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摘要:本文重点分析了干法脱硫除尘一体化设备中,脱硫系统对电除尘及布袋除尘器的影响,以及电袋复合除尘器在干法脱硫中的技术特点和需要解决的问题。
关键词:干法脱硫电除尘布袋除尘复合除尘器。
烟气脱硫技术(FGD)是当前应用最广,效率最高的脱硫技术,是控制二氧化硫排放、防止大气污染、保护环境的一个重要手段。对于燃煤电厂而言,在今后的一个相当长的时期内,FGD将是控制SO2排放的主要方法。他主要是采用吸收、吸附等方法,将烟气中的SO2吸收或吸附到溶液或固体上,从而净化烟气,达到脱硫的目的。它的种类按脱硫方式和脱硫产物的处理形式一般可分为干法,半干法和湿法三大类。
其中干法烟气脱硫是脱硫反应和脱硫产物处理均在干态下进行。该发具有无废水废酸排出、设备腐蚀小,烟气在净化过程中无明显温降、净化后烟温高、利于烟囱排气扩算的等优点,但存在脱硫效率低,反应速度较慢、吸收剂利用率低等问题,还需要解决。由于较好的避免了湿法技术存在的腐蚀和二次污染的等问题,近年来得到了迅速的发展和应用。
目前燃煤电厂中除尘器分为电除尘,布袋除尘和电袋复合除尘器三种,在干法脱硫除尘一体化设备中,研究烟气脱硫对各类型的除尘器有什么样的影响,有利于更好的了解脱硫除尘一体化设备,对脱硫除尘一体化系统中除尘器选型考虑有重要意义。
1干法脱硫对静电除尘单元的影响
1.1脱硫装置对粉尘浓度的影响
当烟气中喷入吸收剂后,符合除尘器电除尘单元入口粉尘浓度一般要提高3-12倍,符合除尘器电除尘单元入口粉尘浓度的提高完全取决于达到所需脱硫效率的吸收剂剂量和再循环量。在锅炉煤成粉剂,吸收剂成分不变的情况下,符合除尘器除尘单元入口粉尘浓度基本上随钙与硫比值的增大而上升。在含尘浓度太大时,则由电晕生成的离子灰吸附在烟尘上,此时离子迁移率达到极小值,收尘效果明显恶化,这种现象称为电晕闭塞。浓度对电晕电流和电厂强度的影响。烟气含尘浓度愈大,收尘效率也逐渐降低。
1.2脱硫装置对电除尘单元运行参数的影响
烟气脱硫时,脱硫塔内都采用喷水降温,以确保脱硫效率,致使经过塔后的烟气含湿量提高。含湿量的提高对于电除尘单元是有利的,水蒸气对于空气的去游离作用,使得电除尘单元在高压下稳定运行,且由于湿度的增大微细粉尘凝聚增加,提高的除尘效率;但如果电除尘单元保温性能不好,致使烟气温度江都露点以下加之一定量SO2和SO3的存在,易对除尘器电极系统及壳体造成腐蚀。
脱硫投入运行后,由于烟气湿度的增加,会使静电电除尘单元的运行电压,电流升高,略高于额定值。通过将电除尘器的自动电压调节运行方式转换为定压调节运行方式,可以使电除尘稳定运行。
1.3脱硫装置对粉尘比电阻的影响
电除尘单元对粉尘的电阻率要求严格,电阻率太小(<104Ω•㎝),则已经沉积的粉尘将脱硫收尘极而重返气流,电阻率太高(>5*1010Ω•㎝)又难以捕集。电除尘单元最合适的电阻率范围是(109~1010Ω•㎝)。
燃煤烟气中飞灰的电阻率灰随烟气温度、湿度的变化而有很大的差别,在温度为120~150℃时,飞灰的电阻率可达到5*(1010~1011)Ω•㎝.根据飞灰的电阻率灰随温度和湿度的改变的原理,向燃煤烟气增湿,不仅可趋近绝热饱和温度,烟气温度一般由150℃降到70℃,烟气体积减小,湿度增大,使得烟气中粉尘的电阻率江都,利于电除尘单元的捕集。有研究表明,当烟气温度较低时,由于烟气中的水分和脱硫剂离子表面吸附,因而到点主要是沿着尘粒表面吸附的水分和化学膜进行的,温度较高时,导电主要是通过粉尘本体内部的电子和离子进行。
