二次(cì)飛揚(yáng)可造成靜電(diàn)除塵器的效率明(míng)顯(xiǎn)降低。就是說電除塵(chén)器僅對比電阻值在一定範~2 ×1010 Ω·cm)的灰塵具有脫除作用,當比電阻值超出這個範圍 ,無論是比電阻值過高或過低 ,除塵效率都會急劇降低 ,灰比電阻與除塵效率的關係見圖 1。 ②燃(rán)煤含硫量。硫(liú)含量在 110%以下的低硫煤 (尤其(qí)是(shì)硫(liú)含量小於 015 %)燃燒(shāo)後的灰塵利(lì)用電除塵(chén)器就(jiù)難(nán)以脫除(chú)。 ③振打裝置的結構。電暈極與集塵極均需要振(zhèn)打裝置(zhì) ,傳統的振打方式多為重錘在陽極排側麵周(zhōu)期振打 ,而為了使陽極板(bǎn)保持足夠的(de)剛度 ,避免在運行中彎曲變形 ,通常有防(fáng)風(fēng)溝(gōu)和凹凸槽 ,這種結構會對電場中氣流(liú)的均勻性產生影響 ,進而影響其除塵效率。 ④粉塵(chén)粒徑分布。實踐證明 ,傳統的幹式靜電除(chú)塵器( ESP)對 PM215級以下(xià)的顆粒收集效率很低。 ⑤對(duì)初始濃度大於 30g/ m3的含塵氣體需設置預處(chù)理裝置。

212 布袋除塵器及其應用情況
1)布(bù)袋除塵器的基本原理及特點。
布袋除塵器是過濾式(shì)除塵技術(shù)的(de)一種 是利用多(duō)孔過(guò)濾介質 (濾袋 )捕捉並(bìng)分離顆粒物進行除塵的技術(shù)。根據煙氣特性 ,濾袋的材質可以是天然纖維、化學合成纖維(wéi)、玻璃(lí)纖維、金屬纖(xiān)維或其他材料。隨著濾料不斷改進,袋式除塵(chén)器已逐步在鍋爐除塵領域推廣應用,並呈現長足的發展勢態。
布袋除塵器的優點:①除塵效率高,可達到9919 %以上。②附屬設備少,投資省,技(jì)術要求比電除塵器低。③能捕集比電阻高,電除塵難以(yǐ)回收的粉塵。④性能穩定,對負荷變化適應性好,運行管理簡便,特別適宜捕集細微而幹燥(zào)的(de)粉塵,所(suǒ)收的幹塵便於處理和回收(shōu)利用。⑤適合生(shēng)產全過(guò)程除塵(chén),降低總量排放。
布袋除塵器的缺點:①用於處(chù)理相對濕度高的含塵氣體時(shí)應采取保溫措(cuò)施(特別是冬季) ,以免結露造成“糊(hú)袋”。的含塵氣體時,(特別是冬季) ,以免結露造成“糊袋”
。②用於淨化有腐蝕性氣體時 ,應選用適宜的耐(nài)腐蝕濾(lǜ)料 ;用於(yú)處理高溫煙氣時 ,應采取降溫措施 ,將煙溫降到濾袋長期運轉所能承受的溫度以下 ,並盡可能采用耐高溫的濾料。③阻力較大 ,一般壓(yā)力損失(shī)為 1000~1500 Pa。 ④由於國內技術還不成熟 ,脈衝閥等關鍵部件需要進口。
2)影響袋式除塵器工作的主要因(yīn)素。
①氣布(bù)比 (過濾風速 )的選擇 :氣布比選擇的(de)合理與否 ,直接影響到袋式除塵器的除塵效率及使用壽(shòu)命。氣布比過(guò)大會影(yǐng)響到濾袋的(de)使用和除塵器的除塵效率 ;過小則(zé)影響到整(zhěng)套設(shè)備的投資及運行費用 ,無法保證合理的經濟性。 ②氣流分布 :袋式除塵器的氣流分布要求與靜電除塵器截然不同 ,進入靜電(diàn)除塵器的煙(yān)氣要求均(jun1)布 ,而袋式除塵器的(de)氣流要(yào)求合理的分布(bù) ,氣流(liú)分布的好壞直接(jiē)影(yǐng)響到除塵器濾袋(dài)的壽命、設備阻力、除塵效率(lǜ)、鍋爐係統安全等。是對袋式除塵器整機性(xìng)能考核的關(guān)鍵參數(shù) ,也是評價袋式除塵器裝機水平高低的標誌性(xìng)參數之一。
213 電袋組合式除塵器(qì)及其應用情況
1)電袋組合式除塵器的基本原理及特點。
電袋組合式除塵器是綜合利用和有機結合電除塵器與布袋除塵器的除塵優點 ,先由電場捕集煙氣中大量的粉塵 ,再經(jīng)過布袋收集剩餘細微粉(fěn)塵的(de)一(yī)種(zhǒng)組合式高效(xiào)除塵器。具有除塵穩定(dìng) (不大於(yú) 50 mg/ m3)、性(xìng)能(néng)優異的(de)特點。
電除塵布袋除塵結合方(fāng)式不同 ,其除塵原理也不一樣。比較常見的有兩種方式 :一(yī)種是在電除塵後再接一個布袋除塵器 ,通過電除塵之後剩餘的比較細小的粉塵顆粒由布袋除塵除掉(diào),這 種方式是目前(qián)常見的電袋除塵器結構型式。安慶石化熱電廠 6#鍋爐采用該種型式電袋除塵器 ,運行穩定 ,綜合除塵效率可達 99.99 %。第二種結構 ,是電除(chú)塵和布袋除塵並列(liè)運行 ,原理相對複雜些 ,電(diàn)布單元不分先後對(duì)煙氣處理 ,隻(zhī)是煙氣必須通過布袋除塵過濾才排放。主要(yào)優點是清(qīng)灰時(shí)能相互彌補 ,真正地解決二次揚塵問題(tí) ,但(dàn)目前還處於開發階段 ,工業(yè)化應用的較少。
2)電袋組(zǔ)合(hé)式除塵器的優點。
①適應性強 ,可以(yǐ)捕集不同(tóng)性質的粉塵 ,能在煙氣參數發生較大波動時穩定工作 ,無二次揚塵和飛灰(huī)現象。 ②設備體積小 ,濾袋使用壽命(mìng)長 ,設備阻力在 1000 Pa以下,電能消耗低,運(yùn)行費用省。③經過預處(chù)理和電除塵部分的冷卻,有效避免了糊(hú)袋、燒袋現象的發生(shēng),保證(zhèng)係統正(zhèng)常運(yùn)行。④清灰周期長、氣源能耗小。 ⑤一次性(xìng)投資少 ,運行維(wéi)護費(fèi)用低。
由於濾袋收集的粉塵量少 ,阻力上升緩慢(màn) ,其清灰(huī)周期時間是純布袋除塵器的2倍以上 ,壓縮空氣消耗量不到純布袋的 1/ 3。濾袋阻力變化與粉塵濃度的(de)關係見圖
2。適量提高過(guò)濾風速可減少濾袋、閥件(jiàn)等數量以降低(dī)設備成本及費用(yòng) ,運行能耗(hào)低和濾袋使用(yòng)壽命長(zhǎng)降低了運行及維護成本。電袋布袋清灰周期比較見(jiàn)圖 3。

