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泡沫式脱硫除尘器的性能及应用

发布人:慧宇环保   发布时间:2019-07-26

随着我国对环境保护的高度重视,对燃煤电厂锅炉及工业锅炉的烟尘排放提出了更高的要求。目前,国内普遍使用的主要有2类除尘器,即湿式除尘器和干式除尘器。其中湿式除尘器的代表是文丘里水膜除尘器,但存在着除尘效率低、筒体堵灰和风机带水等缺陷。近10a来,我国火电厂静电除尘器发展很快,而运行的稳定可靠性欠佳,运行故障率偏高,一次投资大且无法脱硫。为此,玉门石油管理局自备电厂与同济大学、合肥煤炭设计研究院有关人员协作,利用我国较早在50年代引进的由前苏联学者首先推出的泡沫除尘器概念,通过模拟试验获得了科学合理的设计参数,找到了高强度耐腐蚀的使用材料,完全解决了该项技术在60年代使用中出现的堵灰、使用寿命短、烟气带水和引起风机振动等问题。该除尘器在玉门石油管理局自备电厂一台130t/h锅炉上使用后,除尘效率达99.2%,不加掺烧脱硫剂(含钙物质)的脱硫率为34.88%,且烟气不带水、筒体不堵灰,运行可靠。

泡沫式脱硫除尘器主要利用气、液间相互作用,采用2层筛板使含尘气体的除尘过程按5个阶段进行。第1阶段在第1层筛板下空间进行。当含尘气体进入筛板下部空间时流动方向发生变化,并与筛板孔泄漏下的水相遇发生冷凝,部分较粗的粉尘因本身惯性力的作用,被水收集并随水落下。第2阶段是穿过筛板。当含尘气体以一定速度穿过筛板孔进入液层时,气体在孔眼处形成气泡并逐渐变大,离开孔眼上升,以一个个不连续的气泡通过液层组成气泡层,破裂释放出气体并溅起细小飞沫。这样在筛板上分为3个区域,较下面是鼓泡区,中间是运动的气泡区,上部是溅沫区。第3,4阶段是在第2层筛板重复第1层筛板过程。第5阶段是利用旋风分离器叶片撞击分离小液滴,防止风机带水。

泡沫式除尘器的除尘原理与惯性、旋风和袋式除尘器原理有共同之处,但在惯性碰撞、扩散、粘附、扩散漂移和热漂移、凝集方面有其特殊性。

该除尘器在解决了上述较关键的设计及运行参数问题并发展至今,国内市场已有高强度、耐腐蚀的化学材料出现,筛板材料问题得到很好解决。1997年9月至1998年4月,玉门石油管理局自备电厂在五期改扩工程一台130t/h锅炉中成功安装此除尘器并投入使用,完全满足锅炉正常运行,除尘器筒体内不堵灰,烟气基本不带水,筛板运行5个月后未有任何损伤。此外,泡沫脱硫除尘器投入连续运行3个月及8个月后,当地环保部门进行了2次效率及阻力测试。

为消除刚投入运行时除尘效率可能偏高的假象和考核除尘器内部结构的持久性能,在除尘器连续运行6个月时又委托国家环保局上海除尘设备监督检测质量中心进行测试鉴定试验,同时玉门石油管理局安全环保处环保科曾对其进行一系列试验。鉴定结论如下:(1)除尘期进水pH值为7.1时,除尘器脱硫效率为34.88%,除尘效率99.2%;(2)经此除尘器除尘和脱硫后,锅炉烟尘排放浓度、SO2排放浓度和烟气黑度等指标达到国家标准GB13223-96燃煤电厂大气污染物排放标准》要求;(3)玉门石油管理局自备电厂通过采用淋液式、双层筛板、优选筛板孔径和除尘器结构,基本解决了泡沫除尘器在电厂锅炉应用中带水、积灰及腐蚀等技术难题,运行是可靠的。

几点说明

(1)除尘效率。试验情况表明,只要泡沫式除尘器内部结构、各参数设计正确,除尘水量调节得当,泡沫层高度保持稳定,即使除尘系统入口烟气量发生较大变化,煤种变更使入口浓度大小不等及筛板孔径变化使泡沫高度相应变化,泡沫除尘器均能取得很高的除尘效率。经过6次测试,当锅炉额定负荷运行时,泡沫除尘器效率一般在98.00%一99.3%。对照国内电厂正在使用的其它高效湿法除尘器如洗涤栅、斜棒栅和文丘里除尘器等,其效率位居前茅。

(2)阻力。为提高泡沫式除尘器除尘效率,采用双层筛板及一个旋流式分离器。该种除尘器的阻力与除尘器筒内的烟气流速、筛板布置间距、筛板孔径、泡沫层厚度(液气比)和旋流式分离器等因素有关。在同济大学热能工程系模拟试验台上做了性能测试后,确定了各主要设计参数,除尘器阻力也已确定。为更全面地说明问题,还与1995年建成投入运行的一台130t/h锅炉中使用的文丘里水膜除尘器的测试阻力进行比较。无论从试验台模拟试验结果及实际运行情况看,泡沫除尘器阻力远远小于文丘里水膜除尘器的阻力。

防腐措施

(1)筛板、筛板龙骨架、进水管、喷头、溢水管及旋流分离器材料均选用环氧层灰玻璃布板,厚度达10mm。筛板制作成小正方形片状,在每次大修时可进行局部检查性更换,材料能较长期地抵抗酸腐蚀,耐温达180℃以上。该种材料体积质量为1700一1900kg/cm³,拉伸强度纵向不低于338MPa,横向不低于265MPa,粘合力不低于7060N,冲击强度纵向不低于272kJ/m2,横向不低于269kJ/m2,弯曲强度纵向不低于450MPa,横向不低于426MPa。(2)在除尘器筒壁内侧、灰斗和出灰口处均刷2道环氧树脂,并砌贴花岗岩石块。(3)使用约8个月后进行全面检查,未发现筛板等被腐蚀的现象。


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