燃煤电厂240t循环流化床锅炉电袋组合式除尘器的应用.pdf

烟 气 污 染 治 理 燃煤电厂240t 循环流化床锅炉电袋 组合式除尘器的应用 ＊ 邓晓飞 沈恒根 东华大学环境科学与工程学院, 上海 201620 摘要 介绍电袋组合式除尘器在燃煤电厂 240t循环流化床锅炉尾部静电除尘器改造工程中的应用, 主要内容包括系 统设计、除尘器设计、环保部门的测试结果以及取得的改造效益, 并对其结构和技术特点做了进一步的阐述。 关键词 燃煤电厂; 循环流化床锅炉; 电袋组合式除尘器 THE APPLICATIONS OF ELECTROSTATIC -BAG TYPE DUST COLLECTOR OF 240 T CIRCULATING FLUIDIZED BED IN COAL-FIRED POWER PLANT Deng Xiaofei Shen Henggen School of Environmental Science and Engineering, Donghua University , Shanghai 201620, China Abstract This paper introduces the applications of electrostatic -bag type dust collector of 240t circulating fluidized bed in the improvement project of coal -fired power plant, the main content is the design system features, dust collector design, the test from environmental protectiondepartments, the benefit of transation, and further expatiates on the featuresof structure and technology. Keywordscoal -fired power plants;circulating fluidized bed; electrostatic -bag type dust collector ＊上海市重点学科建设项目资助 B604 。 0 引言 山西某自备电厂有 4台 YG-240 9. 8 - M1 型240 t h 循环流化床锅炉 。该锅炉为高温高压、单气包横置 式、 单炉膛 、 自然循环 、 全钢架 π型滤置 。改造前锅炉 除尘器采用 XKD1504 2 干式、卧式、板式双室四电 场电除尘,2006 年上半年相继投用, 但投用后烟尘排 放浓度一直未达到国家标准 [ 1] 50 mg m 3 的要求值。 需要对除尘器进行技术改造。经现场考察,采用电袋 组合式除尘器进行技术改造, 于 2007 年下半年分别 完成了4 台除尘设备的改造工程 ,投用后经环保部门 监测达到烟尘排放要求。 1 除尘设备改造方案 1. 1 煤样分析 煤样分析见表 1。 表 1 煤样分析结果 碳 氢 氧 氮 硫 灰 水 分析基 水分 干燥无灰基 挥发分 收到基低位发热 量 MJkg- 1 50. 61 3. 64 6 . 59 0. 69 1 . 53 32 . 43 4 . 541 . 6338 . 9518. 60 1. 2 灰分成分分析 灰分成分分析见表 2。 表 2 飞灰成分 二氧 化硅 三氧化 二铝 氧化 铁 氧化 钙 氧化 镁 氧化 钠 氧化 钾 氧化 钛 三氧 化硫 五氧化 二磷 44 . 75 42 . 174 . 973 . 330. 500. 300. 341 . 741 . 740. 16 1. 3 主要设计参数 除尘器设计主要技术参数见表 3。 表 3 除尘器的主要技术参数 正常处理烟气 量 m3h- 1 最大处理烟气 量 m3h- 1 允许入口烟 气温度 ℃ 入口粉尘 浓度 gm- 3 阻力 Pa 500 000～ 600 000 600 000 120 ～ 160 最高180 28 . 6～ 35. 01 000 ～ 1 200 1. 