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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(rǎn)物之一。據統計每人每天吸入的空氣量遠遠超過每天的飲水量和(hé)進食(shí)量 ,在這些吸入的空氣中經常(cháng)攜帶著大量的顆粒物 ,對人體健康產生了重大的影響。研究發現 ,大氣(qì)中(zhōng) SO2、NOx和 CO等(děng)汙染物的含(hán)量與人類死亡(wáng)率(lǜ)並沒有緊密的聯係 ,而可吸入顆粒物則成為(wéi)導致人類死亡率上升的主要原因 。在我國各大城市的汙染物監測中(zhōng)發現 ,總懸浮(fú)顆粒物 (TSP) 70 %以上的來源是燃燒過程 ,目前我國工(gōng)業鍋爐每年的煙塵排放量約6~8Mt ,占全國煙塵總排放量的 33 %~35 %,可見減少鍋爐燃燒(shāo)煙塵排放對改善大氣質量有著舉足(zú)輕重的作用(yòng)。
1 煙氣除塵技術概述
煙(yān)氣除塵技術按其工作(zuò)原理可(kě)分為機械力作用和靜(jìng)電力作用兩大類 ,其共同特點是使含顆粒物的氣體通過某個力場或電場 ,通過力場或電場(chǎng)的作用使顆粒物從氣體中分離出來。在工業實(shí)際中 ,根據(jù)除塵機理的不同(tóng) ,習慣(guàn)上將除塵技術分為以下 4類 :①機械式除塵技(jì)術。利用機械力 (重力、慣性力(lì)和離心力 )作用進行除塵的技術 ,一般作為預除塵器在煙氣淨(jìng)化中使用。如旋風分離器、靜電除塵器及袋式除塵器的沉降室等。 ②靜電除塵技(jì)術。利用電場力對荷電粒子的作用(yòng)進行(háng)氣固分(fèn)離的技術 ,是目前(qián)電廠燃煤鍋爐(lú)普遍采用的煙氣(qì)除塵技術。
③過濾除塵技術。使煙氣通過織物或多孔(kǒng)的填料層 ,利用過濾機理進行(háng)除塵的技術 ,主(zhǔ)要包括袋式除塵技術及顆粒層除塵技術。袋式除塵技術具有很高的除塵效率 ,應用廣泛 ,隨著(zhe)環保要求的不斷提高 ,正在逐步取代靜電除塵(chén)器而成為電廠(chǎng)燃煤(méi)鍋爐的主要除塵手段。 ④濕式除塵技術。濕式除塵技術也叫洗滌式除塵(chén)技(jì)術 ,是利用液滴或液膜洗滌煙氣進行除塵的技術 ,包括低能洗滌技術或高能文氏管除塵技術。濕式除塵器(qì)能夠有效地除掉 011μm以上的顆粒物 ,同時對其他(tā)氣體汙染物也具有一定(dìng)的脫除(chú)作用 ,缺點是存(cún)在廢水二次汙(wū)染和汙泥處理問題。
2 電站鍋爐除塵(chén)器(qì)及選擇
目前電站鍋爐采用的(de)除(chú)塵器主要有靜電除塵器、布袋除塵器及電袋組(zǔ)合式除塵器。
211 靜電除塵器及其應用(yòng)情況
1)靜電除(chú)塵器的基本(běn)原理及特點(diǎn)。首先通過電暈放電建立一個(gè)高壓電場 ,當氣流從中通過
時 ,顆粒物 (包括焦油霧滴 )與正負離子碰撞帶電 ,並(bìng)在電場力(lì)的(de)作用下定向移動 ,在集塵極放電聚集 ,後達到煙氣除塵(chén)的(de)效果(guǒ)。電除塵器的主要(yào)優點 :①初期(qī)除塵效率能達到 99 %,能捕集 1μm以下的(de)細微粉塵 ,但從經濟方麵考慮 ,一般控(kòng)製一(yī)個合理的除塵效(xiào)率。②處理煙氣(qì)量大 ,可(kě)用於高溫(wēn) (可高達 500 ℃)、高壓(yā)和高濕 (相對濕度可達 100 %)的場合 ,能連續運轉 , 並能實現自動化。 ③具有低阻的特點 ,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 ,需高壓變電和(hé)整流設備 ,高壓(yā)供電設備的輸出(chū)峰值電壓通常為 70~100kV ,投(tóu)資高(gāo)。 ②製(zhì)造、安裝和管理的(de)技術水平要求較高。 ③不具備離線檢修功能 ,一旦設備(bèi)出現故障 ,或者(zhě)帶(dài)病運行 ,或(huò)者隻能停爐檢修。
