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浅谈烟气除尘设备的工艺设计
作者:管理员    发布于:2017-09-26 09:02:25    文字:【】【】【

  张博然(哈药集团制药总厂,黑龙江哈尔滨150000)我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,煤炭产量占全国一次能源生产总量的75%左右,其中用于火力发电所消耗的原煤,占到原煤总产量的1/2左右。如此规模庞大的燃煤消耗,必然会造成巨大数量的烟尘排放,这已成为我国大气环境最主要的污染源,并制约电力工业可持续发展的一项主要因素。

  据新闻媒体的介绍,截止2002年为止,中国燃煤电站装机约占电力总装机的73%,达到258000MW.为保证国民经济的快速发展和人民生活水准的提高,我国电力工业仍将高速发展,预计2020年将达到657780MW,2050年达到1167250MW,而且仍会以火电发电为主。届时,火电燃煤将占全国燃煤70%以上。与此同时,治理煤烟污染的力度,必须大力增强,才能适应“经济、社会和环境协调发展”

  的要求。

  自1995年起,我国城市的空气质量总体有明显好转的趋势,但烟尘污染状况仍不容乐观,全国有63.2%的城市的空气质量未达到二级标准。颗粒物仍然是影响城市空气质量的主要污染物之一。提高燃煤火力电厂的烟尘净化水平,依然任重道远。

  工业除尘设备是净化工业气体的主要设备之一,也是环境保护设备的重要组成部分。按照除尘设备的除尘机理与功能的不同,根据H/T11-1996环境保护设备分类与命名的规定,除尘设备分为七种类型:(D重力与惯性除尘装置:重力沉降室、挡板式除尘器。(2)旋风除尘装置:单筒旋风除尘器、多筒旋风除尘器。(3)湿式除尘装置:喷淋式除尘器、冲激式除尘器、水膜除尘器、泡沫除尘器、斜栅式除尘器、文丘里除尘器。(4)过滤层除尘器:颗粒层除尘器、多孔材料除尘器、纸质过滤器、纤维填充过滤器。(5)袋式除尘器:机械振动式除尘器、电振动式除尘器、分室反吹式除尘器、喷嘴反吹式除尘器、振动式除尘器、脉冲喷吹式除尘器。(6)静电除尘装置:板式静电除尘器、管式静电除尘器、湿式静电除尘器。(7)组合式除尘器:为提高除尘效率,往往“在前级设粗颗粒除尘装置,后级设细颗粒除尘装置”的串联组合式除尘装置。

  我国火电厂燃煤过滤烟气除尘,主要采用电除尘器、文丘里洗涤器、斜板栅湿式洗涤器、多管旋风除尘器和水膜除尘器等。

  其中,文丘里洗涤、多管式旋风除尘以及水膜除尘,因其内部结构简单,除尘效率较低(文丘里洗涤、多管式旋风除尘为70%~80%,水膜除尘为80%~90%),对含有粉尘浓度较高的烟气,除尘后烟尘浓度很难达到国家烟尘的排放标准。而且水膜除尘器易发生烟气带水现象,造成引风机磨损和积灰振动等现象,影响了火电厂的锅炉安全运行。鉴于上述情况,20世纪90年代中期以后,国内新建火电厂已基本不采用这几类除尘系统或将此类除尘系统作为预除尘设备,即采用组合式除尘器。

  电除尘作为高效除尘系统自20世纪80年代初引入我国电力行业后,在短短的二十几年时间里得到广泛的应用。电力行业在电除尘器的安装、调试运行、维护检修和管理等各方面积累了较多经验。

  1烟气除尘工艺及除尘设备的确定除尘工艺过程涉及到固体颗粒的捕集、排放、回收等多个环节。

  这些过程均是以能量消耗为代价完成的,尤其是当处理的烟气量和含尘浓度比较大时,除尘系统的能量消耗是相当大的。由于烟尘净化一般不属于直接生产过程,过高的能量消耗又直接影响工业生产的经济效益,这些制约除尘工艺广泛和有效应用的主要因素,没有得到应有的重视,造成了严重的环境污染。因此,在保证除尘系统的排放符合国际或地方环境保护标准的前提下,保证除尘系统的除尘效率,尽可能地降低过高的能量消耗,是非常必要的。因而,综合除尘效率及节能要求的考虑,本设计拟采用二级除尘工艺。即利用旋风除尘器作为预除尘阶段,静电式高效除尘器为第二级除尘净化主设备。

  目前我国各火电厂应用的除尘器装置及性能如表所示:电站各种除尘器的性能娜式阻力,Pa揠姬,卩m!率f揠限a离心试除器洗mm器)式器器为有效降低烟气除尘的能量消耗,可采用多级除尘工艺方案。

  即以耗能较低的重力或惯性除尘装置为预除尘,以降低静电除尘的除尘负荷量来实现降低静电除尘装置的能耗。

  选用单区电除尘器,即粒子的捕集和荷电是在同一个区域中进行的,收尘极和放电极也在同一个区域。

  单区电除尘器按结构类型可分为立式和卧式电除尘。立式电除尘器中的气流式自上而下垂直运动,一般用于烟气流量较小,除尘效率要求不高的场合。立式电除尘器较高,气体通常直接排入大气,所以在正压下进行。它的主要优点是占地面积小。卧式电除尘器内的气流是沿水平方向流动。它的优点是按照不同除尘效率的要求,可任意增加电场长度和电场个数;能分段供电;适合于负压操作,引风机的寿命较长。本设计由于烟气量较大,电场多,分段供电等,因此采用卧式电除尘器。

  按清灰方式可分为干式和湿式电除尘器。干式清灰是通过冲击振动来剥离电极上的粉尘,收集的粉尘是干燥的,便于综合利用。湿式清灰是用水冲洗电极,一般只在易爆气体净化或烟气温度过高,设有泥浆处理设备时才使用。本设计清灰选用干式。

  电除尘器按电极形状可分为板式、管式和棒式电除尘器。板式电除尘器的收尘极呈板状。为了减少粉尘的二次飞扬和增加极板的刚度,通常将极板乳制成不同的凹凸槽型。管式电除尘器的收尘极由一根或一组截面呈圆形、六角形或方形的管子构成,放电极位于管子中心。通常用于除去气体中的液滴。棒式电收尘器的收尘极使用钢筋变成棒状,它结实,耐腐蚀,不易变形,但自重大,耗钢材多。

  本设计采用板式电除尘。

  按电极的大小分常规电除尘和宽间距电除尘器。同极距在400mm以上的成为宽间距电除尘,它在本体结构上与常规电除尘没有根本区别。但由于间距的加大,供电机组电压的提高,有效电场强度大,板电流密度均匀,电场驱进速度提高,有利于净化高比电阻粉尘,因此本设计采用宽间距电除尘。

  综上所述,本次设计选用卧式、板式、无辅助电极的宽间距(400mm)电除尘器。

  除尘器的排灰装置是除尘设备的一个重要组成部分,它的工作状况,会直接影响除尘器的运行和除尘效率。排灰装置分干式排灰装置和湿式排灰装置考虑到结构、占地面积、密封性、成本以及安全等因素,采用螺旋排尘器。

  为有效降低能量消耗,满足节能减排的要求,提高除尘效率,采用二级除尘工艺,即采用多管旋风惯性除尘器作为一级除尘,静电式除尘器作为二级除尘。此电除尘器在满足除尘效率要求的基础上,能够满足经济、环保的各方面要求。

脚注信息
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