4 改造方案 国内外电袋组合式除尘器在结构形式上 ,可以分 为以下三种形式 [ 5 -6] 1 “前电后袋式”结构。其一般形式是 在一个除 尘箱体内, 前部为静电除尘单元, 后部为袋式除尘单 元 图 1 。 57 环 境 工 程 2009年 12 月第 27卷第 6 期 图 1 “前电后袋式”电袋组合袋除尘器 “前电后袋式”电袋组合式除尘器将前级电除尘 和后级袋式除尘串联成一体, 烟气经过前区静电除尘 后进入后区袋式除尘 。 2 “静电增强型”结构。其一般形式是 在一个除 尘箱体内, 前部设置一段预荷电区 , 使颗粒物带电。 带电颗粒物随烟气进入后区过滤段被滤袋过滤层收 集 图 2 。 1电源; 2预荷电区; 3金属网; 4滤料; 5骨架。 图 2 静电增强型电袋组合除尘器 3 “电袋一体”结构 。此种形式又称“嵌入式”电 袋组合式除尘器 , 其主要结构为 在一个除尘箱体 内,静电部分 放电极和收集板 和滤袋的交替成排布 置 图 3 ,两者同时工作达到除尘效果 。 图 3 电袋一体电袋组合除尘器 目前 ,在国内电袋组合式除尘器的应用主要为第 一种结构 “前电后袋式” 。以上3 种结构的电袋组合 式除尘器存在着一个相同点, 即静电除尘空间与袋式 除尘空间联在一起 。循环流化床锅炉燃用煤种比较 复杂 、 起停频繁 、 点炉喷油启动易产生糊袋或者烧袋。 电除尘采用负电晕产生的 O3直接作用滤袋 ,易损坏 滤袋 。 鉴于以上考虑, 本工程中我们提出了一种新型的 电袋组合式除尘器 专利号 ZLGL2007120009, 结构见 图4 ,它由完整保留的原静电除尘器第一电场和在 被拆除的后三级电场内安装的袋式除尘器组成。电 除尘器 、 袋式除尘器加装隔板隔开, 由外加烟道连接 成组合式除尘器 。主要设计参数见表 4。 a b a平面; b立面。 1喇叭进气口; 2第一静电场; 3电-袋隔板; 4提升阀阀孔; 5进气通道; 6旁通通道; 7净气烟道; 8喇叭出气口; 9提升阀; 10喷吹系统Ⅰ; 11喷吹系统Ⅱ 。 图 4 电-袋式除尘器 锅炉尾部排出的高温含尘烟气先经过保留的静 电除尘器第一电场除尘, 由静电除尘器后部 拆除第 二电场的一部分空间 进入两侧的排气烟道 ,烟气通 过烟道提升阀进入袋式除尘器 拆除的第二电场的一 部分和第三、四电场 , 从出口提升阀进入尾部烟囱 烟道 。 58 环 境 工 程 2009年 12 月第 27卷第 6 期 表 4 电袋组合式除尘器设计参数 项目参数 仓室数 个3 1 电 2袋 过滤面积 m28 624 滤袋规格 mm 160 8 000 滤袋条数 个2 156 滤袋材料PPS 针刺毡 PTFE浸渍 脉冲阀3 寸淹没阀 喷吹气源压力 MPa0 . 20～ 0. 30 一电场电除尘器后的两侧排气烟道同时设有旁 路提升阀 ,使高温烟气可以直接进入尾部烟囱烟道 。 1. 5 主要特点 作为静电除尘器和袋式除尘器的有机结合,电袋 组合式除尘器充分发挥了两种除尘器各自的优势。 本次电袋组合除尘器具有以下主要特点 1. 5. 1 结构特点 1 采用第一电场静电除尘器与袋式除尘器串联 为一体,但各自独立 ,前电后袋 。 2 静电除尘器排气后两端设置袋式除尘器进气 通道 ,合理地解决了袋式除尘器和静电除尘器的连接 问题 ,使得烟气中的 O3有还原空间 。 3 后级袋式除尘器分室设计 ,并在进出口都设置 通气阀门 ,可以实现离线和在线清灰。 4 进入后级袋式除尘器前 ,设有旁通烟道, 安装 有通气阀门,利于工况调节作用。 5 气动阀、 气包采用各自气路和储气罐。 1. 5. 2 技术特点 1 前级第一电场收尘效率 在 60 ～ 80之 间 [ 2- 4] ,后级袋式除尘器的粉尘负荷只有除尘器入口 的20～ 40。 2 除尘效率不受高比阻细微粉尘影响 , 不受煤 种、 烟灰特性影响, 排放浓度容易实现在50 mg m 3 以 下,且长期稳定 。 3 第一电场对粉尘实现荷电 ,由于电荷效应使粉 尘在沉积后结构比较松散 ,有利于减低布袋粉尘层的 过滤阻力 [ 2-4] 。 4 第一电场除去了颗粒较大的粉尘, 减轻了粉尘 对滤袋的磨损; 后级袋式除尘器粉尘负荷降低, 延长 了清灰周期 ,减少了压缩空气对滤袋的损害。