锅炉烟气除尘技术及除尘器的选择

锅炉烟气除尘技术及除尘器的选择

摘要:空气中的颗粒物是影响空气质量的污染物会对人体健康产生了不利影响。但是,随着经济的迅速发展,迅速增加的锅炉排放的大气污染物对周围环境造成很大危害,严格的烟尘排放环保标准要求锅炉必须能够高效除尘。这时,除尘器的性能和效率是决定锅炉对环境造成危害程度的关键。本文对锅炉烟气除尘技术及除尘器的选择进行了简要介绍。

关键词:锅炉烟气除尘技术除尘器

先进、成熟、可靠的处理工艺可以在生产运行过程中有较大的灵活性和调节余地,便于操作、管理、维修,节省动力消耗和运行费用,确保达标排放,产生显著的环境效益、社会效益和经济效益。随着大气污染控制方面的法律、法规、政策和标准的不断完善、技术水平的不断提高,锅炉烟气除尘技术将会得到更快发展。

1 锅炉烟气除尘技术

烟气除尘技术是使含颗粒物的气体通过某个力场或电场,使颗粒物从气体中分离出来,工业中分为机械式除尘技术、静电除尘技术、过滤除尘技术、湿式除尘技术四类。

(1)PS型燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术。装置上部脱硫塔内的二氧化硫被喷嘴喷出的分散的石灰浆液滴吸收,生成CaSO3和CaSO4后温

度降到80℃左右,第一次脱硫除尘后进入湿式除尘器,使烟气在除尘器底部与贮水池剧烈运动,实现高效除尘和脱硫。缺点是投资和运行费用较高。(2)GGT-Ⅰ型燃煤锅炉烟气脱硫技术。用喷射雾状的高效脱硫除尘药剂水溶液对锅炉排放的烟气和粉尘进行增湿,并使二氧化硫反应、凝结于粉尘,再通过离心式旋风除尘器使尘粒和液滴降入集尘箱,达到脱硫和提效的目的。(3)湿式冲旋脱硫除尘技术。用冲激、旋风二级除尘机制,在烟气由锅炉进入冲旋室后冲激水面进行除尘,然后烟气在除尘器上部经由通道进入旋风室作螺旋运动,利用离心力二次除尘,烟气中的二氧化硫溶解生成亚硫酸微滴,与尘粒一起从烟气中分离出来。(4)湿式旋风除尘脱硫技术。烟气与装置内的雾状吸收液作用,并进入文氏管装置进行二次脱硫和除尘。之后烟气经脱水装置除去烟气中的液态水,剩余的除尘脱硫污水进入锅炉出渣装置,中和炉渣中的碱性物质,被炉渣吸附污水中的尘粒。(5)麻石脱硫除尘技术。在内部用麻石制作筒体来强化气液接触,进而提高传质效果和脱硫效率。主要采用内向旋流板技术进行除尘和脱硫,即气体通过旋流板螺旋上升并与吸收液接触,气体中的二氧化硫也被吸收液吸收,液滴与尘粒被旋流离心力甩向塔壁并流到下级塔板,经排污口排走。此技术较易改造旧式麻石除尘器,但耗水量和耗电量大,旋流板耐腐蚀耐磨损性能要求高。(6)湿式石灰石-石膏法。用石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液作为脱硫吸收剂。吸收浆液与烟气在吸收塔内接触混合,二氧化硫、浆液中的碳酸钙和空气进行化学反应并产出石膏,脱硫后的烟气经除雾器除去细小液滴并经热交换器加热升温后排

入烟囱,脱硫石膏浆脱水后回收。

2 锅炉烟气除尘器的选择

从气体中去除或捕集固态或液态颗粒的设备称为除尘器。常见的除尘器保括静电除尘器、布袋除尘器、多管除尘器、旋风除尘器、水膜除尘器、机械除尘器等。静电除尘器的主要优点是集尘率高、可处理高温气、含尘率低、时效率高;主要缺点是占地大、投资大、易老化、受粉尘电性影响大。布袋除尘器的主要优点是集尘率高、操作简单、含尘率低、时效率高;主要缺点是占地大、布耗大、不宜高温气体。重力除尘的主要优点是价廉、易维护;主要缺点是不能处理微粒。惯性除尘的主要优点是价廉、易维护、可以处理高温气体;主要缺点是不能处理微粒。离心除尘的主要优点是不占场地、可以处理高温气体、适合含尘浓度较高的气体;主要缺点是压力损失大、不适于湿尘、粘着性大、腐蚀性大。洗涤除尘的主要优点是集尘率高、占地少、在含尘率低时效率高;主要缺点是需水量大、烟囱下部需用花岗石。声波除尘的主要优点是运行费用少;主要缺点是设备费用高。

