采用布袋除尘器控制燃煤锅炉污染物的探索实践

2008-7-15 9:22:12  作者:姚海潮  来源:艾普网  【 查看评论

文 /姚海潮 北京京煤集团有限责任公司
摘 要:针对北京市新执行的锅炉污染物综合排放标准通过调查分析提出采用多管加布袋除尘以及炉内固脱硫技术工艺为高标准控制锅炉污染提供了一定的技术参考。

  关键词: 大气污染、布袋除尘器、固硫、达标
  

北京市于2002年3月1日开始执行新的锅炉污染物综合排放标准DB11/1392002锅炉烟尘排放原标准执行180-220mg/Nm3,
新标准2002年3月1日起执行100mg/Nm3,2003年11月1日起执行50mg/Nm3二氧化硫排放原标准执行650mg/Nm3,
新标准2002年3月1日起执行300mg/Nm3,2003年11月1日起执行150mg/Nm3北京京煤集团有限责任公司现有燃煤锅炉100余台有20余台沸腾炉及部分链条炉燃用自产无烟煤由于燃烧方式的原因造成锅炉污染物初始排放浓度非常高原有的烟气净化设施很难满足新的排放标准需要寻求能使燃煤锅炉污染物达标排放的技术对策和装备,为此我们进行了积极的探索实践。

1 技术方案的提出

北京市的锅炉污染物综合排放标准 DB11/139-2002 是目前我国最严格的锅炉污染物排放标准。我国尽管有高性能的烟气净化设备,但以前没有对污染物排放提出过这样高的要求,现有的治理设备也没有明确表明能可靠达到此标准的,也就是没有现成的可靠的技术方案和设备可供直接选用,这样给我们进行治理达标排放提出了很大的难题。我们总结分析了我公司锅炉污染物排放及现有烟气净化设施的性能特点和运行情况,通过综合分析比较,提出了:燃煤配制?gt;多管旋风除尘器->布袋除尘器->烟气脱硫->烟囱排放的技术对策,根据每台锅炉的具体情况对有的环节进行取舍。

方案中布袋除尘器是控制烟尘保证达到 50mg/m3标准的关键环节。布袋除尘器主要由过滤袋,清灰机构和支撑维护结构组成,依靠滤袋的过滤作用净化烟气,去除颗粒粒径可达0.1m,若要求再高可选用性能更高的过滤材料。选择布袋除尘器主要因为其除尘效率高,可靠稳定好,结构简单,操作维护方便,价格适中。但对二氧化硫的去除作用需要其它技术措施的配合才能发挥出来。因此,我们就布袋除尘器在小型燃煤锅炉上应用进行了探索试验。


2 布袋除尘器在小型燃煤锅炉上的实际应用情况

2.1 实施过程中解决的一些问题

我们首先在木城涧煤矿的一台 6t/h 沸腾炉上进行试验。该炉一级用多管旋风除尘器做预处理,二级选用回转反吹风布袋除尘器。从耐温、寿命、价格等方面综合考虑选用具有防水避油功能耐温130。C的工业涤纶过滤材料。经测试烟尘能达到50mg/m3
标准。

此后采用这种工艺先后共安装了 8 台布袋除尘器,主要解决了以下几方面问题:

2.1.1 过滤材料的耐热问题

由于采用布袋除尘器 ,受过滤材料耐热性能的制约,锅炉排烟温度成为重要的考虑因素。厂家提供有三种过滤材料分别耐温130

。C,180。C, 250。C。考虑到现场的烟气温度都不太高,而耐高温的滤料寿命较短,为减轻水汽和其他原因引起的糊袋影响。我们采用具有防水拒油功能耐温130。C

的过滤材料,其瞬时耐温可达150。C。系统保留多管旋风除尘器做预处理,有降低烟气温度的作用,对于烟气温度过高的情况采取加散热装置厂家称壁冷器的降温措施。

2.1.2 使用寿命

据设备制造厂家提供的情况,一般布袋在连续运行的场合使用一年,但因锅炉只在冬季运行,估计可用 3年。多管旋风除尘器做预处理不仅有降温作用,还能减少炽热飞灰直接进入布袋烧坏布袋的情况发生,减少尘进入布袋除尘器的量,有利于减轻磨损,延长布袋使用寿命。这点对原始排尘浓度较高的锅炉如沸腾炉尤其重要。

2.1.3 阻力问题

增加布袋除尘器会增加至少 1000Pa 的阻力损失,而一般原有系统引风机风压有余量,我们在实施中只有两个更换了引风机。由于是在原有系统基础上进行改造,排烟管路来回盘绕较多和有的地方采用了壁冷器而使阻力损失有所加大。

