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煙氣超低排放實(shí)際上是指煙氣中顆粒物的超低排放,排放煙氣中不僅包括煙塵,而且包括濕法脫硫過程中產(chǎn)生的次生顆粒物,因此要實(shí)現(xiàn)煙氣的超低排放必須進(jìn)行必要的除塵處理。
除塵技術(shù)一般包括:煙氣脫硝后煙氣中煙塵的去除,稱之為一次除塵技術(shù),主流技術(shù)包括:電除塵技術(shù)?袋式除塵技術(shù)和電袋復(fù)合除塵技術(shù);脫硫后對煙氣中顆粒物的再次脫除或煙氣脫硫過程中對顆粒物的協(xié)同脫除,稱之為二次除塵或深度除塵技術(shù),脫硫后對煙氣中顆粒物的脫除主要采用濕式電除塵技術(shù),脫硫過程中對顆粒物的協(xié)同脫除主要采用復(fù)合塔脫硫技術(shù),并采用的除霧器或在濕法脫硫塔內(nèi)增加濕法除塵裝置?下面詳細(xì)介紹一下這幾種除塵技術(shù)。
一次除塵技術(shù)
1電除塵技術(shù)
電除塵技術(shù)利用強(qiáng)電場電暈放電,使氣體電力產(chǎn)生大量自由電子和離子,并吸附在通過電場的粉塵顆粒上,使煙氣中的粉塵顆粒荷電,荷電后的粉塵顆粒在電場庫侖力的作用下吸附在極板上,通過振打落入灰斗,經(jīng)排灰系統(tǒng)排出,從而達(dá)到收塵的目的。
優(yōu)點(diǎn):除塵效率較高,壓力損失小,使用方便且無二次污染,對煙氣的溫度及成分敏感度不高,設(shè)備運(yùn)行檢修相對容易,安全可靠性較好。
局限:設(shè)備占地面積較大,除塵效率受煤種和飛灰成分的影響較大。
依據(jù)電極表面灰的清除是否用水,電除塵可分為干式電除塵和濕式電除塵?干式電除塵常被稱作電除塵,如靜電除塵技術(shù)、低低溫電除塵技術(shù);濕式電除塵常被稱作濕電,濕電僅用于濕法脫硫后的二次除塵?
(1)靜電除塵技術(shù)
靜電除塵技術(shù)是在電暈極和收塵極之間通上高壓直流電,所產(chǎn)生的強(qiáng)電場使氣體電離、粉塵荷電,帶有正、負(fù)離子的粉塵顆粒分別向電暈極和收塵極運(yùn)動(dòng)而沉積在極板上,使積灰通過振打裝置落進(jìn)灰斗。
靜電除塵器與其他除塵設(shè)備相比,耗能少,除塵效率高,適用于除去煙氣中0.01~50μm的粉塵,而且可用于煙氣溫度高、壓力大的場合。但由于靜電除塵器基于荷電收塵機(jī)理,靜電除塵器對飛灰性質(zhì)(如成分、粒徑、密度、比電阻、黏附性等)較為敏感,特別對高比電阻粉塵、細(xì)微煙塵捕集困難,運(yùn)行工況變化對除塵效率也有較大影響。另外其不能捕集有害氣體,對制造、安裝和操作水平要求較高。
(2)低低溫電除塵技術(shù)
低低溫電除塵技術(shù)是通過煙氣冷卻器降低電除塵器入口煙氣溫度至酸露點(diǎn)以下的電除塵技術(shù)?
低低溫電除塵技術(shù)因煙氣溫度降至酸露點(diǎn)以下,粉塵比電阻大幅下降,且擊穿電壓上升,煙氣流量減小,可實(shí)現(xiàn)較高的除塵效率;同時(shí),煙氣溫度降至酸露點(diǎn)以下,氣態(tài)SO3將冷凝成液態(tài)的硫酸霧,通過煙氣中粉塵吸附及化學(xué)反應(yīng),可去除煙氣中大部分SO3;在達(dá)到相同除塵效率前提下,與常規(guī)干式電除塵器相比,低低溫電除塵器的電場數(shù)量可減少,流通面積可減小,運(yùn)行功耗降低,節(jié)能效果明顯。但粉塵比電阻降低會削弱捕集到陽極板上粉塵的靜電黏附力,從而導(dǎo)致二次揚(yáng)塵有所增加?
2袋式除塵技術(shù)
袋式除塵技術(shù)利用過濾原理,用纖維編織物制作的袋式過濾單元來捕捉含塵煙氣中的粉塵。堆積在濾袋表面的粉餅層在此反向加速度及反向穿透氣流的作用下,脫離濾袋面,落入灰斗。落入灰斗后的灰再經(jīng)輸灰系統(tǒng)外排。
優(yōu)點(diǎn):布袋除塵器占地面積小;除塵效率高,一般可保證出口排放濃度在50mg/m3以下;處理氣體量范圍大;不受煤種、飛灰成分、濃度和比電阻的影響;結(jié)構(gòu)簡單,使用靈活;運(yùn)行穩(wěn)定可靠,操作維護(hù)簡單。
局限:受濾袋材料的限制,在高溫、高濕度、高腐蝕性氣體環(huán)境中,除塵時(shí)適應(yīng)性較差。運(yùn)行阻力較大,平均運(yùn)行阻力在1500Pa左右,有的袋式除塵器運(yùn)行不久阻力便超過2500Pa。另外,濾袋易破損、脫落,舊袋難以有效回收利用。
3電袋復(fù)合除塵技術(shù)
電袋復(fù)合除塵技術(shù)是電除塵技術(shù)與袋式除塵技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一種復(fù)合除塵技術(shù),利用前級電場收集大部分煙塵,同時(shí)使煙塵荷電,利用后級濾袋區(qū)過濾攔截剩余的煙塵,實(shí)現(xiàn)煙氣凈化?未被前級電區(qū)捕集的荷電粉塵,由于電荷作用使細(xì)微顆粒極化或凝并成粗顆粒,同時(shí)由于同性電荷的排斥作用,到達(dá)濾袋表面堆積的粉塵層排列有序?結(jié)構(gòu)疏松,呈棉絮狀,粉塵層阻力低,容易清灰剝離,因而產(chǎn)生了荷電粉塵增強(qiáng)過濾性能的效應(yīng),降低運(yùn)行阻力,延長濾袋壽命?
