半干法脱硫配套布袋除尘器的特殊要求.pdf

半干法脱硫配套布袋除尘器的特殊要求 * 林炜 1 许明海 2 1. 蓝天环保设备工程股份有限公司，杭州 310012;2. 浙江省环境保护科学设计研究院， 杭州 310007 摘要 由于半干法脱硫工艺对布袋除尘器的特殊要求， 使得其配套的布袋除尘器构造不同于以往常规的布袋除尘器。 从布袋除尘器的过滤风速、 滤料选择、 沉降室设置、 布风均匀性、 灰斗特性、 旁路系统的要求做详细的说明。 关键词 半干法脱硫;布袋除尘器;过滤风速;滤料;灰斗;旁路 SPECIAL REQUIREMENTS ON ASSEMBLY BAG DUST COLLECTOR IN SEMI- DRY DESULFURIZATION PROCESS Lin Wei1Xu Minghai2 1. Lan-Tian Environmental Engineering Co. ，Ltd，Hangzhou 310012，China; 2. Environmental Science Research and Design Institute of Zhejiang Province，Hangzhou 310007， China AbstractBecause of the semi-dry desulfurization process special requirements for the bag dust collector，the structure of the assembly of products-bag dust collector is different from the conventional bag dust collector. This paper describes the filtration speed of the bag dust collector ，filter material setting of gravity separator，distribution of the intake air，the special requirements of the ashhopper，by-pass system in detail. Keywordssemi-dry desulfurization;bag dust collector;filtration speed;filter materials;ashhopper;by-pass 0引言 半干法脱硫工艺具有占地省、 工艺副产物为干态 便于运输处理、 无污废水等二次污染物排放等优势， 随着半干法脱硫工艺的普及， 其后配置的除尘器为了 适应烟气特性及排放浓度要求 ≤50 mg/m3， 有的甚 至要求≤30 mg/m3或更低 ， 宜选用布袋除尘器。 布袋除尘器主要由箱体 上、 中、 下箱体 、 导流 系统、 过滤系统、 清灰系统、 气源系统 采用压缩空气 或流化风机 等组成。其有如下特点 1 除尘效率 高， 特别是对细粉也有很高的捕集效率， 一般可达到 99. 9 以上; 2 适应性强， 它能处理不同类型的颗粒 污染物 包括电除尘器不易处理的高比电阻粉尘 ; 3 操作弹性大， 入口气体含尘浓度变化较大时， 对除 尘效率影响不大; 4 除尘效率对气流速度的变化具 有一定的稳定性。 1半干法脱硫烟气的特殊性 半干 法 脱 硫 工 艺 现 今 主 流 工 艺 主 要 是 CFB- FGD， RCFB-FGD， NID。不管哪种工艺其脱硫塔出口 的粉尘浓度均在 800 ～ 1 000 mg/m3; 烟气的含湿量 大， 特别是垃圾焚烧炉烟气， 含湿量可达到 10 ～ 15 ; 烟气温度低， 高于露点 ～ 15℃ 。 2脱硫配套布袋除尘器的特殊要求 2. 1过滤风速的选取 一 般 工 业 配 套 布 袋 除 尘 器 过 滤 风 速 为 1. 0 m/min， 由于半干法脱硫工艺的烟气中含尘量高、 粉尘颗粒黏度、 湿度较大， 使得布袋除尘器的过滤面 积需增大， 才能达到较好的过滤效果， 半干法脱硫后 布袋除尘器的除尘效果一般在 99. 9 以上; 维持较 合适的布袋除尘器阻力为1 500 ～ 2 000 Pa; 清灰频率 不至于过于频繁而影响设备的使用寿命。故过滤风 速要求较低， 一般为 0. 75 ～ 0. 85 m/min。 2. 2滤料的选择 从耐温性、 耐腐蚀性、 强度、 耐水解性、 价格等综 合因素比较， PPS 是燃煤锅炉和循环流化床垃圾焚烧 炉的首选滤料， PPS 滤料耐无机酸、 有机酸、 耐碱、 耐 有机溶剂强， 有很强的耐水解性， 稳定性和阻燃性好。 