2.1.4 湿度及焦油问题

由于锅炉压火、运行频繁,使烟气温度变化较大,会有水汽凝结问题产生,我公司救护队的锅炉曾出现过温炉后引风机抽不出风的情况,经分析是水汽太大,温度又低,糊住滤料使布袋不能透风,后来采取先走旁路引风,使锅炉燃烧起来,烟气温度升高后烘干了布袋,解决了糊袋问题。在以后锅炉正常使用时未再出现这种问题。
有人提出煤焦油可能糊住布袋的问题,我们考虑只要锅炉燃烧状况良好,避免干馏现象产生焦油就不会造成问题。通过这一段时间使用尚未出现水汽或焦油糊袋锅炉不能正常使用的情况。

2.1.5 脱硫问题

方案中燃煤配制过程 , 主要是解决二氧化硫问题。由于我公司自产的无烟煤含硫特别低,均在0.2%~0.4%之间, 且现在都使用北京市政府要求的低硫煤,

其排放的二氧化硫不会很高,若采用高级的烟气脱硫技术,投资及费用都很高,对于小型锅炉来说很不合适。因此,选择简单有效的技术对策,

首先是燃煤炉内固硫,其次是烟气简易脱硫。

通过对燃煤的配制处理,添加助燃脱硫药剂,改善其性能可达到炉内固硫的目的,我们选用了一种助燃脱硫药剂,说明书介绍可降低二氧化硫排放浓度50%

左右。但因担心它的使用使烟气温度升高会烧坏布袋,故未在配布袋除尘器的锅炉上使用。另一类廉价的炉内脱硫剂是石灰,采用石灰粉掺入煤的方法。两台燃用烟煤的链条炉采用炉内加石灰与布袋除尘器配合,从其二氧化硫排放测试数据来看脱硫效果也很好,可使二氧化硫达到150mg/m3

排放标准。而其他炉没有加入任何固硫药剂,其脱硫效果不明显,我们分析可能是在炉内未完全反应的石灰在布袋除尘器内继续与二氧化硫反应提高了脱硫效果,这主要依赖布袋的过滤作用。实际上具有炉内固硫和烟气干法脱硫两个过程。但使用中需要有足够的钙硫比,注意要与煤混合均匀,若加入氧化铁等助剂,适当增加水份效果会更好,但其用量较大。初步测算此种方法是各种脱硫方法中最经济的。但目前炉内加石灰固脱二氧化硫的测试数据较少,其效果究竟能达多少还需进一步测试验证。

在炉内脱硫后仍不能达标情况下可采取烟气脱硫的措施使二氧化硫达标排放。采用造价低的简易碱性液体喷淋吸收或其他形式二氧化硫装置,效率达70%即可,只要使用低硫煤一般能保证二氧化硫达标。一般采用碱性液体吸收脱硫达到70%的效率比较容易。烟气脱硫装置安排在风机之后对净化系统的不利影响较小,由于所用的碱性吸收液中烟尘已极其微少,水系统运行控制管理要比较容易。使用中要注意保证碱性物质的投加,控制好PH

值碱性物质可是钠碱,石灰水或工业废碱。

2.2 应用效果

见表 1测试数据。

表 1 布袋除尘器烟气测试数据

锅炉型号

标态气量
Nm3/h

烟气温度。 C

过剩系数

烟尘实例
mg/Nm3

烟尘折算
mg/Nm3

SO2实测
mg/Nm3

SO2折资源算
mg/Nm3

QXL120

5484

95

3.75

19.6

40.8

209

435

KZL4

7758

87

4.77

17.4

46

SHF6

11680

71

3.96

11.2


24.6

149

328


DZF6

7127

40

2.59

10


14

143

206

DZL2.8

7714

84

3.18


15.9

28.1

166

293

KZL2.8

3167

86

3.07

20


34

63

107

KZL2.8*

2.96


25.6

42

32

52


KZL2.8*

3.5


14


27

3 结论及改进设想

该工艺流程具有如下特点:a.净化效率高,烟尘能稳定可靠保证达到严格的环保要求,操作维护相对简单,投资及运行维护费用适中。b . 综合运用技术手段,由简到繁,控制单元模块化,可根据需要加减,系统具有灵活性。c.除尘与湿法脱硫分开,湿式脱硫系统在最后使之对系统的影响降到最低。由我们的实践效果来看该方案整体可行,在效果,投资及运行管理等方面比较适合中小型锅炉达到较高的环保要求。

改进设想:需进一步寻求性能更好,价格低的过滤材料及性能更好布袋除尘器设备。由于时间仓促我们尚未对布袋除尘器的类型进行较深入的比较,选用的是回转反吹风式,可能有其他性能更优越的布袋除尘器。另外该布袋除尘器的噪声需加以控制。
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分 值:100分 85分 70分 55分 40分 25分 10分 0分

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