垃圾焚烧烟气处理中袋式除尘器的设计要点

垃圾焚烧烟气处理中袋式除尘器的设计要点

摘?要介绍了垃圾焚烧的工艺流程，针对垃圾焚烧烟气的成分及特性，结合“太仓垃圾焚烧发电厂二期工程—烟气净化系统”，对袋式除尘器的设计要点做简要阐述。

关键词垃圾焚烧；脉冲袋式除尘器；高温；酸性气体；ptfe 中图分类号 x701 文献标识码 a 文章编号

1673-9671-(2012)052-0124-02

随着人类社会的不断进步、生活水平的日益提高，人们对生存环境越来越关注，对大气环境质量的要求越来越严格。除尘工程是防治大气污染的重要内容，从烟气中将固体粒子分离出来的设备称之为除尘器，袋式除尘器则是治理大气环境污染的高效除尘设备。本文对“太仓垃圾焚烧发电厂二期工程—250 t/d垃圾焚烧线及烟气净化系统（以下简称本工程）”中袋式除尘器的设计要点做简要阐述。

1 烟气除尘系统简介

垃圾焚烧烟气工艺流程：

本工程烟气除尘系统工艺如下：生活垃圾在炉排炉内燃烧，产生的灰渣由排放点的不同分为炉渣和飞灰，从焚烧炉燃烧室底部排出的是炉渣，飞灰从燃烧室顶部随烟气进入余热锅炉，由余热锅炉排出的烟气进入冷却塔，使高温烟气温度降至酸露点以上10℃～20℃，随后进入反应塔充分与石灰、水进行脱酸反应，通过活性炭

喷射至反应塔的旋风分离器出口与布袋除尘器进口的烟道中，完成酸性气体脱除、二恶英类物质的吸附、重金属的吸附后，最后进入袋式除尘器。通过布袋过滤，将烟气中的灰尘、反应生成物捕捉后，经引风机排入烟囱。烟气处理流程见图1。

2 烟气条件及特点

生活垃圾焚烧烟气除尘具有以下特点：①余热锅炉排出的烟气危害大。烟气主要含有二氧化硫（so2）、氮氧化物（nox）、可吸入颗粒物、有机剧毒性污染物（二英、呋喃）、重金属等；②烟气温度高，最高可达240℃；③烟气含湿量高，露点温度高。由于较多水分的存在，且含有酸性气体，因而烟气的露点温度较高，约为140℃；

④烟尘颗粒细，密度小；⑤由于含有大量酸性气体，和水易于生成酸性物质。本工程烟气量及其组成列于

表1。

3 除尘器设计

袋式除尘器是垃圾焚烧烟气处理工艺流程中的末端装置，进入除尘器的烟气含水多、温度高、具有腐蚀性，此时袋式除尘器不仅仅是颗粒物分离器，还是有害气体净化反应床。所以除尘器设计时必须加以注意。

3.1 滤料材质

本工程锅炉排放的烟气成分复杂，除尘设备运行温度较高（～170℃）。上游烟气中的含碳飞灰、脱酸剂以及反应生成物等掺混在

一起被滤袋捕集，在滤袋表面形成一层粉尘层。粉尘层同时又是反应膜，利用其吸附、催化作用进一步分解sox、hcl、nox等有害气体。在此运行环境中，除尘设备必须具有优良的清灰再生性能，及耐温、耐腐、耐水解型滤料。为满足以上要求，本工程选用“纯ptfe 基布+ptfe覆膜”复合滤料作为滤袋材质。覆膜滤料可实现表面过滤，使粉尘只停留于表面、容易脱落，提高滤料的剥离性。

ptfe是聚四氟乙烯的简称，具有出色的化学稳定性能，俗称“塑料王”。ptfe是大分子线型结构，它的结晶熔点是327℃，可长期在-180℃～260℃范围内使用，耐酸碱、抗腐蚀；能抵抗氧化和表面污物，不变脆。ptfe大分子的表面自由能很低，具有高度的不粘附性和极低的摩擦系数。本身不断裂、不燃烧，其“极限氧指数”（loi）高达95%。同时不会水解，几乎比任何已知材料的抗蒸汽渗透性都好。它能在寿命期限内始终保持优秀的物理和化学性能。