1.4干法烟气脱硫系统,由于脱硫塔内脱硫剂和水的喷入以及高浓度的灰循环,引起烟尘性质的变化,给脱硫塔后的电除尘设置带来了一定的影响。
(1)干法烟气脱硫的脱硫塔内浓度较高,粉尘浓度的增加一方面导致无法满足日益严格的环境保护标准。另一方面随着粉尘浓度的增大,使电除尘器二次电流减小,导致除尘效率降低,严重时会导致电晕闭塞现象。通过实验可以了解到脱硫对粉尘浓度的影响程度,从而分析脱硫对电除尘单元的影响,进而采取措施。例如:在脱硫塔之前增加预除尘器。
(2)系统投入运行后,由于烟气湿度的增加,会使静电除尘器的运行电压、电流升高,率高于额定值。可以采取措施如通过将电除尘的自动电压调节运行方式转换为定压调节运行方式,可以使电除尘稳定运行。
(3)由于烟气SO2和SO3以及脱硫导致烟气温度增大等原因,粉尘的电阻率会下降,从而影响电除尘的除尘效率(除尘效率会有所提高)。
2.干法脱硫对布袋除尘单元的影响
2.1布袋除尘单元具有一定的脱硫作用的机理分析
烟气经过脱硫反应,大部分SO2被除去,进入布袋除尘的烟气携带着一部分固体颗粒物,固体颗粒物里面含有碱性飞灰和未反应的脱硫剂。烟气通过布袋除尘时,固体颗粒物附着在滤袋表面,一部分粉尘渗透到滤袋纤维层内,使得纤维空隙减少,之后而来的粉尘和已被滤袋阻留的粉尘接触而形成一个集合群体,形成一定厚度的粉尘层,这个粉尘层相当于一个固定的床反应器,烟气中剩余的SO2与粉尘层中碱性物质反应,粉尘层越厚,脱硫效率越高。
2.2脱硫装置对布袋除尘单元阻力的影响
干法烟气脱硫中,布袋除尘单元滤袋上有一些脱硫产物聚集在上面,在进绝热温度比较小的情况下运行,灰的黏附性较强,布袋除尘单元的滤袋表面灰层较厚,在清灰过程中不易清除,从而导致布袋除尘单元阻力升高,负荷增大,寿命减少。
3总结和研究
脱硫对除尘器的影响可以归结为:脱硫导致粉尘浓度的增加,会引起电除尘除尘效率下降,脱硫导致粉尘湿度增加,会使电除尘运行电压和电流升高,率高于额定值;由于烟气SO2和SO3以及脱硫导致烟气湿度增大等原因,粉尘的比电阻会下降,从而影响电除尘的除尘效率;脱硫导致布袋除尘阻力升高。
众所周知,目前静电布袋复合除尘器的技术优势明显,经济性突出,从我国燃煤电厂除尘现状看,该技术具有开发的必要性,但是应用于干法脱硫仍需要解决一下一些问题:
(1)静电除尘器和布袋除尘之间的结合形式,结合间烟气分配的均匀性问题;气流的均匀性既影响电除尘的除尘效率,又影响布袋除尘器滤袋的寿命。在大型静电除尘器内烟气通常为水平流动方式,而布袋除尘器传统的进气方式为下进气。因此,需要采取适当的气流分布措施,既能满足在电除尘和布袋除尘都能均匀分布,又尽量减少压力损失。
(2)供电条件和电极配置结构、结构参数的优化,选择合适的供电条件和电极配置结构、结构参数有利于降低设备费用,合理分配电除尘和布袋除尘的符合,便于系统的整体优化。
(3)选择合理的布袋除尘器参数,根据进入布袋除尘器烟气的粉尘浓度、颗粒度选择气布比,确定喷吹压力、清灰周期、脉冲宽度。合理的参数选择有利于确保除尘效率,江都运行费用。荷电粉尘对布袋除尘的影响也是需要研究的。
(4)针对燃煤电厂的锅炉烟气特性,建立电袋复合除尘的控制运行模式。
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【作者简介】姓名:王黎锋工作单位:山东电力建设第三工程有限公司职务:锅炉专业工程师。