烟气超低排放实际上是指烟气中颗粒物的超低排放。排放的烟气不仅包括烟尘,还包括湿法脱硫过程中产生的二次颗粒物。因此,必须进行必要的除尘处理,实现烟气的超低排放。
除尘技术一般包括:脱硝后烟气中烟尘的去除,称为一次除尘技术。主流技术包括:电除尘技术?袋式除尘技术和电袋复合除尘技术;脱硫后对烟气中颗粒物的二次脱除或烟气脱硫过程中颗粒物的协同脱除,称为二次除尘或深度除尘技术。湿式电除尘技术主要用于脱硫后烟气中颗粒物的脱除,复合塔脱硫技术主要用于脱硫过程中颗粒物的协同脱除,在湿式脱硫塔中增加高效除雾器或湿式除尘装置。
初级除尘技术
1、电除尘技术
电除尘技术是利用强电场的电晕放电,使气体动力产生大量自由电子和离子,吸附在通过电场的尘粒上,使烟气中的尘粒带电。带电的尘粒在电场库仑力的作用下吸附在极板上,通过振打落入灰斗,通过排灰系统排出,从而达到除尘的目的。
优点:除尘效率高,压力损失小,使用方便,无二次污染,对烟气的温度和成分不敏感,设备操作维护相对容易,安全可靠性好。
局限性:设备占地面积大,除尘效率受煤种和飞灰成分影响较大。
根据是否用水除去电极表面的灰,静电除尘可分为干式静电除尘和湿式静电除尘。干法静电除尘通常称为静电除尘,如静电除尘技术和低温静电除尘技术。湿式电除尘通常称为湿式电,仅用于湿法脱硫后的二次除尘。
(1)静电除尘技术
静电除尘技术是在电晕电极和集尘电极之间施加高压直流电,产生的强电场使气体电离,使粉尘带电。带有正负离子的尘粒分别向电晕电极和集尘电极运动,并沉积在极板上,使积聚的粉尘通过振打装置落入灰斗。
与其他除尘设备相比,静电除尘器耗能少,除尘效率高。适用于脱除烟气中0.01-50μ m的粉尘,可用于烟气温度高、压力大的场合。但由于静电除尘器是基于荷电集尘机理,对飞灰的性质(如成分、粒径、密度、比电阻、粘附性等)比较敏感。),特别是对于比电阻高、粉尘细的粉尘,运行工况的变化对除尘效率也有很大的影响。另外,它不能截留有害气体,对制造、安装和操作水平要求很高。
(2)低温和低温电除尘技术
低温电除尘技术是通过烟气冷却器将电除尘器入口烟气温度降低到酸露点以下的一种电除尘技术。
低温电除尘技术由于烟气温度下降到酸露点以下,粉尘的比电阻大大降低,击穿电压升高,烟气流量减小,可以达到很高的除尘效率。同时,当烟气温度降至酸露点以下时,气态的SO3会凝结成液态的硫酸雾,烟气中的大部分SO3可通过烟气中的粉尘吸附和化学反应除去。在达到相同除尘效率的前提下,与常规干式静电除尘器相比,低温静电除尘器可以减少电场数量,减少循环面积,降低运行电耗,节能效果明显。而粉尘比电阻的降低会削弱阳极板上捕集的粉尘的静电粘附,导致二次粉尘的增加。
2.袋式除尘技术
袋式过滤技术利用过滤原理,利用纤维编织物制成的袋式过滤单元捕集含尘烟气中的粉尘。在反向加速和反向穿透气流的作用下,堆积在滤袋表面的粉饼层离开滤袋表面,落入灰斗。落入灰斗的灰通过输灰系统排出。
优点:布袋除尘器占地面积小;除尘效率高,一般保证出口排放浓度在50mg/m3以下;气体处理能力范围大;不受煤种、飞灰成分、浓度和比电阻的影响;结构简单,使用灵活;运行稳定可靠,操作维护简单。
局限性:受滤袋材质限制,在高温、高湿、高腐蚀性气体环境下除尘适应性差。运行阻力大,平均运行阻力在1500Pa左右,有的袋式除尘器运行不久就会超过2500Pa。此外,滤袋容易破损脱落,旧袋难以有效回收。
3.电袋复合除尘技术
电袋复合除尘技术是将电除尘技术和袋式除尘技术相结合的复合除尘技术。它通过前置电场收集大部分烟尘,同时对烟尘充电,通过后置滤袋区过滤剩余烟尘,实现烟气净化?没有被前一个电区捕集的带电粉尘会由于电荷的作用将细小颗粒极化或凝聚成粗颗粒,同时由于同性电荷的排斥,堆积在滤袋表面的粉尘层会有序排列?结构疏松,棉絮状,粉尘层阻力低,易清洗易剥离,从而产生荷电粉尘的效果增强过滤性能,降低运行阻力,延长滤袋寿命?
