隨著各種環(huán)保文件的出臺,燃煤鍋爐除塵面臨著前所未有的壓力,僅靠對現(xiàn)有除塵器的常規(guī)改造,很難滿足新的煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)。特別是對PM2.5的排放控制,已成為燃煤熱電廠亟待解決的難題。
一、我國煙氣除塵技術(shù)現(xiàn)狀
(一)靜電除塵技術(shù)
靜電除塵器的工作原理是在電暈極和收塵極間通上高壓直流電,由此產(chǎn)生的強(qiáng)電場使氣體電離,帶有正、負(fù)離子的粉塵顆粒分別向電暈極和收塵極游移并最終沉積在極板上,形成積灰,積灰通過振打裝置落進(jìn)灰斗。
靜電除塵技術(shù)對飛灰的性質(zhì)(成分、粒徑、密度、比電阻、黏附性等)十分敏感,同時(shí),運(yùn)行工況對除塵效率也有很大影響。此外,靜電除塵器不能捕集有害氣體,對工作人員的操作水平要求較高。
(二)袋式除塵技術(shù)
袋式除塵器的工作過程包含過濾和清灰兩步驟。過濾是指粉塵的慣性碰撞、重力沉降、擴(kuò)散、攔截和產(chǎn)生靜電效應(yīng)等過程。清灰是指當(dāng)濾袋表面的粉塵積聚達(dá)到阻力設(shè)定值時(shí),清灰部件會將濾袋表面的煙塵清除,使除塵器保持過濾與清灰的連續(xù)運(yùn)作。
袋式除塵器的缺點(diǎn)是受濾袋材料的限制,同時(shí),也受工況限制。此外,袋式除塵器的運(yùn)行阻力不能超過1500Pa,若超過這個(gè)定值,濾袋易破損、脫落。
(三)電袋復(fù)合除塵技術(shù)
含塵煙氣進(jìn)入除塵器后,70%~80%的煙塵被收集下來,剩余的20%~30%的細(xì)煙塵被濾袋過濾收集。電袋復(fù)合式除塵器兼容了靜電除塵器和袋式除塵器的優(yōu)點(diǎn),彌補(bǔ)了兩者的不足,除塵機(jī)理科學(xué)。
電袋復(fù)合式除塵器的缺點(diǎn)是產(chǎn)生臭氧、需求投資較大、需求占地面積較大。此外,濾袋壽命短和換袋成本高也是目前需要解決的問題。
二、煙氣除塵新技術(shù)
(一)聚并技術(shù)
聚并是指微細(xì)粉塵通過物理或化學(xué)的途徑互相接觸、碰撞而結(jié)合成較大的顆粒。聚并成較大顆粒后,易被除塵器捕集,從而提高了微細(xì)煙塵的脫除效率。當(dāng)前國內(nèi)外正在研究的聚并技術(shù)有:電聚并、湍流凝并、聲聚并、蒸汽相變聚并、化學(xué)聚并和光聚并。
電聚并是各種聚并技術(shù)中最為實(shí)用的辦法。電聚并使細(xì)顆粒附帶電荷,促使細(xì)顆粒的相互吸引、碰撞、聚并,最終聚成大顆粒。電聚并的效果取決于粒子的濃度、粒徑、電荷的分布以及外電場的強(qiáng)弱。
(二)濕式電除塵技術(shù)
濕式電除塵技術(shù)與干法靜電除塵技術(shù)的粉塵捕集原理基本相同,所不同的是清灰方式,濕式除塵器未采用傳統(tǒng)的機(jī)械振打清灰方式,而是通過煙氣與水的接觸使飛灰沉降。根據(jù)濕式除塵的操作原理,可分為自激式除塵法、麻石水膜除塵法、噴淋式除塵法這三種形式。
濕式靜電除塵器只能布置在脫硫系統(tǒng)后,占地面積較大。此外,雖然濕式靜電除塵系統(tǒng)的沖洗水采用閉式循環(huán),但由于水中的含塵量在不斷增加,仍需不斷補(bǔ)充原水,成本較高。最后,大量部件長期處于潮濕環(huán)境中,對材料的耐腐蝕性要求較高。
(三)旋轉(zhuǎn)電極技術(shù)
旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器在清灰方式上有了很大的轉(zhuǎn)變。旋轉(zhuǎn)電極由若干個(gè)小塊極板固定在板鏈上進(jìn)行低速旋轉(zhuǎn),其清灰方式避免了二次揚(yáng)塵,解決了高比電阻粉塵的“反電暈”問題。
旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器的缺點(diǎn)是對制造和安裝工藝的要求較高。另外,長期運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性也需進(jìn)一步求證。
(四)高頻電源技術(shù)
高頻電源采用現(xiàn)代電力電子工藝,是將工頻交流經(jīng)三相整流橋整流成約530V的直流,再經(jīng)逆變電路變成20kHz以上的高頻交流電流,最后通過高頻變壓器的升壓和頻整流器的整流濾波,形成40kHz以上的高頻脈動直流,供給電除塵器用于形成除塵電場。
高頻電源的成功實(shí)踐令電源技術(shù)有了質(zhì)的飛躍,也使電除塵器的適用范圍更為廣闊。總體而言,此技術(shù)有廣闊的應(yīng)用前景。
(五)煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)
在煙氣進(jìn)入除塵器前,對煙氣進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,向煙氣中注入調(diào)質(zhì)劑,改變煙塵的一些物理化學(xué)特性,如飛灰比電阻、化學(xué)成分、黏附性、顆粒的形態(tài)等。調(diào)質(zhì)后的煙塵更容易被除塵器捕捉,目前應(yīng)用較多的調(diào)質(zhì)劑是三氧化硫。
煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)具有集成度高、全自動控制、維護(hù)費(fèi)用低、操作靈活、占用空間小等優(yōu)點(diǎn),特別適合老機(jī)組的提效改造。但是需要注意的是,煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)并不適用于所有工況,對煤種、煙氣條件和煙塵性質(zhì)要求較高