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电袋复合式除尘器的设计与应用

作者:广州新瑞环保     来源:www.xinruiep.com     发布时间:2018-09-13 11:50:40

 摘要:本文介绍电袋复合式除尘器的机理,以及电袋复合式除尘器在电力行业的应用突破。这种新的除尘方式综合了二种传统除尘—电除尘和布袋除尘的收尘优点,先通过前级电场捕集大量粉尘,再通过后级布袋除尘捕集细微粉尘,实现了电除尘和布袋除尘有机结合的构思。是除尘机理和方式上的一项重大创新和突破。

关键字:电袋复合式除尘器;除尘效率;突破

电袋复合式除尘器的设计与应用

1前言

随着经济的快速发展,人民生活水平的日益提高,国家对大气质量控制要求越来越严,同时也对除尘设备的性能及可靠性提出了更高的要求。电除尘器和布袋除尘器是工业烟气净化设备中最重要的二种传统除尘设备,它们在以往的工业粉尘治理中发挥了主导作用。但在新形势下,它们都分别存在了自身难以逾越的不足,而本文介绍的电袋复合式除尘器以其独特的构思,充分发挥了电除尘器和布袋除尘器的优点,又同时抑制各自的缺点,使得这种除尘方式大大提高了整机综合性能,成为满足新的排放标准要求的高可靠、高效率新型除尘器。

2常规电除尘器面临的问题

电除尘器是利用强电场电晕放电使烟气电离、粉尘荷电,在电场力的作用下使粉尘从烟气中分离出来。其特点为:

(1)电除尘器本体压力损失小,一般<300Pa.;

(2)能处理大规模工业烟气;

(3)耐高温,可在400℃以下运行;

(4)主要部件使用寿命长,维护简便。

但电除尘器的主要缺点是除尘性能受粉尘物理和化学特性影响很大,对于高比阻粉尘、细微粉尘及高粘性粉尘等应用效果不理想。为提高除尘效率,大幅度增大集尘面积,造成投资不经济,甚至在一些特殊工况场合无法正常使用。

3常规袋式除尘器存在的不足

布袋除尘器也称过滤式除尘器,它是利用纤维状编织物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中的固体颗粒物,其特点为:

(1)除尘效率极高,出口排放稳定,容易实现≤30mg/Nm3排放;

(2)除尘效率不受粉尘特性的影响;

(3)对微细粉尘(粒径为PM10的粉尘)的收集可以通过滤料技术提高和解决;

(4)对捕集二恶英(Dioxin)和SO2等有害气体也有一定程度作用。

但布袋除尘器却存在如下不足:

(1)运行阻力大,一般为1500~2000Pa,造成系统阻力大,除尘器后的引风机功率大,运行费用高;

(2)滤袋寿命有限,更换滤袋费用高,工作量大;

(3)化学纤维滤袋不能承受高温烟气通过,对烟气中的水分含量和油性含量也有较严格的要求。

4电袋复合式除尘器的构思

4.1提出

(1)充分利用适合处理大烟气量和第一电场收尘绝对量大的特点,最大限度发挥电除尘器的特长,在新型除尘器中前级布置为电除尘器。

(2)在大量粉尘被前级电除尘器捕集后,后级采用拦截式的高效布袋除尘器,此时滤袋的粉尘负荷大大降低,阻力减少,清灰周期延长,布袋除尘器的缺点被弥补,而布袋除尘高效率、对粉尘特性要求低等一系列优点得到发挥。

(3)新型除尘器的布置方式、占地位置应与常规除尘方式相当,设备的性能价格比应当得到提高。

(4)新型除尘器的除尘效率等性能指标有明显的优势,并保证做到长期稳定、高效运行,检修维护工作量小,运行费用低。

4.2电袋复合式除尘器的机理

(1)由电除尘收集粉尘总量的80%~90%,由布袋除尘器收集剩下10%~20%的粉尘。

(2)烟气中荷电粉尘的作用

a、扩散作用:带相同电荷的粉尘相互排斥,迅速在后级空间扩散,形成均匀分布的气溶胶悬浮状态,使得后级布袋各室浓度均匀,流速均匀。

b、吸附和排斥作用:带异性电荷的粉尘相互吸附,产生电凝并作用,使细颗粒粉尘凝并成较大颗粒粉尘利于捕集;相同极性粉尘相互排斥,使得沉积到滤袋表面的粉尘颗粒排列有序,形成的粉尘层透气性好,孔隙率高,剥离性好。