除去大 颗粒粉尘、减少喷吹次数都可以保护滤袋 ,利于延长 滤袋使用寿命。 2 测试结果 2007 年8 月进行 2号炉锅炉除尘器改造 ,2007 年 9 月 18 日进入初次投运。自除尘器投运以来, 运转 情况良好。运行 3 个月后, 山西省环境监测中心站到 现场监测, 自备电厂 2 号锅炉电袋组合式除尘器烟尘 最大排放浓度为14. 71 mg m 3 表 5 。2007 年 9 月到 2008年 1 月又相继对该电厂剩余锅炉除尘器进行了 改造,监测 3 号 、 4 号锅炉烟尘最大排放浓度分别为 7. 48,6. 24mg m 3 , 均符合GB13223- 2003火电厂烟尘 排放标准 [ 1] 的要求 。 表 5 2号锅炉静电除尘器烟尘监测结果 测试 次数 测孔编号 标态排气量 m3h- 1 进口出口 烟尘 浓度 mgm- 3速率 kgh- 1 进口出口进口出口 折算排放浓度 mgm- 3 效率 1甲侧 乙侧 215 975117 128 108 462 28 7949. 40 4. 57 6 2191 . 10 0 . 496 11 . 5 5. 71 8. 7299. 9 2甲侧 乙侧 221 397121 856 108 515 30 2094. 80 16 . 6 6 6880 . 585 1 . 80 5. 90 20 . 8 12 . 9299. 9 3甲侧 乙侧 222 252129 701 105 282 31 12410 . 1 5. 46 6 9171 . 31 0 . 575 12 . 4 6. 82 9. 9099. 9 4甲侧 乙侧 227 565121 598 114 659 30 3424. 09 19 . 9 6 9050 . 497 2 . 28 5. 11 24 . 9 14 . 7199. 9 5甲侧 乙侧 227 716131 913 106 094 29 6882. 46 10 . 1 6 7600 . 325 1 . 07 3. 08 12 . 6 7. 3299. 9 6甲侧 乙侧 221 462131 762 104 167 30 2043. 71 4. 91 6 6890 . 489 0 . 511 4. 64 6. 14 5. 3099. 9 标准50 下转第 49 页 59 环 境 工 程 2009年 12 月第 27卷第 6 期 而且大量电子的存在会使得电子与空穴复合的几率 增加 ,从而影响 TiO2 ACF 的光催化活性 。 由图 5 可知 , 通氧条件对 TiO2 ACF 光催化氧化 去除苯酚的影响效果的大小与废水在反应器内停留 时间有关,HRT 越长, 影响越大。主要是因为光催化 氧化反应的初始阶段, TiO2 ACF 的吸附去除苯酚占 主导地位, 只有少量的活性自由基参与反应 ,将部分 苯酚氧化为中间产物 ,从而在废水流量低, 即 HRT 较 短时, 通氧条件对TiO2 ACF 光催化氧化影响效果小。 随着HRT 的延长 ,TiO2 ACF 光催化氧化作用得到充 分体现 ,耗氧量也进一步增大 , 通氧条件对 TiO2 ACF 光催化氧化去除苯酚的影响效果逐渐明显,当 HRT 7. 67 h ,废水流量为0. 05 L min时, 通氧条件下 COD 去 除率约为 79,未通氧条件下COD 去除率约为60。 3 结论 1 通过 SEM 表征确认 ,ACF 负载 TiO2膜的效果 比较理想, 但是负载的均匀性有待进一步提高 ; 经过 XRD 分析所得晶相图谱可以确认, 所制得的光催化 剂中 TiO2以锐钛矿型为主 。 2 TiO2 ACF 光催化氧化去除苯酚有较好的效果。 在苯酚初始质量浓度为40 mg L ,废水 pH 7. 5 ,反应 器内 紫 外 灯 光 强 为 1. 75 W L , 采 用 流 量 Q 2. 6 mL minL 的空气对废水进行搅拌、充氧的情况 下,当废水在反应器内 HRT 约为 7. 67h 时 ,苯酚去除 率可达91,COD 去除率约为79。 参考文献 [ 1] Fujishima A, Rao T N, Tryk D A . 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