綜上所述 ,電袋複合除(chú)塵器著重解決了當前(qián)除塵器常見的三大難題(tí) :電除塵(chén)器(qì)的排放難題 ;布(bù)袋除塵器的阻力大(dà)的難題 ;布袋除塵器袋使(shǐ)用壽命短難題。
214 除塵(chén)器(qì)性能比較(jiào)表(biǎo)

鍋爐除塵器工程圖片
以 410t/ h煤粉鍋爐 ,布袋除塵器布袋材質為 PPS為例 ,各種除(chú)塵器的綜合(hé)性能對比如表
1所示。

3 除塵器的選型原則
通常評價除塵係統性能優(yōu)劣的主要指標有除塵效率、通風阻力、處理(lǐ)風量、漏風(fēng)率(lǜ)、耗(hào)鋼量、工程一次性投資、運行費用、占地及(jí)使用壽命等。對於鍋爐除塵方案 ,需要根據煙(yān)塵特性 (物理特性和化學特性 )、煙塵(chén)濃度、排放要求等因素綜合考慮並通過技術經濟比較進行確定。對於(yú)電廠燃煤鍋爐尤其是循環流(liú)化床鍋爐 ,由於爐內添加石灰石粉造成(chéng)除(chú)塵器入口含塵濃度增加同時造成煙(yān)塵比電阻的升高 ,使用電除塵器很難滿足日益嚴格的環保排放要求 ,除塵方案應優先考慮布袋除塵器或電袋除塵器。當煤粉爐尾部采用(yòng)幹法(fǎ) /半幹法脫硫時 ,由於煙氣中煙塵含量很高(gāo) (1000 g/ m3) ,應優先考慮選用電袋除塵器或其他預除塵器 與布袋除塵(chén)器結合使(shǐ)用。

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