锅炉烟气除尘技术
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锅炉烟气除尘技术
主讲人：肖雪（64） 2018.5.14
目 录： 锅炉烟气简介
锅炉烟气除尘工艺
电站锅炉除尘器
一、锅炉烟气简介
• 锅炉简介
锅炉是一种能量转换设备，把燃料中的化学能通过 燃烧（剧烈的氧化反应）转化为热能，加热给水， 以获得需要的热水或蒸汽的设备。
• 锅炉烟气
正常的锅炉由烟道排出的空气、烟尘及其他各种气 体组成的混合气体。（烟尘、SO2、NOx、碳氧化 物）
③过滤除尘技术。使烟气通过织物或多孔的 填料层,利用过滤机理进行除尘的技术,主要 包括袋式除尘技术及颗粒层除尘技术。袋式 除尘技术具有很高的除尘效率,应用广泛,随 着环保要求的不断提高,正在逐步取代静电除 尘器而成为电厂燃煤锅炉的主要除尘手段。
④湿式除尘技术。湿式除尘技术也叫洗涤式 除尘技术,是利用液滴或液膜洗涤烟气进行除 尘的技术,包括低能洗涤技术或高能文氏管除 尘技术。湿式除尘器能够有效地除掉0.1μm 以上的颗粒物,同时对其他气体污染物也具有 一定的脱除作用,缺点是存在废水二次污染和 污泥处理问题。
④清灰周期长、气源能耗小 。
⑤一次性投资少，运行维护费用低。
综上所述,电袋复合除尘器着 重解决了当前除尘器常见的 三大难题:电除尘器的排放难 题;布袋除尘器的阻力大的难 题;布袋除尘器袋使用寿 命短难题。
谢谢！
优点：①适应性强,可以捕集不同性质的粉尘,能在烟
气参数发生较大波动时稳定工作,无二次扬尘 和飞灰现象。 ②设备体积小, 滤袋使用寿命长, 设备阻力在 1000Pa以下, 电能消耗低, 运行费用省 。 适量提高过滤风速可减少滤袋、
阀件等数量以降低设备成本及费 ③经过预处理和电除尘部分的冷却, 有效避免 用 ,运行能耗低和滤袋使用寿命长 了糊袋、烧袋现象的发生 ,保证系统正常运行。 降低了运行及维护成本。
缺点：
①设备庞大, 耗钢多,需高压变电和 整流设备 ,高压供电设备的输出峰 值电压通常为70～100kV ,投资高。 ②制造、安装和管理的技术水平 要求较高。 ③不具备离线检修功能 ,一旦设备 出现故障, 或者带病运行, 或者 只能停炉检修。
静电除尘器工作的主要影响因素：
• ①灰的比电阻。电除尘器对灰的比电阻要求较高, 高比电阻粉尘在集尘极上的堆积造成反电晕,低比 电阻粉尘的二次飞扬可造成静电除尘器的效率明 显降低。 • ②燃煤含硫量。硫含量在1.0%以下的低硫煤(尤 其是硫含量小于0.5%)燃烧后的灰尘利用电除尘 器就难以脱除。
c) 被烟气激起的水花，水雾与洗涤后的烟气在风机 引力下，气水同时抬开，使烟气与石灰水充分反 应，然后经叶轮脱水器进行气水分离，水经泄水 管流进水池，并使烟气完成第三次除尘与脱硫， 净化后的气体经过风机排入大气。
在工业实际中,根据除尘机理的不同 ,习惯 上将除尘技术分为以下4类 :
①机械式除尘技术。利用机械力(重力、惯性力和离 心力)作用进行除尘的技术,一般作为预除尘器在烟 气净化中使用。如旋风分离器、静电除尘器及袋式 除尘器的沉降室等。 ②静电除尘技术。利用电场力对荷电粒子的作用进 行气固分离的技术,是目前电厂燃煤锅炉普遍采用的 烟气除尘技术。
