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锅炉除尘器脱硫效果?

发布时间:2017-03-01 20:37      浏览次数:

  在我国,中小型燃煤锅炉一般采用除尘、脱硫分体式装置,即除尘设备与脱硫设备为独立处理单元。低效的除尘设备会使锅炉的脱硫效率下降、磨损设备、堵塞风管,造成资源的浪费,因此,必须重视除尘设备的除尘效率。

  锅炉脱硫除尘器实际上是布袋除尘器除尘和脱硫除尘器脱硫塔脱硫的一种综合设备。锅炉脱硫除尘器首先去除烟气中固体颗粒然后通过化学反应去除二氧化硫等有害气体。一般电厂、冶金、化工等有害气体、粉尘颗粒排放较高的使用锅炉、电炉的行业,都会使用脱硫除尘器实现废气排放污染物除尘净化,以达到国家标准排放,保护环境。锅炉脱硫除尘器有干式脱硫除尘器和湿式脱硫除尘器之分,目前本公司所使用的脱硫除尘器大部分都属于湿式脱硫除尘器。

  湿式脱硫除尘器又有水膜脱硫除尘器和冲击水浴脱硫除尘器等几个种类,但总体来说湿式脱硫除尘器的工作原理都相差无几。湿式脱硫除尘器的脱硫步骤一般是,含尘烟气从锅炉排放出来后,先通过管道进入旋风除尘器,这个装置也叫火星捕集器或叫沉降室,进行一级处理去除火星和降温,达到除尘布袋能承受的温度后再进入二级布袋除尘器,烟气通过布袋除尘器过滤后,去除了烟气中的灰尘,但是袋式除尘器去除不了烟气中的含硫化学成分,从布袋除尘器过滤后的烟气再由引风机送人脱硫除尘器脱硫塔进行脱硫处理,湿式脱硫除尘器内部设计有喷淋系统,所喷淋出的洗涤水雾与进入的烟气混合,将烟气中的微尘颗粒凝聚成聚合体,并随烟气气流进入洗涤槽。

  湿式脱硫除尘器的洗涤槽或水斗内置有大量的洗涤液,在气流的冲击下能形成大量的泡沫水膜,拦截灰尘聚合物,将其分离出来。湿式脱硫除尘器所处理烟气中所含有的二氧化硫,有亲水性的特点,在经过洗涤水雾及泡沫水膜的拦截后,绝大部分都可被洗涤水中的碱性物质中和吸收,实现脱硫的效果。在脱硫塔中脱硫后的清洁气体通过烟囱排入大气,脱硫除尘就此完成。脱硫除尘器需要定期清理沉淀池中的积灰,尽量保持循环水的清洁度.要求脱硫效率在80%以上的,必须定时定量在循环水池中加入碱液,使循环水中的PH值保持在9以上,沉淀池中含酸性废水加入碱水沉淀过滤后可循环使用。

  我国是当今世界锅炉生产和使用最多的国家。其中,中小型(非发电)锅炉多应用于纺织、食品、机械制造等行业,多分布在发达城市的郊区,远离中心城区,或二线城市的工业区内。根据2002年我国批准了《京都议定书》,工业锅炉的节能减排势在必行。各地环保部门均出台相应的法律、法规,限制或取消中、小型锅炉的报批申请,逐步淘汰中小型锅炉,已有或在建项目均需要执行更加严格的环保排放指标,而这项指标又以二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)的减排指标尤为明显。因此,各地原有的中小型锅炉纷纷进行改造以应对新出台的政策。

  在这个过程中,大部分企业单位采取的方式为,在原有脱硫除尘设备基础上,新增一套脱硫设备。但部分单位并不重视原有除尘设备的改造与维护,导致在一定运行时间后,由于原有除尘设备的运行不当,而影响了新增脱硫设备运行的现象。以西安一家企业为例,厂内共设有20吨锅炉2台(一用一备),15吨锅炉4台(2用2备),配备有陶瓷多管旋风除尘器5套,静电除尘器1套。该企业在2010年新增3套脱硫设备,保证排放指标满足最新发布的环保排放指标。脱硫、除尘系统运行2年后,该企业发现其在线监测仪显示SO2排放浓度高于允许排放值,在进行调整未能得到解决的情况下,邀请设计单位调试人员对脱硫、除尘超标排放现象进行调查,并提交了调查结果。

