詳細(xì)介紹
我國一次能源以煤為主,大量煤炭燃燒對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害,并影響到資源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前 粉煤灰的年排放量己達(dá)1.5億t,雖然現(xiàn)有除塵裝置的除塵效率可高達(dá)99%以上,但電除塵器對(duì)于 飛灰的捕獲率較低,約有1%的飛灰進(jìn)入大氣。這部分飛灰以粒徑小于2.5μm為主,表面富集微量重金屬元素和污染物,對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境危害很大。隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高,目前,袋式除塵器以其對(duì)細(xì)顆粒的高脫除性能等優(yōu)點(diǎn)而了越來越廣泛的應(yīng)用。
一、袋式除塵現(xiàn)狀
世界上的工業(yè)發(fā)達(dá) 的火電廠在20世紀(jì)50年代以使用電除塵器為主,從20世紀(jì)70年代開始將布袋除塵器應(yīng)用于火電廠煙氣凈化,迄今己基本走完用布袋除塵器取代和改造高壓靜電除塵器和其他除塵器的歷程。一方面是由于 對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求愈來愈嚴(yán),不但提高了煙塵的排放標(biāo)準(zhǔn),而且加強(qiáng)了對(duì)排放硫氧化物的控制。許多發(fā)電廠為了符合限制排硫的標(biāo)準(zhǔn),使用了低硫煤,其結(jié)果是減少了硫的排放,但同時(shí)提高了煙塵的比電阻,因此降低了電除塵器的效率。袋式除塵器不受煙塵比電阻的影響,而且去除亞微米級(jí)顆粒物的能力比電除塵器還好。另一方面由于傳統(tǒng)的高壓靜電除塵器對(duì) 顆粒及其前驅(qū)體的控制效果較差,而且在高溫運(yùn)行過程中,還會(huì)導(dǎo)致前驅(qū)體合成新的強(qiáng)毒性物質(zhì)(如二惡英等)。而布袋除塵器在除塵的同時(shí),具有脫硫及去除其它氣體的作用,因此, 、日本、德國、加拿大、澳大利亞等 紛紛將燃煤電廠靜電除塵改為布袋除塵,以達(dá)到 加嚴(yán)格的控制目標(biāo)。針對(duì)大型燃煤鍋爐電站煙氣粉塵凈化,己經(jīng)形成比較成熟的布袋除塵工藝路線和 保護(hù)措施。
目前 布袋除塵技術(shù)的發(fā)展,主要包括濾料性能的改進(jìn)、對(duì)煙氣的處理以及對(duì)氣體的協(xié)同脫除等方面。濾料作為布袋除塵的核心,目前 上的產(chǎn)品,例如Lyton(萊登)、Nomex.P84等濾料,都可以滿足燃煤煙氣溫度高、含有酸性腐蝕性氣體的要求。由于常規(guī)濾料粉塵積累在濾料中,阻力大,使用壽命短, GORE利用膨化聚四乙烯,出薄膜復(fù)合濾料,實(shí)現(xiàn)了表面過濾。 近, 俄亥俄大學(xué)出薄膜靜電濾塵器,利用碳、硅和相似的纖維材料織成1~3mm厚的薄膜,地脫除細(xì)微顆粒和重金屬物質(zhì)。但由于該類材料價(jià)格昂貴,其工程應(yīng)用受到限制。