①初期除尘效率能达到99%,能捕集 1μm 以 下的细微粉尘, 但从经济方面考虑, 一般控制 一个合理的除尘效率 。
②处理烟气量大 ,可用于高温(可高达500 ℃)、高压和高湿(相对湿度可达100%)的场合, 能连续运转,并能实现自动化 。
③具有低阻的特点, 电除尘器压力损失仅 100～200Pa 。
②附属设备少, 投资省, 技术要求比 电除尘器低。 ③能捕集比电阻高 ,电除尘难以回 收的粉尘 。
④性能稳定, 对负荷变化适应性好,运 行管理简便,特别适宜捕集细微而干燥的粉尘, 所收的干尘便于处理和回收利用 。 ⑤适合生产全过程除尘,降低总量排放。
缺点： ①用于Baidu Nhomakorabea理相对湿度高的含尘气体时,
应采取保温措施(特别是冬季),以免结 露造成“糊袋” 。
②用于净化有腐蚀性气体时,应选用适宜的耐腐 蚀滤料;用于处理高温烟气时,应采取降温措施, 将烟温降到滤袋长期运转所能承受的温度以下, 并尽可能采用耐高温的滤料。 ③阻力较大 , 一般压力损失为 1000～1500Pa。
④由于国内技术还不成熟,脉冲阀等关键 部件还需要进口。
影响袋式除尘器工作的主要因素：
电袋组合式除尘器
基本原理 电袋组合式除尘器是综合利用和有机结合 电除尘器与布袋除尘器的除尘优点,先由电场 捕集烟气中大量的粉尘,再经过布袋收集剩余 细微粉尘的一种组合式高效除尘器。具有除 尘稳定(不大于50mg/m3)、性能优异的特点。
电除尘与布袋除尘结合方式不同,其除尘原理也 不一样。比较常见的有两种方式:一种是在电除尘后 再接一个布袋除尘器,通过电除尘之后剩余的比较细 小的粉尘颗粒由布袋除尘除掉,这种方式是目前最常 见的电袋除尘器结构型式。安庆石化热电厂6#锅炉 采用该种型式电袋除尘器,运行稳定,综合除尘效率 可达99.99%。第二种结构,是电除尘和布袋除尘并 列运行,原理相对复杂些,电布单元不分先后对烟气 处理,只是烟气必须通过布袋除尘过滤才能排放。主 要优点是清灰时能相互弥补,真正地解决二次扬尘问 题,但目前还处于开发阶段,工业化应用的较少。
布袋除尘器
基本原理
布袋除尘器是过滤式除尘技术的一种,是利 用多孔过滤介质(滤袋)捕捉并分离颗粒物进 行除尘的技术。根据烟气特性,滤袋的材质可 以是天然纤维、化学合成纤维、玻璃纤维、 金属纤维或其他材料。随着滤料不断改进,袋 式除尘器已逐步在锅炉除尘领域推广应用,并 呈现长足的发展势态。
优点：
①除尘效率高 , 可达到99.9 %以上。
• ①气布比(过滤风速)的选择：气布比选择的合理 与否,直接影响到袋式除尘器的除尘效率及使用寿 命。气布比过大会影响到滤袋的使用和除尘器的 除尘效率；过小则影响到整套设备的投资及运行 费用,无法保证合理的经济性。
• ②气流分布:袋式除尘器的气流分布要求与静电除 尘器截然不同,进入静电除尘器的烟气要求均布, 而袋式除尘器的气流要求合理的分布,气流分布的 好坏直接影响到除尘器滤袋的寿命、设备阻力、 除尘效率、锅炉系统安全等。是对袋式除尘器整 机性能考核的关键参数,也是评价袋式除尘器装机 水平高低的标志性参数之一。
