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燃煤锅炉烟气除尘技术的现状与发展

BENZHAN 2019-03-29 15:48:49

介绍了目前国内燃煤锅炉烟气除尘技术,包括静电除尘、袋式除尘和电袋复合除尘。综述了近年来国内外发展起来的烟气除尘新技术的原理和研究现状。展望了我国燃煤锅炉烟气除尘技术的发展前景和技术方向。采用SK-600-PM10型粉尘浓度检测仪进行管道粉尘检测,并采用激光反射法对粉尘进行高精度、长寿命的检测。可工作于200℃,输出4-20mA信号可与PLC连接。
中国是一个煤炭消费大国,每年消耗约21.5亿吨原煤,其中约70%用于燃煤电厂。我国的能源结构决定了以煤为基础的火力发电模式。燃煤会产生大量的粉尘颗粒,其中细粉尘PM2.5不仅会引起心肺和呼吸系统疾病,还会引起雾霾天气,导致大气能见度降低。
2011年,环保部颁布了《火力发电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011),规定火力发电锅炉烟尘最大排放浓度为30mg/m3,重点地区烟尘最大排放浓度为20mg/m3。2012年,环境保护部发布了GB3095-2012《环境空气质量标准》,其中PM2.5列入国家标准,并纳入省市强制性监测范围;2013年,国务院发布了《大气》。《污染防治行动计划》明确了具体任务,提出了十项具体措施。随着各种文献的介绍,燃煤锅炉除尘领域面临着前所未有的压力和挑战。只有对现有除尘器进行常规改造,才能达到新的烟尘排放标准。尤其是PM2.5的排放控制已成为燃煤电厂亟待解决的问题。
我国烟气除尘技术现状1
目前,我国电除尘器的生产规模和使用量居世界首位,电除尘器技术接近世界先进水平。袋式除尘器的技术核心在于过滤介质。随着材料科学技术的不断进步,袋式除尘技术得到了广泛的应用。电袋复合除尘技术是在静电除尘和袋式除尘两种成熟除尘理论的基础上发展起来的一种新型除尘技术,近年来在许多电厂得到了成功的应用。
1.1静电除尘技术
静电除尘器(ESP)的主要工作原理是将高压直流电晕与集尘器连接起来,形成强电场,使气体离子化,并对粉尘进行正电充电。负离子粉尘颗粒分别向电晕极和集尘器移动,并沉积在电极板上,使灰渣通过振动装置落入灰渣桶中。
由于静电除尘器是基于带电除尘机理,静电除尘器对飞灰特性(组成、粒度、密度、比电阻、附着力等)非常敏感,特别是难以收集高比电阻粉尘和细烟尘,运行条件的变化对除尘效率也有很大影响。此外,它不能捕获有害气体,需要高水平的制造、安装和操作。
提高现有电除尘器效率有三种可行的方法:改进电除尘器(包括扩大电除尘器、采用新电除尘器技术和各种新技术的集成)、电袋复合电除尘器技术和湿电除尘器技术。
1.2袋式除尘技术
袋式除尘器的主要工作原理包括过滤和除尘两部分。过滤是指尘埃在尘埃气体中的惯性碰撞、重力沉积、扩散、拦截和静电作用的结果。布袋滤尘收集是利用滤料进行表面过滤和内部深层过滤。除尘是指当滤袋表面的灰尘堆积达到设定的阻力值时,除尘机理会将滤袋表面的灰尘去除,使过滤器保持过滤和除尘工作的连续性。
袋式除尘器最大的缺点是受滤袋材料的限制。在高温、高湿、高腐蚀性气体环境下,袋式除尘器的适应性较差。运行阻力较大,平均运行阻力约为1500Pa,有些滤袋阻力在运行后不久就会超过2500Pa。此外,滤袋容易破碎脱落,旧袋难以有效回收利用。
美国环境保护局(EPA)环境技术认证(ETV)项目对ePTFE涂层过滤介质的性能进行了测试,发现过滤介质涂层可以在一定范围内控制PM2.5,消除有害气体。该项目对袋式除尘技术的发展具有良好的指导作用。改进后的袋式除尘器可从滤料的膜覆盖、滤料的改进与创新、旧袋的有效回收利用三个方面进一步研究。
1.3电袋复合除尘技术
电袋复合除尘器的工作过程是将70%-80%的烟尘充入电场,剩余20%-30%的烟尘通过滤袋过滤收集。电袋复合除尘器与静电除尘器和袋式除尘器的优点相适应。弥补了两者的不足,除尘机理科学合理。
电袋复合过滤器的主要缺点是臭氧腐蚀、高工作阻力、投资大、面积大。滤袋寿命短,更换滤袋成本高,仍然是一个重要问题。
电动布袋复合除尘器的改进包括三个方面:优化电除尘器单元与布袋除尘单元的长期协同及相关结构布置,消除电除尘器单元产生的臭氧,以及滤料的技术改造。
2烟气除尘新技术
由于各种实际因素的影响,上述三种除尘器很难达到烟气排尘新标准,特别是PM2.5排放的控制。近年来,国内外学者对聚结技术、湿法除尘技术、旋转电极技术、高频供电技术、烟气调理技术等新的除尘技术进行了大量的理论研究和实验论证。许多技术已取得突破性进展和初步应用,但仍需改进和改进。
2.1聚并技术
凝聚是指细粉尘通过物理或化学的方式相互接触和碰撞,形成较大颗粒的过程。细碳烟聚集成较大颗粒后,更容易被除尘器捕集,提高了细碳烟的除尘效率。目前国内外研究的主要融合技术有:电凝聚、湍流凝聚、声凝聚、蒸汽相变聚并、化学聚并和光学聚并等。
电凝聚是各种凝聚技术中最实用、最有效的方法。电凝聚是对细小颗粒进行充电的过程,使其相互吸引、碰撞、凝聚,并凝聚成大颗粒。

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