對(duì)工業(yè)煙氣的處理,通常采用煙氣調(diào)質(zhì)、煙道噴粉等工藝。盡管布袋除塵工藝,對(duì)煙氣中氧化硫、重金屬及污染物等具有 的脫除效果,但僅靠濾料表面粉塵的吸附與脫除效果,效率較低,不能滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。要實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣中多種前驅(qū)體物質(zhì)的協(xié)同脫除, 在原有布袋除塵工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。近年來,一般采用在袋式除塵器前段注入反應(yīng)吸收劑和反應(yīng)助劑,將袋式除塵器作為反應(yīng)裝置,來達(dá)到脫除氣體的目的。例如日本的脫硫除塵一體化袋式除塵器和袋式脫硝除塵器等。鑒于 于1997年制定出大氣中PM2.5的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn), 有關(guān)機(jī)構(gòu)近年來也加大了對(duì)燃煤排放微細(xì)顆粒控制技術(shù)的,例如 研制出電一袋結(jié)合的布袋除塵技術(shù),可以將煙氣出口粉塵濃度控制在每立方米幾毫克以下。目前,在此基礎(chǔ)上,與前段注入反應(yīng)劑相結(jié)合,以袋式除塵為基礎(chǔ)的多種污染物協(xié)同脫除技術(shù)。
二、國內(nèi)袋式除塵發(fā)展與現(xiàn)狀
在20世紀(jì)70年代,我國發(fā)電廠的鍋爐多半采用文丘里水膜除塵器,到目前為止,大多采用了電除塵器。20世紀(jì)80年代初,北京市勞動(dòng)保護(hù)所曾在10t的煤粉鍋爐上應(yīng)用了脈沖袋式除塵器,積累了不少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),但由于當(dāng)時(shí)國內(nèi)只有Nomex濾料,這種濾料不耐水,影響了使用壽命。在“七五"期間,鑒于袋式除塵器的優(yōu)良性能,被 列入“七五"攻關(guān)項(xiàng)目,并在蘇州熱電廠進(jìn)行了多種濾料使用性能的比較試驗(yàn)。這項(xiàng)為我國的鍋爐應(yīng)用袋式除塵器積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。近10年來,袋式除塵器發(fā)展很快,尤其是大型袋式除塵器的出現(xiàn),新的濾料和新的脈沖閥的,改進(jìn)了袋式除塵器的 性,不僅比電除塵器的除塵,而且受粉塵特性和煙氣成分的影響也很小。
我國袋式除塵器的技術(shù)發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾方面:
1、袋式除塵器結(jié)構(gòu)形式的改進(jìn)
袋式除塵器從小型單室結(jié)構(gòu)發(fā)展到多室結(jié)構(gòu),過濾面積從幾平方米發(fā)展到幾萬平方米,規(guī)格越來越大,并且采用濾袋架整體安裝的單元組合形式,了多種結(jié)構(gòu)緊湊輕巧的袋式除塵技術(shù)。
2、清灰系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步
清灰系統(tǒng)是袋式除塵器的消化器官,袋式除塵器的運(yùn)行效果在很大程度上取決于清灰機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)。
(1)采用 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了高、低壓脈沖閥系列產(chǎn)品,使脈沖閥的噴吹壓力由0.5~0.7MPa降低到0.15~0.25MPa。
(2)對(duì)脈沖噴吹類袋式除塵器,在原高壓小孔脈沖的基礎(chǔ)上了大型低壓長(zhǎng)袋脈沖技術(shù)。