  1 浆液密度

  脱硫系统使用的运行工艺为石灰-石膏湿法脱硫,系统内浆液的密度为一个重要参数,反映出系统内部脱硫反应物质的量,浆液密度控制在1.05~1.08范围内,脱硫效果最佳。

  因此,首先对浆液密度进行调整,并绘制出浆液密度与SO2排放值的曲线。

  从浆液密度曲线与SO2排放值曲线对比可知,在设定范围内,浆液密度与排放浓度成反比关系,浆液密度越高,排放浓度越小,但排放浓度仍未能达到厂区排放要求,因此需要对浆液及系统其他部件进行进一步分析。

  2 水样分析

  浆液中固含量实验室设定取值:

  该企业对系统中的浆液进行固含量及钙基含量分析。结果显示,浆液密度为1.08时,试样中的固含量均值为26%,钙基含量为12%。实验室配制的试样颜色呈灰或灰白色,而现场浆液的颜色则呈灰黑或灰绿色,且黏度很大。经进一步化验得知,浆液中含有大量的锅炉灰,此时的浆液密度并不能准确地反映浆液中含有的脱硫反应物质的量。

  3 脱硫设备分析

  脱硫系统使用循环水泵为耐磨耐腐合金泵,管道为内衬塑无缝管,衬塑厚度为5mm。由于循环浆液中含有大量的灰尘,系统运行2年期后,水泵叶轮明显磨损,水泵流量减量10%~20%,轴封等易损件1年1换;管道弯头、阀门和变径等1年2换,主体管道内衬层亦出现不同程度的磨损。

  石灰-石膏湿法脱硫的一个重要技术参数为液气比,即循环液总量与处理烟气量的比值。脱硫系统循环水泵总流量已经明显低于原设计流量,因此未能达到设计的排放浓度。

  4 除尘器分析

  以其中一台20t锅炉配备的多管旋风除尘器为例,其设计参数为处理风量60000Am3/h,除尘效率90%~95%,本体漏风率≤3%,本体阻力650~900Pa,处理后排放浓度≤250mg/Nm3,经调查发现,该除尘器本体漏风率为6%,除尘效率为65%。漏风点为除尘器上筒体焊缝、下锥体焊缝、卸灰阀、除尘器检修门等。根据除尘手册可知,当下锥体或卸灰阀漏风1%,除尘效率下降5%;漏风5%,除尘效率下降30%。现场情况与此参数基本相符。

  原设计烟风道为δ8.0碳素钢板制作,150mm厚度岩棉保温层,运行2年后,70%烟风道钢板厚度减少为δ5.0~4.0,弯头、变径、进出风口位置减少为δ2.0,个别流速高的位置已出现不同程度的点蚀及穿孔。

  除尘器漏风率变大,致使系统中的氧含量由原来的10%~11%增大至13%~15%,根据国家环境保护局发布的《固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法》(HJ/T 76-2007)和《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)均指出,大气污染物基准氧含量排放浓度折算方法:

  …………①

  c―大气污染物基准氧含量排放浓度,mg/m3;c’―实测的大气污染物排放浓度,mg/m3;O2’―实测的氧含量,%;O2―基准氧含量,%(燃煤锅炉为6%)。

  公式①表示,当实测的氧含量越大时,根据大气污染物基准氧含量折算的排放浓度则越大,氧含量为13%时的折算排放浓度为10%的1.22倍,氧含量为15%时的折算排放浓度为10%的1.83倍。因此,不能忽视除尘器和烟风道的漏风率,必须把氧含量控制在既满足锅炉燃烧,又不会导致排放浓度折算值过大。

  5 小结

  综上所述,致使系统运行异常和排放超标的主要原因是除尘器的故障问题,而除尘器的故障又是由于在日常运行中,缺乏对除尘设备进行维护及清理工作。该企业对除尘设备进行了检修,并修复了烟风道的漏风点,对循环水泵进行了叶轮更换后,二氧化硫、烟尘等各项指标均达标排放。该企业计划更换更高效的布袋除尘器,保证锅炉、脱硫除尘设备长期运行运行。


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