抗拉、 抗磨、 抗折性好。PPS 滤料的缺点是抗氧化性 能较弱。随氧浓度和烟气温度的升高氧化反应剧增。 121 环境工程 2011 年 2 月第 29 卷第 1 期 当烟气含氧量为 8 时， PPS 的连续工作温度小于 155℃ ; 当含氧量为 10 时连续工作温度小于 150℃ 。 而对瞬时高温也有一定要求， 温度达 180℃ 时， 每次 不能超过10 min， 全年累计不能超过50 h。为了优化 滤料的性能， 一般对 PPS 滤料进行表面处理 防油防 水 PTFE 浸渍。其他锅炉要视烟气特性而定， 比如 炉排炉垃圾焚烧炉由于其温度高 可达 250℃ ， 湿度 大， 一般选用 PFTE 滤料; 对排放浓度要求高的， 可采 取覆膜滤料， 但布袋除尘器将以牺牲阻力为代价。 2. 3沉降室的设置 由于 布 袋 进 口 的 粉 尘 浓 度 高， 可 达 到 800 ～ 1 000 mg/m3， 为了保证除尘效果， 一般在布袋除尘器 前设置预除尘设施， 主要有 机械除尘、 电除尘等， 电 袋组合除尘器一直存在着争议， 有待进一步的论证其 优劣。建议通过布袋除尘器的内部结构优化达到预 除尘效果， 主要是提高了中箱体的高度， 使得烟气进 入布袋除尘器后上升到滤袋有一定的空间， 在此空间 里粗粉尘由于流速低、 重力及机械作用沉降到灰斗， 起到了预除尘的作用， 降低了滤袋的负担， 延长了滤 袋的使用寿命， 同样可达到预除尘的效果， 且节省占 地。 在布袋除尘器的进风区设置的气流分配系统兼 有分离含尘气体中的大颗粒粉尘下降和对含尘气体 进行导流、 匀流的作用。含尘气体在通过导流系统 时， 由于风速的突然下降， 含尘气体中的大颗粒粉尘 发生自然沉降并经导流系统分离后直接落入灰斗、 其 余粉尘在导流系统的引导下， 随气流进入箱体过滤 区。在设计布袋除尘器时可充分的利用此段， 将其容 积扩大， 粉尘在此处的停留时间增大; 增设多处导流 碰撞板， 提高预沉降、 除尘效率。预除尘效率可达到 65 ～ 70 。 2. 4布风的均匀性 布风对布袋除尘器来说是关键的设置， 布袋除尘 器分多个室， 每室的进风均匀性跟除尘效果有直接的 关系， 以下是布风装置设置前后的烟气流场模拟见 图 1、 图 2。 未设置布风装置的情况下， 靠近尾部的布袋室烟 气量大， 每个室的布风不均匀; 这样必将导致尾部布 袋室超负荷运行， 室差压过大， 清灰过于频繁， 尾部灰 斗的灰量大。通过采用进风及导流技术， 合理的进口 风速保证了每个室的滤袋使用寿命。除尘器配置进 风分配系统， 滤袋间距的合理布置， 上升气流速度的 图 1未设进风分配系统时的烟气流场 图 2设置进风分配系统时的烟气流场 有效控制， 有效地使进入除尘器的含尘气体均匀地分 布到每个滤袋， 防止了滤袋间的碰撞和摩擦， 有利于 滤袋使用寿命的延长。 2. 5灰斗特性 半干法脱硫工艺由于其对灰的利用的特殊性， 布 袋灰斗一般设置成船型大灰斗， 这样可以保证灰斗出 灰的连续性， 通常在灰斗底部设置空气斜槽， 通过罗 茨风机鼓入流化风， 在流化风的推动下脱硫灰通过空 气斜槽以一定的倾斜角度机械出灰， 减少故障点。 2. 6旁路系统 布袋除尘器一般设置内置式旁路， 通过旁通阀的 启闭来切换烟气的走向。当锅炉运行中发生水冷壁、 过热器、 再热器、 省煤器发生爆管时， 烟气温度通常会 下降或空预器出口一侧烟气温度升高， 另一侧烟气温 度降低的情况， 同时烟气中的含水量急剧增加， 此时 可开启旁路系统， 达到保护滤袋、 不影响锅炉系统正 常运行。布袋除尘器的旁路密封性及其重要， 正常运 行时， 如果密封性不好， 原烟气泄露， 对净烟气排放浓 度造成影响， 有可能导致烟尘排放浓度超标。旁路系 统可通过以下途径确保旁路系统的可靠性。 1 阀体结构及密封材料 旁通阀的形式跟旁路 泄漏量有很大的关系; 旁通阀宜采用双层阀门结构， 中间形成隔断， 能有效的保证尘气室和净气室的隔 绝， 实现零泄漏; 并且采用耐高温密封条 硅橡胶， 其使用寿命长， 可有效的降低了漏风率。 2 控制方式 针对空压机发生故障或者空压机 下转第 41 页 221 环境工程 2011 年 2 月第 29 卷第 1 期 2. 2工艺参数及工艺流程说明 两个生产单位的废水首先进入调节池进行水质 水量的均衡， 然后进入沉淀设备。由于混合废水悬浮 物含量较高， 首先采用普通沉淀进行分离， 可节省下 一步 絮 凝 沉 淀 絮 凝 剂 的 用 量。沉 淀 表 面 负 荷 为 1 m3/ m2h 。 ［ 5］ 经普通沉淀的废水进行进一步絮凝沉淀， 以去除 大部分的悬浮物、 有机胶体等。絮凝剂采用 PAM， 混 合时间为3 min， 反应时间为30 min， 絮凝沉淀表面负 荷为1 m3/ m2h 。 絮凝沉淀和过滤后， 废水用蒸汽加温， 再用泵提 升至一级氨吹脱吸收塔脱氮。废水 pH 值为 12. 28， 气液比为2 900 ～ 3 600， 水力负荷为6 m3/ m2h 。 氨 氮去除率为 85 ～ 90 。二、 三级氨吹脱， 均是先用 石灰乳调 pH 值至 11， 经混合、 反应、 化学沉淀， 用蒸 汽加温， 再用泵提升至氨吹脱吸收塔脱氮。气液比为 2 900 ～ 3 600， 水力负荷为6 m3/ m2h 。 氨氮去除率 为 75 ～ 85 。 吹脱出的氨气， 通过清水淋洗回收氨水。经化学 沉淀产生的 CaSO4沉渣排入 CaSO4渣槽， 与其他污 水处理工艺产生的 CaSO4沉淀一起脱水回收石膏。 经三级吹脱脱氮处理， 废水 pH 在 9. 3 ～ 10. 2 之 间， 由于经预处理后废水将与该企业其他生产单位排 出的废水混合进行除砷处理， 故无需用酸回调pH 值。 2. 3主要构筑物及设备 主要构筑物及设备见表 2。 3结语 1 将高浓度含氨废水进行单独预处理， 之后再 与该企业其他含重金属废水混合进一步处理， 降低了 去除氨和重金属的难度， 符合废水分质处理的原则。 表 2主要构筑物及设备 项目名称规格型号数量 废水调节池21 m 3 m 4 m1 座 调节池提升泵Q 3. 6 m3/h，H 18 m， P 0. 75 kW2 台 沉淀设备3. 5 m 1. 5 m 4 m1 套 混合器3003 套 反应槽D 1. 5 mH 4. 0 m3 套 絮凝沉淀设备3 m 1. 5 m 4 m1 套 中间水箱3 m 1 m 4 m1 套 过滤设备D 1. 0 mH 4. 0 m1 套 反冲洗泵Q 80 m3/h，H 15 m， P 8 kW2 台 氨吹脱 /吸收塔D 1. 0 m， H 5. 0 m3 套 化学沉淀设备3. 5 m 1. 5 m 4 m2 套 2 采用三级氨吹脱、 吸收工艺， 氨去除率达到 98 以上， 提高了氨氮去除的效率和稳定性。 3 对废水中氨及废水处理过程中产生的副产品 CaSO4进行回收利用， 为企业降低了运行成本， 并且 防止了二次污染。 参考文献 ［1 ］ 戴树桂. 环境化学［M］ . 北京 高等教育出版社， 1996. ［2 ］ 范建伟， 孙宇， 林敏清， 等. 含金属氨络合离子的高浓度氨氮废 水处理［J］ . 工业用水与废水， 2007， 38 4 54- 57. ［3 ］ 杨智宽， 韦进宝. 污染控制化学［M］ . 武汉 武汉大学出版社， 1998. ［4 ］ 王忠兰. 普通化学［M］ . 沈阳 辽宁科学技术出版社， 1994. ［5 ］ 边德军， 任庆凯， 田曦， 等. 有色金属冶炼含砷、 铁酸性废水处 理工艺设计方案 ［J］ . 环境科学与技术，2010 5 151- 153. 作者通信处霍明昕130024吉林省长春市东北师范大学城市与 环境科学学院 E- mailhuomx097 nenu. edu. cn 2010 － 06 － 21 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 上接第 122 页 停电以及压缩空气过低时， 设置了空气压力监测报 警， 当储气罐压力低于0. 2 MPa时进行声光报警。旁 通阀设计有专门的储气罐， 保证在低压报警后能自动 打开旁通阀， 专用储气罐能保证0. 5 h内压力不下降。 3结论 由于半干法脱硫运行后， 使烟气的粉尘浓度、 温 度、 湿度等性质发生了改变， 对除尘系统提出了一定 的特殊性， 使得其配套的布袋除尘器构造不同于以往 常规的布袋除尘器， 半干法脱硫工艺配套的布袋除尘 器是半干法脱硫工艺成败的关键， 其在过滤风速、 滤 料选择、 沉降室设置、 布风均匀性、 灰斗特性、 旁路系 统等的配置有其独特的要求。 参考文献 ［1 ］ 刘学军. 高浓度布袋除尘器在内回流循环流化床烟气脱硫系 统上的应用［J］ . 热力发电，2007 12 53- 55. ［2 ］ 罗维秋. 脱硫专用布袋除尘器的应用与设计［J］ . 化学工程与 装备，2009 7 79- 83. 作者通信处林炜310012浙江省杭州市教工路 8 号求是大厦 13 楼蓝天环保设备工程股份有限公司 E- maillin028 163. com 2010 － 08 － 23 收稿 14 环境工程 2011 年 2 月第 29 卷第 1 期