(3)控制系統(tǒng)程式由時(shí)序發(fā)展到定阻力式,由開環(huán)控制發(fā)展到閉環(huán)控制控制儀的檔次由繼電器邏輯程控器發(fā)展到單板機(jī)、單片機(jī),可編程控制器(PLC),多功能電腦控制儀控制系統(tǒng)的功能從兩地控制( 自動(dòng),現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng))、狀態(tài)顯示、故障報(bào)警,到分室檢漏、數(shù)據(jù)處理、打印報(bào)表。
3、輔助清灰技術(shù)的與應(yīng)用
(1)預(yù)涂層技術(shù)
當(dāng)采用袋式除塵器過濾細(xì)顆粒性煙塵時(shí),為了防止煙塵鉆入濾袋內(nèi)壁堵塞孔隙或在表面板結(jié)糊袋,在除塵器投運(yùn)前先投入干燥滑爽的或?qū)φ承跃哂形阶饔玫牡V物塵對(duì)濾袋進(jìn)行預(yù)涂層處理,藉以改變煙塵的粘附性,形成多孔粉塵層,提高過濾效率,降低過濾阻力。在燃煤鍋爐啟動(dòng)和低負(fù)荷穩(wěn)燃時(shí)需要燃油,為了避免油煙使濾袋堵灰,在袋式除塵器投用前,對(duì)老濾袋不清灰,保持 的灰塵。對(duì)新濾袋也應(yīng)進(jìn)行預(yù)噴涂。
(2)預(yù)荷電技術(shù)
在袋式除塵器煙氣入口處設(shè)置預(yù)荷電裝置,使粉塵荷電。荷電后的微粒塵可以凝聚成較大粒子,井在濾袋表面形成結(jié)構(gòu)疏松的粉塵層。試驗(yàn)表明:經(jīng)預(yù)荷電的袋式除塵器,過濾效率可提高一個(gè)數(shù)量級(jí),而過濾阻力明顯降低,有利于提高過濾速度,延長(zhǎng)濾袋使用壽命。
(3)聲波助清灰技術(shù)
Fuller公司 先將此技術(shù)應(yīng)用于袋式除塵器,作為輔助清灰措施。在袋式除塵器內(nèi)安裝聲喇叭,使用0.25~0.5MPa壓縮空氣,產(chǎn)生31.5~1000Hz,120~150dB聲波,與袋壁形成共振,使表面粉塵層結(jié)構(gòu)松散清灰時(shí)易于脫落。我國于20世紀(jì)80年代末引進(jìn)Fuller公司的聲波助清灰技術(shù)?!捌呶?期間先后在宣化水泥廠700t/d分解窯窯尾袋收塵器、鄭州 砂輪廠剛玉電爐排煙系統(tǒng)除塵器進(jìn)行生產(chǎn)性應(yīng)用試驗(yàn),取得了 的效果。
(4)濾料和濾袋的技術(shù)進(jìn)步
濾袋是袋式除塵器的核心部件。濾料的品種和質(zhì)量、濾袋的結(jié)構(gòu)和縫制水平是衡量袋式除塵器技術(shù)水準(zhǔn)的一個(gè)重要因素。我國的濾料工業(yè)近10年來取得了較大進(jìn)發(fā)了針刺氈及機(jī)織布兩大系列產(chǎn)品,在表面處理技術(shù)方面,也有很大的進(jìn)展。20世紀(jì)90年代初,我國出覆膜濾料,推動(dòng)了我國布袋除塵技術(shù)的發(fā)展。
三、袋式除塵技術(shù)應(yīng)用于燃煤鍋爐的優(yōu)勢(shì)
目前袋式除塵技術(shù)和設(shè)備己成熟,的袋式除塵器和普通老式的相比,無論是濾袋材料、除塵器的結(jié)構(gòu),還是清灰的技術(shù)等各方面都做了很大的改進(jìn),提高了其實(shí)用性,具有廣闊的應(yīng)用前景。
在 粉塵的捕集和適應(yīng)燃煤電廠粉塵排放特性方面,布袋除塵器與電除塵器比較,具有明顯的優(yōu)勢(shì):
(1)袋式除塵器對(duì)捕集細(xì)粒塵 ,因此除塵效率比電除塵器 高,一般可達(dá)以上,排放煙塵濃度<50mg/m3,甚至可達(dá)10mg/m3以下。而對(duì)低硫煤和灰份高的煤,電除塵器要達(dá)到這么低的濃度就有 難度,或要增加較多的投資。
(2)布袋除塵器在處理高含塵濃度的煙氣時(shí)仍具有很高的除塵效率。