在我国各大城市的污染物监测中发现,总悬 浮颗粒物(TSP)70%以上的来源是燃烧过程,目 前我国工业锅炉每年的烟尘排放量约6～8Mt , 占全国烟尘总排放量的33%～35%,可见减少锅 炉燃烧烟尘排放对改善大气质量有着举足轻 重的作用。
二、锅炉烟气除尘工艺
• 锅炉除尘器：
a) 锅炉除尘器烟气通过进烟道进入文丘里，在喉部的入口 被水均匀的喷入，由于烟气高速运动，因此喷入的水被 其融化成细小的水雾湿烟气中的灰料，这样，灰料与水 滴就发生了碰撞凝聚，尤其是料径细小的灰尘料可以被 水雾水溶。（第一次除尘和脱硫） b) 这些为灰料的分离做好充分的准备，此后进入筒体，迅 速降低温度的烟气继续冲击池内的石灰水，烟气中的粉 尘和SO2与池中的石灰水反应生成硫酸盐，在惯性力、重 力、附着力、凝聚力的作用下沉入水底（第二次脱硫过 程）
• ③振打装置的结构。电晕极与集尘极均需要振打 装置,传统的振打方式多为重锤在阳极排侧面周期 振打,而为了使阳极板保持足够的刚度,避免在运 行中弯曲变形,通常有防风沟和凹凸槽,这种结构 会对电场中气流的均匀性产生影响,进而影响其除 尘效率。 • ④粉尘粒径分布。实践证明,传统的干式静电除尘 器(ESP)对PM2.5级以下的颗粒收集效率很低。 • ⑤对初始浓度大于30g/m3 的含尘气体需设置预处 理装置。
三、电站锅炉除尘器
目前电站锅炉采用的除尘器主要有静电除 尘器、布袋除尘器及电袋组合式除尘器。
静电除尘器
基本原理
首先通过电晕放电建立一个高压电场, 当 气流从中通过时,颗粒物(包括焦油雾滴)与正 负离子碰撞带电,并在电场力的作用下定向移 动, 在集尘极放电聚集,最后达到烟气除尘的 效果。
优点：
主讲人：肖雪（64） 2018.5.14
目 录： 锅炉烟气简介
锅炉烟气除尘工艺
电站锅炉除尘器
一、锅炉烟气简介
• 锅炉简介
锅炉是一种能量转换设备，把燃料中的化学能通过 燃烧（剧烈的氧化反应）转化为热能，加热给水， 以获得需要的热水或蒸汽的设备。
• 锅炉烟气
正常的锅炉由烟道排出的空气、烟尘及其他各种气 体组成的混合气体。（烟尘、SO2、NOx、碳氧化 物）
③过滤除尘技术。使烟气通过织物或多孔的 填料层,利用过滤机理进行除尘的技术,主要 包括袋式除尘技术及颗粒层除尘技术。袋式 除尘技术具有很高的除尘效率,应用广泛,随 着环保要求的不断提高,正在逐步取代静电除 尘器而成为电厂燃煤锅炉的主要除尘手段。
④湿式除尘技术。湿式除尘技术也叫洗涤式 除尘技术,是利用液滴或液膜洗涤烟气进行除 尘的技术,包括低能洗涤技术或高能文氏管除 尘技术。湿式除尘器能够有效地除掉0.1μm 以上的颗粒物,同时对其他气体污染物也具有 一定的脱除作用,缺点是存在废水二次污染和 污泥处理问题。
④清灰周期长、气源能耗小 。
⑤一次性投资少，运行维护费用低。
综上所述,电袋复合除尘器着 重解决了当前除尘器常见的 三大难题:电除尘器的排放难 题;布袋除尘器的阻力大的难 题;布袋除尘器袋使用寿 命短难题。
谢谢！
优点：①适应性强,可以捕集不同性质的粉尘,能在烟
气参数发生较大波动时稳定工作,无二次扬尘 和飞灰现象。 ②设备体积小, 滤袋使用寿命长, 设备阻力在 1000Pa以下, 电能消耗低, 运行费用省 。 适量提高过滤风速可减少滤袋、
