燃煤鍋爐除塵有哪些方法
煤在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙塵是污染大氣環(huán)境的主要污染物。煙一般指的是煙炭(炭黑),是不完全燃燒的低揮發(fā)有機(jī)物,通常是由極微細(xì)的炭粒和飛灰組成,其粒徑一般均小于微米。塵通常指在燃燒過(guò)程中由煙氣帶出的飛灰(灰粒)和一部分未燃盡的煤粒,其粒徑大小為1~100μm(或更大)。
工業(yè)鍋爐排放的煙塵是由煤炭在爐內(nèi)燃燒后產(chǎn)生的,隨煙氣離開鍋爐經(jīng)煙道進(jìn)入大氣。因此,工業(yè)鍋爐除塵技術(shù)可以分為兩大方面:
(1)爐內(nèi)除塵,是指在鍋爐內(nèi)部(從爐排后一級(jí)尾部受熱面)減少煙塵的產(chǎn)生,收集煙塵的方法。這可以通過(guò)改進(jìn)燃燒方式、加裝部件、合理配置二次風(fēng)等措施達(dá)到消煙除塵目的。
(2)爐外除塵,是指在鍋爐外部(從后一級(jí)尾部受熱面離開煙囪)收集煙塵的方法。這可通過(guò)安裝除塵設(shè)備和采用高空擴(kuò)散技術(shù)等來(lái)達(dá)到。
工業(yè)鍋爐常用的除塵器有袋式除塵器、旋風(fēng)除塵器、濕式除塵器、靜電除塵器和電袋復(fù)合式除塵器等。
袋式除塵器是利用多孔過(guò)濾介質(zhì)分離捕集氣體中固體或液體粒子的凈化裝置,分為內(nèi)部過(guò)濾式和外部過(guò)濾式。其濾介質(zhì)運(yùn)行一段時(shí)間后形成粉塵初層(為主要過(guò)濾層),本身濾料層起到粉塵初層的骨架作用。袋式除塵器對(duì)于粒徑為0.5μm的塵粒捕集效率高達(dá)98%~99%,是一種高效過(guò)濾式除塵器。常用的袋式除塵器有機(jī)械振打袋式除塵器和脈沖袋式除塵器。
機(jī)械振打袋式除塵器采用機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置周期地振打?yàn)V袋,以清除濾袋上的煙塵。清灰時(shí),通過(guò)振動(dòng)機(jī)構(gòu)使上部框架水平運(yùn)動(dòng),將濾袋內(nèi)的煙塵脫落,掉入灰斗中。
脈沖袋式除塵器的工作原理是含塵氣流由灰斗的進(jìn)煙氣口進(jìn)入,導(dǎo)流板使煙氣氣流向動(dòng),部分大顆?;覊m在慣力作用下被分離出來(lái),由狹窄縫直接落入灰斗。含塵煙氣從中箱體上部進(jìn)入裝滿濾袋的過(guò)濾區(qū),灰塵被阻留在濾袋外表面,凈化了的煙氣在濾袋內(nèi)向上經(jīng)過(guò)濾袋口進(jìn)入上箱體,由排煙氣口排出。
旋風(fēng)除塵器是利用含塵氣體旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力將粉塵從氣流中分離出來(lái)的一種設(shè)備。含塵氣體由進(jìn)氣口沿切線方向進(jìn)入后沿外壁由上向下運(yùn)動(dòng)(向下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的煙氣流稱作外渦旋),同時(shí)還有少量氣流沿徑向運(yùn)動(dòng)到中心區(qū)域。外渦旋轉(zhuǎn)到達(dá)底錐體底部后沿軸心向上旋轉(zhuǎn)(向上旋轉(zhuǎn)的氣流稱內(nèi)渦旋),后從排出管排出。外渦旋與內(nèi)渦旋的氣流方向是相同的。在外渦旋中,灰塵在離心力的作用下向邊壁移動(dòng),到達(dá)壁的灰塵在下旋氣流和重力的共同作用下從煙氣中分離出來(lái)落入灰斗。旋風(fēng)除塵器適用于凈化大于5~10μm的非黏、非纖維的干燥粉塵。