电袋复合式除尘器的设计与应用

4.3应用实践

在提出电袋复合式除尘器的思路和构想之后,一直在不断地充实、完善这一思想和技术方案。2002年率先在国内推出了第一台电袋复合式除尘器,并在水泥厂成功投入工业运行,接着又在水泥行业投入了第二台电袋复合式除尘器。2004年,将这种新型除尘器应用于电站锅炉除尘改造工程,突破了电力行业的实例,使这一技术应用实践领域不断拓宽。

5电袋复合式除尘器在电力行业的应用突破

5.1在电力行业应用技术上应解决的主要问题

(1)根据烟气工况特点解决长寿命滤料的选用问题;

(2)根据锅炉点火燃油工况,要解决滤袋防粘油问题;

(3)根据电厂运行特点,保证前级电场高效投运,解决电场的结构问题和高压电气的控制问题;

(4)解决好电场与布袋之间的气路联接和气流分布问题;

(5)解决燃烧煤种变化引起烟气工况变化的滤袋阻力控制问题;

(6)解决锅炉出现各种异常故障时的滤袋保护问题。

5.2典型项目的应用实例

5.2.1工程背景

国内某电厂50MW机组改造工程,工程参数如下:

(1)锅炉类型:循环流化床;

(2)锅炉最大连续蒸发量:240t/h;

(3)最大耗煤量:32.18t/h;

(4)空气予热器型式:卧式、末级为热管式;

(5)原有除尘器;单室三电场电除尘器;

(6)除尘器改造目标:≤30mg/Nm3。

为达到排放要求,同时减少改造时间,减少投资,业主经过多方论证后,决定采用环保的电袋复合除尘器。

电袋复合式除尘器的设计与应用

5.2.2改造方案

(1)保留原有电除尘器的进口喇叭和第一电场,以及钢支架、灰斗、壳体和保温等。

(2)原第一电场进行壳体、阳极板排清洗,更换第一电场的极线,并校正调整极距,对振打装置和电场进行全面检修。

(3)原后面二、三电场阴阳极系统拆除,改为布袋除尘,安装了导流装置以保证烟气流过布袋的气量分配。

(4)为保护滤袋,采用喷水降温方法。

(5)设预涂灰装置。

5.2.3电袋复合除尘器的性能参数

处理烟气量:460000m3/h;

烟气温度:140℃;

入口浓度:23.94g/Nm3;

出口浓度:≤30mg/Nm3;

进出口阻力:≤1200Pa。

(1)前级电场部分技术参数(保留原一电场)

总流通面积:101.2m2;

电场数:1个;

单电场有效宽度:9.2m;

电场有效长度:3.75m;

总集尘面积:1898m2;

阴、阳极板形式:C型板+芒刺线。

(2)后级布袋除尘技术参数

总过滤面积:6221m2;

滤袋规格:Φ160x7000mm;

总滤袋数量:1768;

滤袋材质:覆膜PPS。

(3)电袋复合式除尘器出口烟气排放浓度及保证值:≤30mg/Nm3。

5.2.4电袋复合式除尘器运行效果

该台电袋复合式除尘器于2005年春节前进入试运行及调试,在此期间经受了锅炉点火多次且连续长时间燃油过程的反复考验。滤袋未发现任何明显的黏污现象。2005年5月机组投入正式运行后,电袋复合式除尘器运行参数稳定,阻力在设计值范围内,除尘效率令人满意。整个除尘系统电耗也比常规布袋除尘器明显减少,其综合性能表明,这种新型的除尘设备具有非常独到的特点和应用价值,尤其对于改造提效应用方面优势明显。

6电袋复合式除尘器的应用前景

电袋复合高效除尘器作为提高除尘效率和有效控制微细粒子粉尘的新一代节能环保产品,显示出强大的生命力。随着环保要求的提高以及强化微细粒子控制的要求,新上项目的电除尘器和有相当部分正在运行的电除尘器需要提高除尘效率,减少排放。采用电—袋复合除尘技术,比单纯加大电除尘容量或改造成袋式除尘器具有更好的技术可靠性及经济性。尤其对高比电阻(大于1012Ω·cm)粉尘、低硫煤粉尘和脱硫后的烟气粉尘,采用电袋复合除尘技术进行技术改造更具技术优势和经济优势。

7结论

电袋复合式除尘器是一种新型高效率、高可靠型除尘器,该产品将电除尘和布袋除尘两种成熟技术有机结合在一起,取长补短,充分发挥了电除尘在第一电场中能大量收尘及布袋除尘对粉尘粒度和比电阻不敏感、排放浓度低的优点,是满足更加严格排放标准的新一代除尘设备。可应用于电力、建材、冶金等行业,尤其是对于老式电除尘器的提效改造更具优势(基本保持原有占地位置,排放浓度做到小于50mg/Nm3标准)。该产品的成功开发是我国除尘技术的又一项重要突破。