阀件等数量以降低设备成本及费 ③经过预处理和电除尘部分的冷却, 有效避免 用 ,运行能耗低和滤袋使用寿命长 了糊袋、烧袋现象的发生 ,保证系统正常运行。 降低了运行及维护成本。
缺点：
①设备庞大, 耗钢多,需高压变电和 整流设备 ,高压供电设备的输出峰 值电压通常为70～100kV ,投资高。 ②制造、安装和管理的技术水平 要求较高。 ③不具备离线检修功能 ,一旦设备 出现故障, 或者带病运行, 或者 只能停炉检修。
静电除尘器工作的主要影响因素：
• ①灰的比电阻。电除尘器对灰的比电阻要求较高, 高比电阻粉尘在集尘极上的堆积造成反电晕,低比 电阻粉尘的二次飞扬可造成静电除尘器的效率明 显降低。 • ②燃煤含硫量。硫含量在1.0%以下的低硫煤(尤 其是硫含量小于0.5%)燃烧后的灰尘利用电除尘 器就难以脱除。
c) 被烟气激起的水花，水雾与洗涤后的烟气在风机 引力下，气水同时抬开，使烟气与石灰水充分反 应，然后经叶轮脱水器进行气水分离，水经泄水 管流进水池，并使烟气完成第三次除尘与脱硫， 净化后的气体经过风机排入大气。
在工业实际中,根据除尘机理的不同 ,习惯 上将除尘技术分为以下4类 :
①机械式除尘技术。利用机械力(重力、惯性力和离 心力)作用进行除尘的技术,一般作为预除尘器在烟 气净化中使用。如旋风分离器、静电除尘器及袋式 除尘器的沉降室等。 ②静电除尘技术。利用电场力对荷电粒子的作用进 行气固分离的技术,是目前电厂燃煤锅炉普遍采用的 烟气除尘技术。
①初期除尘效率能达到99%,能捕集 1μm 以 下的细微粉尘, 但从经济方面考虑, 一般控制 一个合理的除尘效率 。
②处理烟气量大 ,可用于高温(可高达500 ℃)、高压和高湿(相对湿度可达100%)的场合, 能连续运转,并能实现自动化 。
③具有低阻的特点, 电除尘器压力损失仅 100～200Pa 。
②附属设备少, 投资省, 技术要求比 电除尘器低。 ③能捕集比电阻高 ,电除尘难以回 收的粉尘 。
④性能稳定, 对负荷变化适应性好,运 行管理简便,特别适宜捕集细微而干燥的粉尘, 所收的干尘便于处理和回收利用 。 ⑤适合生产全过程除尘,降低总量排放。
缺点： ①用于Baidu Nhomakorabea理相对湿度高的含尘气体时,
应采取保温措施(特别是冬季),以免结 露造成“糊袋” 。
②用于净化有腐蚀性气体时,应选用适宜的耐腐 蚀滤料;用于处理高温烟气时,应采取降温措施, 将烟温降到滤袋长期运转所能承受的温度以下, 并尽可能采用耐高温的滤料。 ③阻力较大 , 一般压力损失为 1000～1500Pa。
④由于国内技术还不成熟,脉冲阀等关键 部件还需要进口。
影响袋式除尘器工作的主要因素：
电袋组合式除尘器
基本原理 电袋组合式除尘器是综合利用和有机结合 电除尘器与布袋除尘器的除尘优点,先由电场 捕集烟气中大量的粉尘,再经过布袋收集剩余 细微粉尘的一种组合式高效除尘器。具有除 尘稳定(不大于50mg/m3)、性能优异的特点。