3.2 袋笼

袋笼安装于滤袋内部，上口设有保护圈，其作用是支撑整个滤袋并保护滤袋的袋口；底部设有底碗，保护滤袋底部不被喷吹气流损伤。袋笼材质选用20＃钢，表面进行有机硅防腐和耐高温处理。袋笼竖筋不可太密，以免增加其与滤袋贴合部份的面积，减小滤袋的有效过滤面积，影响过滤速度及清灰效果。

3.3 内旁通装置

箱体内设置旁通阀，正常运行时烟气由中间风道进入设备过滤

区。当进入除尘器烟气的温度高于设定温度（如220℃），或者系统出现故障以及焚烧炉投油助燃时，为确保滤袋和系统安全，打开旁通阀门，烟气进入内置旁通管路，从除尘器出口直接排空。旁通阀门控制为自动和手动二种方式，自动方式由温度控制，控制可以通过仪表设定。

除尘器在运行过程中，烟气温度一般在140℃～170℃波动，烟尘中含有nox及sox等气体，在锅炉爆管、水汽很大的情况下，烟尘将变为强酸气体。另外，在脱硫的过程中，投入的过量石灰粉会使烟气呈现弱碱性。在这种情况下，旁通阀密封采用耐高温（300℃）、耐酸碱的氟橡胶。

3.4 灰斗及钢结构

灰斗上部与箱体、立柱顶部连续焊接，下部接输灰装置。生活垃圾焚烧产生的烟尘流动性很差，为避免脱硫灰在灰斗内的堆积，灰斗的各个立体夹角不大于收集灰尘的安息角，本工程灰斗四壁与水平面的最小夹角为65°。外壁设有空气炮清灰装置，防止灰的搭桥，保持输灰通畅。

钢结构顶部与箱体连接处设置滑块，用来消除钢材在温度变化时产生的线膨胀应力。滑块固定于立柱顶端，中箱体带动其上所有与高温烟气接触的部件可以在滑块上自由膨胀（收缩）滑动。滑块采用光滑不锈钢板和滑板相结合的结构，不锈钢板焊接于顶柱底部平面上，能在固定的滑板上自由滑动。不锈钢板采用sus304材料制

造，表面光洁度为ra6.3 μm，厚度为3 mm。滑板固定于立柱顶部平面上，采用聚四氟乙烯材质。滑板的材料不能是钢，否则可能造成滑板与不锈钢板的胶着粘合而失去滑动功能。钢结构的整体设计参考《钢结构设计规范》，标准号gb50017-2003。

3.5 热风循环系统

为防止系统启、停期间烟气温度过低，造成酸性气体在设备内结露，损坏布袋和设备，除尘器设有热风循环系统，包括加热器、风机、启闭阀、管道等。温度调节由电热器进行控制。

当除尘系统冷态启动或者烟气温度低于设定温度的限值时，热风循环系统开始工作，当灰斗温度检测信号达到设定值时，停止热风循环系统，控制信号取各灰斗温度检测信号中的最低值。热风循环系统启停控制与旁通阀门控制信号连锁，在任何情况下，旁通阀门打开时，必须立即停止热风循环系统。

3.6 保温

设备除了装有热循环风系统外，还在灰斗外部安装电加热管，并对设备进行整体保温，减少热量损失，以保持灰斗及箱体壁温高于烟气露点温度10℃以上，避免四壁过冷产生结露导致粉尘粘结，同时保温层也可防止人员被高温烫伤。本工程选用岩棉作为设备保温材料，岩棉是以天然岩石为主要原料而制成对纤维状松散材料。设备外表面保温层厚度按下式计算：

δ=λ（-）