濕式除塵器是使含塵氣體與液體(一般為水)密切接觸,利用水滴和顆粒的慣碰撞或利用水和粉塵的充分混合作用,以及其他作用捕集顆?;蚴诡w粒增大、留于固定容器內(nèi)達(dá)到水和粉塵分離效果的裝置。濕式除塵器可以有效地將直徑為0.1~20μm的液態(tài)粒子或固態(tài)粒子從氣流中除去,對(duì)粒徑小于5μm的粉塵的除塵效率高,同時(shí)也能脫除部分氣態(tài)污染物。
靜電除塵器是利用高壓電場(chǎng)使顆粒荷電在庫(kù)侖力作用下使顆粒與氣流分離沉降的裝置。靜電除塵器捕集粒徑范圍在0.01~100μm,粉塵粒徑大于0.2μm時(shí)除塵效率可高達(dá)99%以上。由于靜電除塵器利用庫(kù)侖力捕集粉塵,流經(jīng)除塵器的阻力很小,可處理從低溫、低壓到高溫、高壓的含塵氣流。
電袋復(fù)合式除塵器是靜電除塵器和袋式除塵器的有機(jī)結(jié)合,利用靜電除塵器的電場(chǎng)作為一級(jí)除塵單元,除去煙氣中80%~90%的粉塵顆粒,再用布袋作為二級(jí)除塵單元,除去剩下的微細(xì)顆粒。該除塵器充分發(fā)揮了電除塵器捕集粉塵量大、運(yùn)行阻力低等優(yōu)勢(shì),克服了袋式除塵器的固有缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了集電除塵-粉塵預(yù)荷電-布袋過(guò)濾為一體的制。對(duì)微細(xì)粉塵其除塵效率可在99.9%以上,出口粉塵濃度低于30mg/m2,且能保持長(zhǎng)期穩(wěn)定高效運(yùn)行。
怎樣才能使鍋爐的煤煙得到處理
不可能做到完全沒有煙,是按照排放標(biāo)準(zhǔn)來(lái)的,只能是盡量的少。
、確定排放標(biāo)準(zhǔn)。有的排放標(biāo)準(zhǔn)《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13271-2014),某些省份或者直轄市等有地方標(biāo)準(zhǔn),按照優(yōu)先執(zhí)行地方標(biāo)準(zhǔn)的原則選擇排放標(biāo)準(zhǔn)。
第二、根據(jù)確定的排放標(biāo)準(zhǔn),選鍋爐排放的污染物濃度、速率限值。這個(gè)跟煙氣排放煙囪高度向?qū)?yīng),由設(shè)計(jì)的煙囪高度確定污染物排放濃度和速率的限值。
對(duì)于中小型鍋爐,脫硝很難很貴,只考慮脫硫除塵即可。如果想過(guò)環(huán)評(píng),凈化方法是:冷卻器→高溫布袋除塵器→水洗脫硫;省錢的方法是:復(fù)合水洗除煙塵脫硫法,此種方法除煙塵效率高90%,一般80%左右,過(guò)環(huán)評(píng)有點(diǎn)費(fèi)勁,但除煙塵效果還是很好的。
1、物理法:通常用重力分離或磁分離法去除煤分中的硫化鐵(黃鐵礦),以此形式存在的硫約占煤中硫分的2/3。
2、化學(xué)法:煤經(jīng)粉碎后與硫酸鐵水溶液混合,在反應(yīng)器中加熱100~130℃,硫酸鐵與黃鐵礦反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵和單體硫,前者氧化后循環(huán)使用,后者作為副產(chǎn)品。
3、氣化法:煤在1000~1300℃高溫下,通過(guò)氣化劑,使之發(fā)生不完全氧化,而成為煤氣。煤中硫分在氣化時(shí)大部分成為硫化氫進(jìn)入煤氣,再用液體吸收或固體吸附等方法脫除。
4、液化法:煤的液化有合成法、直接裂解加氫法和熱溶加氫法等。在液化過(guò)程中,硫分與氫反應(yīng)生成硫化氫逸出,因此得到高熱值、低硫、低灰分燃料。煙道氣脫硫有干法和濕法之分。