电除尘与布袋除尘结合方式不同,其除尘原理也 不一样。比较常见的有两种方式:一种是在电除尘后 再接一个布袋除尘器,通过电除尘之后剩余的比较细 小的粉尘颗粒由布袋除尘除掉,这种方式是目前最常 见的电袋除尘器结构型式。安庆石化热电厂6#锅炉 采用该种型式电袋除尘器,运行稳定,综合除尘效率 可达99.99%。第二种结构,是电除尘和布袋除尘并 列运行,原理相对复杂些,电布单元不分先后对烟气 处理,只是烟气必须通过布袋除尘过滤才能排放。主 要优点是清灰时能相互弥补,真正地解决二次扬尘问 题,但目前还处于开发阶段,工业化应用的较少。
布袋除尘器
基本原理
布袋除尘器是过滤式除尘技术的一种,是利 用多孔过滤介质(滤袋)捕捉并分离颗粒物进 行除尘的技术。根据烟气特性,滤袋的材质可 以是天然纤维、化学合成纤维、玻璃纤维、 金属纤维或其他材料。随着滤料不断改进,袋 式除尘器已逐步在锅炉除尘领域推广应用,并 呈现长足的发展势态。
优点：
①除尘效率高 , 可达到99.9 %以上。
• ①气布比(过滤风速)的选择：气布比选择的合理 与否,直接影响到袋式除尘器的除尘效率及使用寿 命。气布比过大会影响到滤袋的使用和除尘器的 除尘效率；过小则影响到整套设备的投资及运行 费用,无法保证合理的经济性。
• ②气流分布:袋式除尘器的气流分布要求与静电除 尘器截然不同,进入静电除尘器的烟气要求均布, 而袋式除尘器的气流要求合理的分布,气流分布的 好坏直接影响到除尘器滤袋的寿命、设备阻力、 除尘效率、锅炉系统安全等。是对袋式除尘器整 机性能考核的关键参数,也是评价袋式除尘器装机 水平高低的标志性参数之一。
在我国各大城市的污染物监测中发现,总悬 浮颗粒物(TSP)70%以上的来源是燃烧过程,目 前我国工业锅炉每年的烟尘排放量约6～8Mt , 占全国烟尘总排放量的33%～35%,可见减少锅 炉燃烧烟尘排放对改善大气质量有着举足轻 重的作用。
二、锅炉烟气除尘工艺
• 锅炉除尘器：
a) 锅炉除尘器烟气通过进烟道进入文丘里，在喉部的入口 被水均匀的喷入，由于烟气高速运动，因此喷入的水被 其融化成细小的水雾湿烟气中的灰料，这样，灰料与水 滴就发生了碰撞凝聚，尤其是料径细小的灰尘料可以被 水雾水溶。（第一次除尘和脱硫） b) 这些为灰料的分离做好充分的准备，此后进入筒体，迅 速降低温度的烟气继续冲击池内的石灰水，烟气中的粉 尘和SO2与池中的石灰水反应生成硫酸盐，在惯性力、重 力、附着力、凝聚力的作用下沉入水底（第二次脱硫过 程）
• ③振打装置的结构。电晕极与集尘极均需要振打 装置,传统的振打方式多为重锤在阳极排侧面周期 振打,而为了使阳极板保持足够的刚度,避免在运 行中弯曲变形,通常有防风沟和凹凸槽,这种结构 会对电场中气流的均匀性产生影响,进而影响其除 尘效率。 • ④粉尘粒径分布。实践证明,传统的干式静电除尘 器(ESP)对PM2.5级以下的颗粒收集效率很低。 • ⑤对初始浓度大于30g/m3 的含尘气体需设置预处 理装置。
三、电站锅炉除尘器
目前电站锅炉采用的除尘器主要有静电除 尘器、布袋除尘器及电袋组合式除尘器。
静电除尘器
基本原理
首先通过电晕放电建立一个高压电场, 当 气流从中通过时,颗粒物(包括焦油雾滴)与正 负离子碰撞带电,并在电场力的作用下定向移 动, 在集尘极放电聚集,最后达到烟气除尘的 效果。
优点：