2)影響靜電除塵器工作的主要因素。研究表(biǎo)明 ,影響電除塵器除塵效率的主(zhǔ)要因素有 :①灰的比電(diàn)阻。電除塵器對灰的比(bǐ)電阻要求較高,高比電阻粉塵在集塵極上的堆(duī)積造成反電暈,低比電阻粉塵的二次飛揚可造成靜電除塵(chén)器的效率明(míng)顯降低。就是說電(diàn)除塵器僅對比(bǐ)電阻值在一定範~2 ×1010 Ω·cm)的灰塵具(jù)有脫除作(zuò)用,當比電阻值超出(chū)這個範圍 ,無論是比電阻值(zhí)過高或過低 ,除塵效率(lǜ)都會急劇降低 ,灰比電阻與除(chú)塵效率的關係見圖 1。 ②燃煤含硫量。硫含量在 110%以下的低硫煤 (尤(yóu)其是硫含(hán)量小於 015 %)燃(rán)燒後的灰塵利用電除(chú)塵器就難以脫除。 ③振打裝置的結構。電暈極(jí)與集塵極均需要振打裝置 ,傳統的(de)振打方(fāng)式多為重錘在陽極排側(cè)麵周期振打 ,而(ér)為了使陽極板保持(chí)足夠的剛度 ,避免在運行中彎曲變形 ,通常有防風溝和凹凸槽 ,這種結構會對電場中氣流的(de)均勻性產生影響(xiǎng) ,進而影響其除塵效率。 ④粉塵粒徑分布。實踐證明 ,傳統的幹式靜電除塵器( ESP)對 PM215級以(yǐ)下的顆(kē)粒收集效率很低。 ⑤對初始濃度大於 30g/ m3的含塵氣體需設置預處理裝置。

212 布袋除(chú)塵器(qì)及其應(yīng)用情況
1)布袋除塵器的基本原理(lǐ)及特點。
布袋除塵器是過濾式除塵技術的一種 是利用多孔過濾介質 (濾袋(dài) )捕捉並分離顆粒物進行(háng)除塵的技術。根據煙氣特性 ,濾袋的材質可以是天然纖維、化學合成纖維、玻(bō)璃纖維、金屬纖維或其他材料。隨著濾料不斷改進,袋式除(chú)塵(chén)器已逐步在鍋爐除塵領(lǐng)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(xiào)率高,可達到9919 %以上。②附屬設備少,投資省(shěng),技術要求比電除塵器低。③能捕集比(bǐ)電(diàn)阻高,電除塵(chén)難(nán)以回收的粉塵。④性能穩定,對負荷(hé)變化適應性好,運行管理簡(jiǎn)便,特別適宜捕集細微而幹燥(zào)的粉塵,所收的幹塵(chén)便於處理和回收利用(yòng)。⑤適(shì)合生產全過程除(chú)塵,降低總量(liàng)排放。
布袋除(chú)塵器的缺點(diǎn):①用於(yú)處理相對濕度高的含塵氣體時應采取保溫措施(shī)(特別是冬季) ,以免結露造(zào)成(chéng)“糊袋(dài)”。的含(hán)塵氣體時,(特別是冬季) ,以免結露造成“糊袋”
。②用於(yú)淨化有腐蝕性氣體時 ,應選用適(shì)宜的(de)耐腐蝕濾料 ;用於處理(lǐ)高溫煙氣時(shí) ,應采取降溫措施 ,將煙溫降到濾袋長期運轉所能承受的溫(wēn)度(dù)以下 ,並盡可能采用耐高溫的(de)濾(lǜ)料。③阻力(lì)較大 ,一般壓力損失為 1000~1500 Pa。 ④由於國內技術(shù)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素。
①氣布比(bǐ) (過(guò)濾風速 )的選擇(zé) :氣布比選擇(zé)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命。氣布比過大會影響到濾袋的使用和除(chú)塵器的除塵效率 ;過小則影響到整套設(shè)備的投資及運行費用 ,無法(fǎ)保證合理的經濟性。 ②氣(qì)流分布 :袋(dài)式除塵器的氣流分布要求與靜電除塵器截然不同 ,進(jìn)入靜電除塵器的煙氣要求均(jun1)布 ,而袋式除塵(chén)器的氣流要求合理的分布 ,氣流分布的好壞直接影響(xiǎng)到除塵器濾袋的壽(shòu)命、設備阻力、除塵效率、鍋爐係統安全等。是對袋(dài)式除塵器整機性能考核的關(guān)鍵參數 ,也是評價袋式除塵器裝機水平高低的標誌性參數之一。