前者使用固體粉末或顆粒為吸附劑,如石灰粉吹入法,活炭法和活氧化錳法等。后者用液體為吸收劑,如氨吸收法、石灰石或石灰吸收法、氧化鎂吸收法、鈉(鉀)吸收法和氧化吸收法等。燃料脫硫可硫分、減輕硫氧化物的污染、提高燃料的熱值。
爐內(nèi)脫硫是在燃燒過(guò)程中,向爐內(nèi)加入固硫劑如CaCO3等,使煤中硫分轉(zhuǎn)化成硫酸鹽,隨爐渣排除。其基本原理是:
早在本世紀(jì)60年代末70年代初,爐內(nèi)噴固硫劑脫硫技術(shù)的研究工作已開展,但由于脫硫效率低于10%~30%,既不能與濕法FGD相比,也難以滿足高達(dá)90%的脫除率要求。一度被冷落。
但在1981年美國(guó)EPA研究了爐內(nèi)噴鈣多段燃燒降低氮氧化物的脫硫技術(shù),簡(jiǎn)稱LIMB,并取得了一些經(jīng)驗(yàn)。Ca/S在2以上時(shí),用石灰石或消石灰作吸收劑,脫硫率分別可達(dá)40%和60%。
對(duì)燃用中、低含硫量的煤的脫硫來(lái)說(shuō),只要能滿足環(huán)保要求,不一定非要求用投資很高的煙氣脫硫技術(shù)。爐內(nèi)噴鈣脫硫工藝簡(jiǎn)單,投資低,特別適用于老廠的改造。
LIFAC工藝即在燃煤鍋爐內(nèi)適當(dāng)溫度區(qū)噴射石灰石粉,并在鍋爐空氣預(yù)熱器后增設(shè)活化反應(yīng)器,用以脫除煙氣中的SO2。芬蘭Taella和ⅣO開發(fā)的這種脫硫工藝,于1986年首先投入商業(yè)運(yùn)行。LIFAC工藝的脫硫效率一般為60%~85%。
加拿大的燃煤電廠Shand電站采用LIFAC煙氣脫硫工藝,8個(gè)月的運(yùn)行結(jié)果表明,其脫硫工藝能良好,脫硫率和設(shè)備可用率都達(dá)到了一些成熟的SO2控制技術(shù)相當(dāng)?shù)乃?。中?guó)下關(guān)電廠引進(jìn)LIFAC脫硫工藝,其工藝投資少、占地面積小、沒有廢水排放,有利于老電廠改造。
燃煤鍋爐怎么除塵
煤在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙塵是污染大氣環(huán)境的主要污染物。煙一般指的是煙炭(炭黑),是不完全燃燒的低揮發(fā)有機(jī)物,通常是由極微細(xì)的炭粒和飛灰組成,其粒徑一般均小于微米。塵通常指在燃燒過(guò)程中由煙氣帶出的飛灰(灰粒)和一部分未燃盡的煤粒,其粒徑大小為1~100μm(或更大)。
工業(yè)鍋爐排放的煙塵是由煤炭在爐內(nèi)燃燒后產(chǎn)生的,隨煙氣離開鍋爐經(jīng)煙道進(jìn)入大氣。因此,工業(yè)鍋爐除塵技術(shù)可以分為兩大方面:
(1)爐內(nèi)除塵,是指在鍋爐內(nèi)部(從爐排后一級(jí)尾部受熱面)減少煙塵的產(chǎn)生,收集煙塵的方法。這可以通過(guò)改進(jìn)燃燒方式、加裝部件、合理配置二次風(fēng)等措施達(dá)到消煙除塵目的。
(2)爐外除塵,是指在鍋爐外部(從后一級(jí)尾部受熱面離開煙囪)收集煙塵的方法。這可通過(guò)安裝除塵設(shè)備和采用高空擴(kuò)散技術(shù)等來(lái)達(dá)到。
工業(yè)鍋爐常用的除塵器有袋式除塵器、旋風(fēng)除塵器、濕式除塵器、靜電除塵器和電袋復(fù)合式除塵器等。
袋式除塵器是利用多孔過(guò)濾介質(zhì)分離捕集氣體中固體或液體粒子的凈化裝置,分為內(nèi)部過(guò)濾式和外部過(guò)濾式。其濾介質(zhì)運(yùn)行一段時(shí)間后形成粉塵初層(為主要過(guò)濾層),本身濾料層起到粉塵初層的骨架作用。袋式除塵器對(duì)于粒徑為0.5μm的塵粒捕集效率高達(dá)98%~99%,是一種高效過(guò)濾式除塵器。常用的袋式除塵器有機(jī)械振打袋式除塵器和脈沖袋式除塵器。