電袋復(fù)合除塵器按照結(jié)構(gòu)型式可分為一體式電袋復(fù)合除塵器?分體式電袋復(fù)合除塵器和嵌入式電袋復(fù)合除塵器?其中一體式電袋復(fù)合除塵器技術(shù)zui為成熟,應(yīng)用?
優(yōu)點(diǎn):對煤種和煙塵比電阻變化的適用性比電除塵器強(qiáng),運(yùn)行阻力低于純布袋除塵器,濾袋壽命較布袋除塵器更長,電耗低于電除塵器。
局限:由于兼有電除塵和布袋除塵兩套單元,運(yùn)行維護(hù)較為復(fù)雜。
二次除塵技術(shù)
1濕式電除塵技術(shù)
濕式電除塵技術(shù)是用水沖刷吸附在電極上的粉塵?根據(jù)陽極板的形狀,濕式電除塵器分為板式、蜂窩式和管式等,應(yīng)用較多的是板式與蜂窩式。濕式電除塵器安裝在脫硫設(shè)備后,可有效去除煙塵及濕法脫硫產(chǎn)生的次生顆粒物,并能協(xié)同脫除SO3、汞及其化合物等?
影響濕式電除塵器性能的主要因素有濕式電除塵器的結(jié)構(gòu)型式、入口濃度、粒徑分布、氣流分布、除塵器技術(shù)狀況和沖洗水量?
優(yōu)點(diǎn):對粉塵的適應(yīng)性強(qiáng),除塵效率高,適用于處理高溫、高濕的煙氣;無二次揚(yáng)塵;無錘擊設(shè)備等易損部件,可靠性強(qiáng);能有效去除亞微米級顆粒、SO3氣溶膠和石膏微液滴,對有效控制PM2.5、藍(lán)煙和石膏雨。
局限:排煙溫度需低于沖刷液的絕熱飽和溫度;在高粉塵濃度和高SO2濃度時(shí)難以采用濕式電除塵器;必須要有良好的防腐蝕措施;濕式電除塵器沖洗水雖采用閉式循環(huán),但要與脫硫水系統(tǒng)保持平衡。
2復(fù)合塔脫硫技術(shù)
復(fù)合式脫硫塔工作時(shí)煙氣由引風(fēng)機(jī)鼓入脫硫塔內(nèi),在脫硫塔徑向進(jìn)風(fēng)管內(nèi)設(shè)有*級噴淋裝置,對煙氣進(jìn)行預(yù)降溫和預(yù)脫硫,經(jīng)過降溫和預(yù)脫硫的煙氣由脫硫塔中下部均勻上升,依次穿過三級噴淋裝置形成的高密度噴淋洗滌反應(yīng)區(qū)和吸收反應(yīng)區(qū),脫硫液通過螺旋噴嘴生成極細(xì)的霧滴為煙氣與脫硫液的充分混合提供了巨大的接觸面積,使得氣液兩相進(jìn)行充分的傳質(zhì)和傳熱的物理化學(xué)反應(yīng),從而達(dá)到SO2的脫除。脫硫塔內(nèi)置有兩級脫水除霧裝置,經(jīng)過脫硫后的煙氣繼續(xù)上升,依次經(jīng)過兩層折板除霧裝置,通過霧氣、小液滴在折板處的多次撞擊形成較大液滴,大液滴與煙氣分離后下落,脫水后的煙氣通過煙道至煙囪排放。
針對以上幾種除塵技術(shù)的選擇,當(dāng)電除塵器對煤種的除塵難易性為“較易”時(shí),可選用電除塵技術(shù);當(dāng)煤種除塵難易性為“較難”時(shí),可優(yōu)先選用電袋復(fù)合除塵技術(shù),300MW等級及以下機(jī)組也可選用袋式除塵技術(shù);對于一次除塵就要求煙塵濃度小于10mg/m3或5mg/m3不依賴二次除塵實(shí)現(xiàn)超低排放的,可優(yōu)先選擇超凈電袋復(fù)合除塵技術(shù)?其他情況下(包括煤種的除塵難易性為“一般”),可結(jié)合二次除塵技術(shù)效果?煤質(zhì)波動(dòng)情況?場地條件?投資與運(yùn)行費(fèi)用等因素綜合考慮選擇?
另外,還可遵循原則:一次除塵器出口煙塵濃度為30mg/m3~50mg/m3時(shí),二次除塵宜選用濕式電除塵器;一次除塵器出口煙塵濃度小于30mg/m3,二次除塵也可選用濕式電除塵器,實(shí)現(xiàn)更低的顆粒物排放濃度,更好地適應(yīng)煤炭市場等因素的變化,投資與運(yùn)行費(fèi)用也會適當(dāng)增加?一次除塵器出口煙塵濃度為10mg/m3~30mg/m3時(shí),二次除塵宜選用復(fù)合塔脫硫技術(shù)協(xié)同除塵,并確保復(fù)合塔的除霧除塵效果?