锅炉除尘方案要根据烟尘物理和化学特性、烟尘浓度、排放要求、技术比较、经济比较等因素综合确定。通常评价除尘系统性能优劣的主要指标有除尘效率、通风阻力、处理风量、漏风率、耗钢量、工程一次性投资、运行费用、占地及使用寿命等。各种除尘器相比较,从

适用性上来说,水膜除尘器、多管除尘器、旋风除尘器适用于链条炉;静电除尘器、布袋除尘器适用于循环流化床锅炉。如果优先考虑环保排放应选择布袋除尘器或电袋除尘器。如果烟气中烟尘含量很高时则要优先考虑电袋除尘器或其他预除尘器结合布袋除尘器共同使用。

3 锅炉烟气袋式除尘器

作为最古老的除尘方式,袋式除尘器效率高、性能可靠、操作简单,除尘效率达99%以上,净化的空气达到卫生标准后可返回车间循环使用,以依然是冶金、水泥、化学、陶瓷、食品等工业部门广泛使用的除尘器。滤袋通常做成直径125～500 mm、长度2 m的圆柱形或扁长方形,由棉、毛、人造纤维等加工的滤料表面的粉尘初层和集尘层进行过滤。

(1)初层过滤过程。通筛滤效应、惯性碰撞效应、扩散效应捕集粉尘,随着粉尘深人滤料内部,纤维间空间逐渐减小并形成附着在滤料表面的粉尘初层,依靠初层及逐渐堆积起来的粉尘层进行作用。随着滤袋两侧压差增大、粉尘层内部空隙变小,空气通过滤料孔眼时的流速增高,会把粘附在缝隙间的尘粒带走,使除尘效率下降。因此,除尘器要不能破坏初层的情况下及时清灰。

(2)预附层过滤过程。传统的袋式除尘器上使其预先附着一层粉尘层,即预附层,通过它的吸附、吸收、催化等效应将工业废气中的气、

液相污染物预先净化,然后再把烟气中的固相污染物同时去除,这种技术称为预附层过滤。采用预附层技术处理高粘性粉尘,可使除尘器阻力下降、效率提高。

(3)过滤袋材质选择。它由滤布和固定框架组成,要求滤料耐温、耐腐、耐磨,有足够的机械强度、除尘效率高、阻力低、使用寿命长,成本低。滤料按滤料材质分,有天然纤维、无机纤维和合成纤维;按滤料结构分,有滤布和毛毡。毛毡整个均匀分布着纤维,容尘均匀,采用较高的过滤风速在毡内进行过滤,需要有强有力的清灰措施;棉毛织物适用于净化有腐蚀性、温度在80℃～90℃以下的含尘气体;尼龙织物(最高使用温度80℃)耐磨性好,适合过滤磨损性强的粉尘如粘土、水泥熟料、石灰石;奥纶(最高使用温度130℃)耐酸性好、耐磨性差,适用于净化有色金属冶炼中SO2烟气;涤纶(使用温度140℃)耐热、耐酸性能较好;针刺呢以涤纶、锦纶为原料织成底布并针刺短纤维,使表面起绒,容尘量大、除尘效率高、阻力小,经过硅酮树脂、石墨—聚四氟乙烯处理的玻璃纤维滤料(使用温度250℃)化学稳定性好、不吸湿、表面光滑,适用于水泥、冶炼、炭黑等高温烟气净化。

(4)过滤气速选择。过滤气速对除尘器的性能有很大影响。过滤风速增大能减小总过滤面积、降低投资,但是阻力增大、除尘效率下降、滤袋寿命降低;过滤风速降低时阻力低、效率高,但是需要设备增大尺寸。根据它的清灰方式、滤料、粉尘性质、处理气体温度等因素,每一个过滤系统都有一个最佳过滤气速。一般细粉尘的过滤气速要比