機(jī)械振打袋式除塵器采用機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置周期地振打?yàn)V袋,以清除濾袋上的煙塵。清灰時(shí),通過(guò)振動(dòng)機(jī)構(gòu)使上部框架水平運(yùn)動(dòng),將濾袋內(nèi)的煙塵脫落,掉入灰斗中。
脈沖袋式除塵器的工作原理是含塵氣流由灰斗的進(jìn)煙氣口進(jìn)入,導(dǎo)流板使煙氣氣流向動(dòng),部分大顆?;覊m在慣力作用下被分離出來(lái),由狹窄縫直接落入灰斗。含塵煙氣從中箱體上部進(jìn)入裝滿濾袋的過(guò)濾區(qū),灰塵被阻留在濾袋外表面,凈化了的煙氣在濾袋內(nèi)向上經(jīng)過(guò)濾袋口進(jìn)入上箱體,由排煙氣口排出。
旋風(fēng)除塵器是利用含塵氣體旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力將粉塵從氣流中分離出來(lái)的一種設(shè)備。含塵氣體由進(jìn)氣口沿切線方向進(jìn)入后沿外壁由上向下運(yùn)動(dòng)(向下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的煙氣流稱作外渦旋),同時(shí)還有少量氣流沿徑向運(yùn)動(dòng)到中心區(qū)域。外渦旋轉(zhuǎn)到達(dá)底錐體底部后沿軸心向上旋轉(zhuǎn)(向上旋轉(zhuǎn)的氣流稱內(nèi)渦旋),后從排出管排出。外渦旋與內(nèi)渦旋的氣流方向是相同的。在外渦旋中,灰塵在離心力的作用下向邊壁移動(dòng),到達(dá)壁的灰塵在下旋氣流和重力的共同作用下從煙氣中分離出來(lái)落入灰斗。旋風(fēng)除塵器適用于凈化大于5~10μm的非黏、非纖維的干燥粉塵。
濕式除塵器是使含塵氣體與液體(一般為水)密切接觸,利用水滴和顆粒的慣碰撞或利用水和粉塵的充分混合作用,以及其他作用捕集顆粒或使顆粒增大、留于固定容器內(nèi)達(dá)到水和粉塵分離效果的裝置。濕式除塵器可以有效地將直徑為0.1~20μm的液態(tài)粒子或固態(tài)粒子從氣流中除去,對(duì)粒徑小于5μm的粉塵的除塵效率高,同時(shí)也能脫除部分氣態(tài)污染物。
靜電除塵器是利用高壓電場(chǎng)使顆粒荷電在庫(kù)侖力作用下使顆粒與氣流分離沉降的裝置。靜電除塵器捕集粒徑范圍在0.01~100μm,粉塵粒徑大于0.2μm時(shí)除塵效率可高達(dá)99%以上。由于靜電除塵器利用庫(kù)侖力捕集粉塵,流經(jīng)除塵器的阻力很小,可處理從低溫、低壓到高溫、高壓的含塵氣流。
電袋復(fù)合式除塵器是靜電除塵器和袋式除塵器的有機(jī)結(jié)合,利用靜電除塵器的電場(chǎng)作為一級(jí)除塵單元,除去煙氣中80%~90%的粉塵顆粒,再用布袋作為二級(jí)除塵單元,除去剩下的微細(xì)顆粒。該除塵器充分發(fā)揮了電除塵器捕集粉塵量大、運(yùn)行阻力低等優(yōu)勢(shì),克服了袋式除塵器的固有缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了集電除塵-粉塵預(yù)荷電-布袋過(guò)濾為一體的制。對(duì)微細(xì)粉塵其除塵效率可在99.9%以上,出口粉塵濃度低于30mg/m2,且能保持長(zhǎng)期穩(wěn)定高效運(yùn)行。