(3)隨著環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)燃煤鍋爐SO2排放要求越來越嚴(yán)格,采用石灰石進(jìn)行爐內(nèi)脫硫的循環(huán)流化床鍋爐的使用將會(huì)日益普遍。采用向爐膛或煙道中加入脫硫劑的各種干法或半干法脫硫措施以降低SO2的排放都會(huì)增加煙氣中的粉塵濃度。與電除塵器相比,袋式除塵器是 經(jīng)濟(jì)的除塵技術(shù)。
(4)袋式除塵器不受煙氣成分、含塵濃度、顆粒分散度、比電阻等粉塵性質(zhì)的影響,鍋爐負(fù)荷的變化、煙氣量的波動(dòng)對(duì)袋式除塵器的影響也很小。
(5)在捕集粉塵的同時(shí),采取輔助措施還可以地脫除 顆粒PM2.5和重金屬As、Se、Hg等其它有毒、氣體,具有協(xié)同脫除效應(yīng)。
(6)袋式除塵器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,操作維護(hù)方便,主要的清灰過程均可由程序控制自動(dòng)完成,從而降低運(yùn)行和維護(hù)成本。
(7)袋式除塵器在運(yùn)行過程中不會(huì)產(chǎn)生附帶的二次污染。
(8)袋式除塵器的投資和運(yùn)行費(fèi)總計(jì)低于電除塵器。
四、袋式除塵技術(shù)的應(yīng)用前景
我國的火電廠燃煤大型鍋爐除塵,是 除塵設(shè)備的巨大市場(chǎng),我國燃煤電廠從20世紀(jì)70年代末80年代初開始引進(jìn)靜電除塵器,并逐步在 范圍推廣。目前電除塵技術(shù)己經(jīng)廣泛應(yīng)用,其除塵效率較高,運(yùn)行、維護(hù)簡(jiǎn)單,但其除塵效率受多種因素影響,如供電電源及其控制系統(tǒng)、煙氣溫度、煙氣流速、煙氣成分及灰的特性、化學(xué)成分,含硫量等,與日益嚴(yán)格的環(huán)保要求相比,顯然仍存在著較大的差距。
我國幅員遼闊,煤種復(fù)雜,各燃煤電廠的鍋爐運(yùn)行條件也差別很大,采用電除塵器無法適應(yīng)各種工況的煙氣除塵,不了煙塵達(dá)標(biāo)排放,從而給袋式除塵器提供了一個(gè)巨大的市場(chǎng)。
我國袋式除塵器用于燃煤電廠煙氣除塵尾氣控制方面還剛剛起步,而在發(fā)達(dá) 火電廠大型燃煤鍋爐除塵、脫硫中,袋式除塵器占有相當(dāng)大的份額。在澳大利亞,電廠燃煤鍋爐電除塵器都逐步改成了袋式除塵器。隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格,電廠燃煤鍋爐排放濃度標(biāo)準(zhǔn)的提高,袋式除塵器在國內(nèi)電廠燃煤鍋爐除塵、脫硫市場(chǎng)上,將占有一席之地。我國有60萬臺(tái)燃煤工業(yè)鍋爐和采暖鍋爐,如果排放濃度標(biāo)準(zhǔn)提高到50mg/Nm3,那么袋式除塵器就大有用武之地。垃圾焚燒爐尾氣除塵凈化、性質(zhì)的煙氣以及高溫過程產(chǎn)生的氣體(多為大氣PM2.5的前驅(qū)體)的脫除等工作在我國剛起步。這三個(gè)方面的煙氣除塵、凈化和鋼鐵、水泥、冶金等各種工業(yè)爐窯的高溫除塵的袋式除塵技術(shù)是今后發(fā)展的和方向,在我國具有 廣闊的發(fā)展和應(yīng)用市場(chǎng)。
環(huán)??偩忠蟮?005年塵(煙塵及工業(yè)粉塵)的排放量比2000年減少10%,削減塵500萬t,由此而形成的除塵市場(chǎng)是廣闊的。隨著環(huán)境保護(hù)要求的日趨嚴(yán)格,袋式除塵器在技術(shù)上的不斷突破,我國鍋爐應(yīng)用袋式除塵器的前景是光明的。