锅炉烟气除尘技术

锅炉烟气除尘技术,主讲人：肖雪（64）2018.5.14,目录：,锅炉烟气简介,锅炉烟气除尘工艺,电站锅炉除尘器,一、锅炉烟气简介,锅炉简介锅炉是一种能量转换设备，把燃料中的化学能通过燃烧（剧烈的氧化反应）转化为热能，加热给水，以获得需要的热水或蒸汽的设备。锅炉烟气正常的锅炉由烟道排出的空气、烟尘及其他各种气体组成的混合气体。（烟尘、SO2、NOx、碳氧化物）,在我国各大城市的污染物监测中发现,总悬浮颗粒物(TSP)70%以上的来源是燃烧过程,目前我国工业锅炉每年的烟尘排放量约68Mt,占全国烟尘总排放量的33%35%,可见减少锅炉燃烧烟尘排放对改善大气质量有着举足轻重的作用。,二、锅炉烟气除尘工艺,锅炉除尘器：锅炉除尘器烟气通过进烟道进入文丘里，在喉部的入口被水均匀的喷入，由于烟气高速运动，因此喷入的水被其融化成细小的水雾湿烟气中的灰料，这样，灰料与水滴就发生了碰撞凝聚，尤其是料径细小的灰尘料可以被水雾水溶。（第一次除尘和脱硫）这些为灰料的分离做好充分的准备，此后进入筒体，迅速降低温度的烟气继续冲击池内的石灰水，烟气中的粉尘和SO2与池中的石灰水反应生成硫酸盐，在惯性力、重力、附着力、凝聚力的作用下沉入水底（第二次脱硫过程）,被烟气激起的水花，水雾与洗涤后的烟气在风机引力下，气水同时抬开，使烟气与石灰水充分反应，然后经叶轮脱水器进行气水分离，水经泄水管流进水池，并使烟气完成第三次除尘与脱硫，净化后的气体经过风机排入大气。,在工业实际中,根据除尘机理的不同,习惯上将除尘技术分为以下4类:机械式除尘技术。利用机械力(重力、惯性力和离心力)作用进行除尘的技术,一般作为预除尘器在烟气净化中使用。如旋风分离器、静电除尘器及袋式除尘器的沉降室等。静电除尘技术。利用电场力对荷电粒子的作用进行气固分离的技术,是目前电厂燃煤锅炉普遍采用的烟气除尘技术。,过滤除尘技术。使烟气通过织物或多孔的填料层,利用过滤机理进行除尘的技术,主要包括袋式除尘技术及颗粒层除尘技术。袋式除尘技术具有很高的除尘效率,应用广泛,随着环保要求的不断提高,正在逐步取代静电除尘器而成为电厂燃煤锅炉的主要除尘手段。,湿式除尘技术。湿式除尘技术也叫洗涤式除尘技术,是利用液滴或液膜洗涤烟气进行除尘的技术,包括低能洗涤技术或高能文氏管除尘技术。湿式除尘器能够有效地除掉0.1m以上的颗粒物,同时对其他气体污染物也具有一定的脱除作用,缺点是存在废水二次污染和污泥处理问题。,三、电站锅炉除尘器,目前电站锅炉采用的除尘器主要有静电除尘器、布袋除尘器及电袋组合式除尘器。,静电除尘器,基本原理首先通过电晕放电建立一个高压电场,当气流从中通过时,颗粒物(包括焦油雾滴)与正负离子碰撞带电,并在电场力的作用下定向移动,在集尘极放电聚集,最后达到烟气除尘的效果。,优点：,初期除尘效率能达到99%,能捕集1m以下的细微粉尘,但从经济方面考虑,一般控制一个合理的除尘效率。,处理烟气量大,可用于高温(可高达500)、高压和高湿(相对湿度可达100%)的场合,能连续运转,并能实现自动化。,具有低阻的特点,电除尘器压力损失仅100200Pa。,缺点：,设备庞大,耗钢多,需高压变电和整流设备,高压供电设备的输出峰值电压通常为70100kV,投资高。,制造、安装和管理的技术水平要求较高。,不具备离线检修功能,一旦设备出现故障,或者带病运行,或者只能停炉检修。,静电除尘器工作的主要影响因素：,灰的比电阻。电除尘器对灰的比电阻要求较高,高比电阻粉尘在集尘极上的堆积造成反电晕,低比电阻粉尘的二次飞扬可造成静电除尘器的效率明显降低。