213 電袋組(zǔ)合式除塵器(qì)及其(qí)應用情況
1)電袋組合式(shì)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(hé)有機結合電除(chú)塵器與布袋除塵器的除塵優點 ,先(xiān)由電場捕集煙氣中大量的粉塵(chén) ,再經過布袋收集剩(shèng)餘細微粉塵的一種組合式高效除塵器。具有除塵穩定 (不大於 50 mg/ m3)、性能優異的特點。
電除塵布袋除塵結(jié)合方式不同 ,其除(chú)塵原(yuán)理也(yě)不一樣。比較常見的(de)有兩種方式 :一種是(shì)在電除塵後(hòu)再接一個布袋除塵器(qì) ,通過電除塵之後剩餘的比較細小的(de)粉塵顆粒由布袋除塵除掉,這 種方式是目前常(cháng)見(jiàn)的電袋除塵器結構型式。安(ān)慶石化熱電廠(chǎng) 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(dá) 99.99 %。第二(èr)種結(jié)構 ,是電除塵和布袋除塵並列運行(háng) ,原理相對複雜些 ,電布單元不分先後對(duì)煙氣處理 ,隻是(shì)煙氣必須通過(guò)布袋(dài)除(chú)塵過濾才排放。主(zhǔ)要(yào)優點是清灰時能相互彌(mí)補 ,真正地解決(jué)二次揚塵問題(tí) ,但目前還處(chù)於開發階段 ,工業化應用的較少。
2)電袋組合式除(chú)塵器的優點。
①適應性強 ,可以捕集不同性質的粉塵 ,能在煙氣(qì)參數發(fā)生較大波動時穩定(dìng)工作 ,無二次揚塵和飛灰現(xiàn)象。 ②設備體積小 ,濾袋使用壽命長 ,設備阻(zǔ)力在 1000 Pa以下,電能消耗低,運行費用(yòng)省。③經過預處理和電除塵部分的冷(lěng)卻,有效避免了糊袋、燒袋現(xiàn)象(xiàng)的發生,保證係統正(zhèng)常運行。④清灰周期長、氣源能耗小。 ⑤一次性投資少 ,運行維護費(fèi)用低。
由於濾袋收集的粉塵量少 ,阻力上升緩慢 ,其清灰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(de) 1/ 3。濾袋阻力變化與粉塵濃度(dù)的關係見圖
2。適量提高過濾風速可減少濾袋、閥件等數量以降低設備成本及費用 ,運行能耗(hào)低(dī)和濾袋使用壽命(mìng)長降低了運(yùn)行及維護成本。電袋布袋清灰周期比較見圖 3。

綜上所述 ,電袋複合除(chú)塵器著重解決了當前除塵器常見的三大(dà)難題 :電除塵器的排放難題 ;布袋除塵器的阻(zǔ)力大的(de)難題(tí) ;布袋除塵器袋使用壽命(mìng)短難題。
214 除塵器性能比(bǐ)較表

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

3 除塵器的選型原則
通常評價除塵係統性(xìng)能優劣的主要指標有除(chú)塵效率、通風阻力、處理風量、漏風率、耗鋼量(liàng)、工程一次性投資、運行(háng)費用、占地及使用壽命等。對於鍋爐除塵方案 ,需要根據煙塵特性 (物理(lǐ)特性和化學特(tè)性 )、煙塵濃度、排放要求等因素綜合考慮並通過技術經濟比較進行確定。對於電廠燃煤(méi)鍋爐尤其是循環流化床鍋爐 ,由(yóu)於爐內添加石灰石粉造成除塵器入口含塵(chén)濃度增加同時造成煙塵比(bǐ)電阻的升(shēng)高(gāo) ,使用電除(chú)塵器很難滿足日益嚴(yán)格的環保排放要求 ,除塵方案(àn)應優先考慮布袋除塵器或電袋除塵器。當煤粉(fěn)爐尾部采用幹法 /半(bàn)幹法脫硫時 ,由於煙氣中煙塵含量很高 (1000 g/ m3) ,應優(yōu)先考慮選(xuǎn)用電袋(dài)除塵器或其他預除塵(chén)器 與(yǔ)布袋除(chú)塵器結合使用。


