电除尘器的环保排放

电除尘器的环保排放

1提效改造技术目前，中国驱扫机头的气体污染主要采用电除灰尘器，用电除灰尘器广泛应用于发电锅炉的气污染机。虽然粉末的排放浓度低于袋形分离器（袋形官邸），但实际上袋形检测器无法替代它。这一方面是出于对设备阻损、风机全压余量和工程费用等问题的考虑,同时也存在设备规格配置、运行实况和提效距离(即需要改善的幅度,等于现在的实际排放浓度减去要求达到的排放限值)不同等多方面的差异,因此较为理想的高效除尘途径是对现有电除尘器进行提效改造,以改善其性能。西安西郊热电公司与西安理工大学及西安宇清科技公司共同合作,开展了这方面的专题研究。其工作过程和技术路线是:抓住电场高效收尘、减少二次扬尘、捕集微细粉尘和流场优化调整这几个主要因素,将移动极板电场和流场优化调整两项科研成果应用于烧结机头和燃煤锅炉电除尘器改造,分别取得了粉尘排放浓度降低45%和65%的显著效果,为已有电除尘器的性能改善及达标改造做出了成功的尝试。2新标准下捕集3.5等微、轻、细粉尘的环节荷电、收尘和清灰是电除尘器捕集粉尘的三个重要环节,要提高电除尘器的收尘效率,必须抓住这三个环节。新的环保标准出台后,捕集PM2.5等微、轻、细粉尘也要靠这三个环节。从收尘机理和设备性能两方面分析影响电除尘器净化效率的主要因素(即实施提效改造的主要途径),列于表1。3关于改进技术的研究3.1试验台的电晕性能极配试验在西安理工大学的极配试验装置上进行。如图1所示,该装置由高压电源供电系统和极配试验台两部分组成。高压电源供电系统由变压器及控制显示柜构成,极配试验台由阴极、阳极、绝缘装置和支架等组成。试验台模拟工业电除尘器电场的一个通道,阴阳极均为框架式结构,能方便地更换极板、极线;阳极高度为1000mm,阴极线高度为750mm,同极距的调整范围为250~650mm,阴极电晕线间距连续可调。该试装置可以进行各种极配在空气介质下的起晕电压、伏安特定曲线、击穿电压等高压放电性能试验。试验时采用连续升压,记录每种极配在相同二次电压值时的二次电流值及起晕电压和击穿电压,得出有效工作电压和伏安特性曲线。再与其他极配的电晕性能参数进行对比分析,从而得出各种极配性能的优劣。通过极配试验还可以对比优化出数种固定电场和移动极板电场极配,为下一步的试验奠定基础。3.2试验台自动粉碎工况模拟试验在西安理工大学的粉尘工况模拟试验装置上进行。该装置由除尘试验台、加热系统、布袋除尘器、管路系统、风机及消音系统、测试系统、高压供电系统等组成。模拟粉尘用现场或有代表性的粉尘,模拟气体为大气。试验时,首先在试验台内装设待试的极配,然后通过变频器启动尾部引风机调整试验风量,随之启动高压控制柜升压,再通过振动加料机加入试验粉尘。试验粉尘在工况试验台内被捕集,其余粉尘进入布袋除尘器进行二级捕集,洁净气流经风机排入大气。在试验工况稳定时,采用自动烟尘/气测试仪检测试验台前后的粉尘浓度和烟气量,从而得到不同极配下的收尘性能。3.3流场数值模拟计算电除尘器内空气动力场分布状况是影响其性能最主要的因素之一。气流分布不均对电除尘器收尘效率的影响不亚于电场内作用于粉尘粒子的静电力的影响。通过流场数值模拟计算,得到在电除尘(含前后管道)系统流场内各个位置上的速度、压力等分布。在数值模拟计算中,计算范围包括了电场、进风口、出风口、管道、灰斗、气流分布板、导流板、槽形板等除尘器的全部构件。计算参数包括流通面积、处理风量、烟气温度、同极间距、设备阻力、设备工作压力、气流分布开孔率等。通过数十次的数值模拟计算,得到要求的流态分布,最后将计算结果用于设备改造。4提效技术研发以往,电除尘器改造存在诸多限制条件,通过上述三个方面的试验研究,开发出了移动极板电场、摩擦清灰、均流电场、流场优化等四项提效技术。前三项技术的配置如图2所示,现分别介绍如下。4.1转板电场的特点移动极板电场(又叫转板电场)位于末电场尾端,移动极板的切向与烟气流向垂直,因此又叫横向转板电场。