根据结构类型,电袋复合除尘器可分为一体式电袋复合除尘器?分体式电袋复合除尘器和嵌入式电袋复合除尘器?其中,集成电袋复合除尘器技术为成熟,应用为广泛?
优点:对煤和粉尘比电阻变化的适应性比电除尘器强,运行阻力比纯袋式除尘器低,滤袋使用寿命比袋式除尘器长,电耗比电除尘器低。
局限性:由于有两套电除尘机组和布袋除尘机组,运行维护复杂。
二次除尘技术
1.湿式静电除尘器技术
湿式静电除尘技术就是用水把吸附在电极上的灰尘洗掉?根据阳极板的形状,wesp可分为板式、蜂窝式和管式,其中板式和蜂窝式应用较为广泛。wesp安装于脱硫设备后,能有效去除湿法脱硫产生的烟尘和二次粒子,并能协同去除SO3、汞及其化合物等?
影响湿式除尘器性能的主要因素有湿式除尘器的结构型式、入口浓度、粒径分布、气流分布、除尘器的技术状况和冲洗水量?
优点:对粉尘适应性强,除尘效率高,适用于处理高温高湿烟气;无二次扬尘;无锤击设备等易损件,可靠性强;能有效去除亚微米颗粒物、SO3气溶胶、石膏液滴,有效治理PM2.5、蓝烟、石膏雨。
限制:排气温度应低于冲洗液的绝热饱和温度;在高粉尘浓度和二氧化硫浓度下难以使用wesp必须采取良好的防腐措施;虽然wesp的冲洗水采用闭路循环,但应与脱硫水系统保持平衡。
2.复合塔脱硫技术
复合脱硫塔工作时,烟气由引风机吹入脱硫塔内,在脱硫塔径向进气管内设置一级喷淋装置,对烟气进行预冷和预脱硫。冷却预脱硫后的烟气从脱硫塔中下部均匀上升,依次通过三级喷淋装置形成的高密度喷淋洗涤反应区和吸收反应区。脱硫液通过螺旋喷嘴产生极细小的液滴,为烟气和脱硫液的充分混合提供了巨大的接触面积,使气液两相进行充分的物理传质和传热。脱硫塔内设有两级脱水除雾装置,脱硫后的烟气继续上升,依次通过两层折板除雾装置。通过雾和小液滴对折板的反复冲击,形成较大的液滴,与烟气分离后下落,脱水后的烟气通过烟道排到烟囱。
针对以上除尘技术的选择,当电除尘对煤的除尘难度为“容易”时,可选择电除尘技术;当燃煤除尘难度为“难”时,可优先采用电袋复合除尘技术,300MW及以下机组也可采用布袋除尘技术。对于第一次除尘,要求粉尘浓度小于10mg/m3或5mg/m3,不依靠第二次除尘实现超低排放,可优先采用超净电袋复合除尘技术。在其他情况下(包括煤种除尘难度为“一般”),可综合考虑二次除尘技术效果、煤质波动、现场条件、投资和运行费用等因素进行选择。
另外,也可以遵循这样的原则:当一级除尘器出口粉尘浓度为30mg/m3-50mg/m3时,应选择wesp进行二级除尘;一级除尘器出口烟尘浓度小于30mg/m3,也可采用wesp进行二级除尘,以达到更低的颗粒物排放浓度,更好地适应煤炭市场等因素的变化,投资和运行费用会适当增加?当一级除尘器出口粉尘浓度为10 mg/m3-30 mg/m3时,应采用复合塔脱硫技术进行二级除尘,以保证复合塔的除雾除尘效果。
来源:工业过程气体监测技术
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