燃煤含硫量。硫含量在1.0%以下的低硫煤(尤其是硫含量小于0.5%)燃烧后的灰尘利用电除尘器就难以脱除。,振打装置的结构。电晕极与集尘极均需要振打装置,传统的振打方式多为重锤在阳极排侧面周期振打,而为了使阳极板保持足够的刚度,避免在运行中弯曲变形,通常有防风沟和凹凸槽,这种结构会对电场中气流的均匀性产生影响,进而影响其除尘效率。粉尘粒径分布。实践证明,传统的干式静电除尘器(ESP)对PM2.5级以下的颗粒收集效率很低。对初始浓度大于30g/m3的含尘气体需设置预处理装置。,布袋除尘器,基本原理布袋除尘器是过滤式除尘技术的一种,是利用多孔过滤介质(滤袋)捕捉并分离颗粒物进行除尘的技术。根据烟气特性,滤袋的材质可以是天然纤维、化学合成纤维、玻璃纤维、金属纤维或其他材料。随着滤料不断改进,袋式除尘器已逐步在锅炉除尘领域推广应用,并呈现长足的发展势态。,优点：,除尘效率高,可达到99.9%以上。,附属设备少,投资省,技术要求比电除尘器低。,能捕集比电阻高,电除尘难以回收的粉尘。,性能稳定,对负荷变化适应性好,运行管理简便,特别适宜捕集细微而干燥的粉尘,所收的干尘便于处理和回收利用。,适合生产全过程除尘,降低总量排放。,缺点：,用于处理相对湿度高的含尘气体时,应采取保温措施(特别是冬季),以免结露造成“糊袋”。,阻力较大,一般压力损失为10001500Pa。,由于国内技术还不成熟,脉冲阀等关键部件还需要进口。,用于净化有腐蚀性气体时,应选用适宜的耐腐蚀滤料;用于处理高温烟气时,应采取降温措施,将烟温降到滤袋长期运转所能承受的温度以下,并尽可能采用耐高温的滤料。,影响袋式除尘器工作的主要因素：,气布比(过滤风速)的选择：气布比选择的合理与否,直接影响到袋式除尘器的除尘效率及使用寿命。气布比过大会影响到滤袋的使用和除尘器的除尘效率；过小则影响到整套设备的投资及运行费用,无法保证合理的经济性。,气流分布:袋式除尘器的气流分布要求与静电除尘器截然不同,进入静电除尘器的烟气要求均布,而袋式除尘器的气流要求合理的分布,气流分布的好坏直接影响到除尘器滤袋的寿命、设备阻力、除尘效率、锅炉系统安全等。是对袋式除尘器整机性能考核的关键参数,也是评价袋式除尘器装机水平高低的标志性参数之一。,电袋组合式除尘器,基本原理电袋组合式除尘器是综合利用和有机结合电除尘器与布袋除尘器的除尘优点,先由电场捕集烟气中大量的粉尘,再经过布袋收集剩余细微粉尘的一种组合式高效除尘器。具有除尘稳定(不大于50mg/m3)、性能优异的特点。,电除尘与布袋除尘结合方式不同,其除尘原理也不一样。比较常见的有两种方式:一种是在电除尘后再接一个布袋除尘器,通过电除尘之后剩余的比较细小的粉尘颗粒由布袋除尘除掉,这种方式是目前最常见的电袋除尘器结构型式。安庆石化热电厂6#锅炉采用该种型式电袋除尘器,运行稳定,综合除尘效率可达99.99%。第二种结构,是电除尘和布袋除尘并列运行,原理相对复杂些,电布单元不分先后对烟气处理,只是烟气必须通过布袋除尘过滤才能排放。主要优点是清灰时能相互弥补,真正地解决二次扬尘问题,但目前还处于开发阶段,工业化应用的较少。,优点：,适应性强,可以捕集不同性质的粉尘,能在烟气参数发生较大波动时稳定工作,无二次扬尘和飞灰现象。,设备体积小,滤袋使用寿命长,设备阻力在1000Pa以下,电能消耗低,运行费用省。,经过预处理和电除尘部分的冷却,有效避免了糊袋、烧袋现象的发生,保证系统正常运行。,清灰