横向转板电场由荷电极、移动极板、传动系统、转动系统和支撑系统等组成。其工作原理是:未被前部电场(固定电场)捕集的粉尘进入转板电场入口后,被转板荷电极荷电,然后在电场力和风机抽力的共同作用下被转板收尘极捕集。当粉尘层达到清灰厚度时,转板收尘极回转运动,转动到底部(灰斗上方)将积灰清掉。转板电场的特点:全部设备均布置在原有电除尘器壳体内部、设备总体尺寸不增大,不减少原有电除尘器的截面积、电场数及总集尘面积,可根据原设备结构进行多种匹配组合获得不同的提效性能,各种结构的电除尘器均可采用,可取得出口排放浓度降低40%~70%的改造效果。转板电场的使用条件:原有电除尘器各电场工作电压正常且稳定,振打清灰系统运转正常,电场风速小于1.08m/s,风机压力有100~200Pa的余量。4.2转刷清灰和刮板清灰的工作过程摩擦清灰与转板电场技术相配套,分为转刷清灰和刮板清灰两种。摩擦清灰装置安装在转板收尘极的底部,由传动系统、转刷轴和转刷、支撑架或刮板、转动架、调节装置等组成。转刷清灰的工作过程:传动系统工作使转刷轴(转刷)转动,与转板收尘极表面产生相对运动,将极板表面的积尘扫掉,呈片状脱落,掉入灰斗。刮板清灰的工作过程:刮板安装在转板的清灰侧,当转板收尘极上下移动时,刮板工作表面与转板产生相对运动,将极板表面的积尘刮掉,呈片状脱落,掉入灰斗。试验结果表明,摩擦清灰操作位置低、积尘呈片状脱落、粉尘下降距离短等技术特点决定了该清灰方式无二次扬尘,对降低粉尘排放浓度,尤其是捕集微细粉尘非常有利。4.3电场收尘及均匀气流均流电场安装在进风口内,由荷电极、吊挂系统、加热及测温系统、阳极、振打清灰装置(视工况需要设置)等组成,具有粉尘荷电、粉尘凝聚、电场收尘和均匀气流四种功能。均流电场的工作过程:烟尘介质经过均流电场时一方面使流速降低且均匀化,另一方面粉尘经过荷电极时荷电变成带电粉尘,其中一部分在电场力和惯性力的作用下移向均流收尘极并被捕集,另一部分荷电粉尘相互凝聚进入后部电场。通过使粉尘荷电、微细粉尘凝聚、均流和收尘,提高电除尘器的收尘效率。而且,荷电极的设计充分考虑了荷电强度大,粉尘浓度高,荷电均匀充分的工况要求,对其结构进行了优化。4.4气流分布的优化流场优化是针对电除尘系统(包括电除尘器和前后管道)的,主要包括:(1)以减少局部阻力、理顺气流为目标,对电除尘器及前后管道进行数值模拟计算,在管道弯头和突变断面处增加导流装置以优化气流分布。(2)在进风口内加装导(折)流板,使烟气流在进入电场前达到设计要求的均匀流态。(3)要求在电场的立断面上气流呈斜气流分布,即前部断面呈上小下大,后部断面呈上大下小,要求在电场各断面的水平方向上气流呈均匀状态分布。(4)在末电场的尾部采取灰-气分流,即在溜灰部位尽量减少气流,以减少二次扬尘和返流。5燃烧检测器的自动性能重建5.1设备原装配期和规格参数石家庄钢厂原一烧65m5.2气流场优化措施措施一:在进风口内增加一层均流电场。主要参数:截面积100m措施二:在出风口内增加一层转板电场。主要参数:截面积100m措施三:流场优化。在进风口小口侧加竖向导流板;在第二层气流分布板上加竖向导流板和横向导流板;在第三层气流分布板上加竖向导流板;改造出口槽形板,从而改善气流分布状态。措施四:对原有两个电场的内部构件进行修复,施工周期(包括拆装)20天。5.3改造效果提效改造实施半年后,由钢厂环境监测站进行检测,得到的实测数据为:处理烟气量476000m6锅炉电砂器的改进和改进6.1设备原装配期和规格参数西安西郊电厂煤粉锅炉配套的60m6.2主要运行措施措施一:在进风口内增加一层均流电场。主要参数:截面积50m措施二:在出风口内增加一层转板电场。主要参数:截面积50m措施三:流场优化,同机头电除尘器改造。措施四:对原有三个电场的内部构件进行修复,施工周期(包括拆装)20天。6.3改造效果提效改造