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燃煤鍋爐怎么除塵

煤在燃燒過程中產(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)有機物，通常是由極微細的炭粒和飛灰組成，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。這可以通過改進燃燒方式、加裝部件、合理配置二次風等措施達到消煙除塵目的。

（2）爐外除塵，是指在鍋爐外部（從后一級尾部受熱面離開煙囪）收集煙塵的方法。這可通過安裝除塵設(shè)備和采用高空擴散技術(shù)等來達到。

工業(yè)鍋爐常用的除塵器有袋式除塵器、旋風除塵器、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)部過濾式和外部過濾式。其濾介質(zhì)運行一段時間后形成粉塵初層（為主要過濾層），本身濾料層起到粉塵初層的骨架作用。袋式除塵器對于粒徑為0.5μm的塵粒捕集效率高達98%~99%，是一種高效過濾式除塵器。常用的袋式除塵器有機械振打袋式除塵器和脈沖袋式除塵器。

機械振打袋式除塵器采用機械運動裝置周期地振打濾袋，以清除濾袋上的煙塵。清灰時，通過振動機構(gòu)使上部框架水平運動，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煙氣口進入，導(dǎo)流板使煙氣氣流向動，部分大顆?；覊m在慣力作用下被分離出來，由狹窄縫直接落入灰斗。含塵煙氣從中箱體上部進入裝滿濾袋的過濾區(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)過濾袋口進入上箱體，由排煙氣口排出。

旋風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的一種設(shè)備。含塵氣體由進氣口沿切線方向進入后沿外壁由上向下運動（向下旋轉(zhuǎn)運動的煙氣流稱作外渦旋），同時還有少量氣流沿徑向運動到中心區(qū)域。外渦旋轉(zhuǎn)到達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），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，到達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落入灰斗。旋風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，對粒徑小于5μm的粉塵的除塵效率高，同時也能脫除部分氣態(tài)污染物。

靜電除塵器是利用高壓電場使顆粒荷電在庫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時除塵效率可高達99%以上。由于靜電除塵器利用庫侖力捕集粉塵，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結(jié)合，利用靜電除塵器的電場作為一級除塵單元，除去煙氣中80%~90%的粉塵顆粒，再用布袋作為二級除塵單元，除去剩下的微細顆粒。該除塵器充分發(fā)揮了電除塵器捕集粉塵量大、運行阻力低等優(yōu)勢，克服了袋式除塵器的固有缺點，實現(xiàn)了集電除塵-粉塵預(yù)荷電-布袋過濾為一體的除塵機制。對微細粉塵其除塵效率可在99.9%以上，出口粉塵濃度低于30mg/m2，且能保持長期穩(wěn)定高效運行。

布袋除塵器和電除塵器有哪些不同

煙塵是造成大氣污染的主要因素之一，減少大氣污染的根本措施就是減少有害物質(zhì)向大氣的排放。目前國內(nèi)處理煙塵等粒狀污染物的設(shè)備主要為袋式除塵器和電除塵器。在選擇除塵設(shè)備時，應(yīng)充分考慮其經(jīng)濟、可靠、適用和社會等。在選擇除塵技術(shù)時，應(yīng)考慮使用當?shù)貤l件、現(xiàn)場條件、燃燒煤種特、排放標準和需要達到的除塵效率等多種因素。本文針對目前對環(huán)保的要求以及袋式除塵器和電除塵器在能上的差異和在各行各業(yè)中應(yīng)用的實際情況，對兩種除塵器在實際應(yīng)用中的基本特指標做一簡單客觀的對比。

采用不同的多孔濾料制作成袋狀過濾元件（即濾袋），當含塵氣體通過濾袋時，塵粒因慣的作用與濾袋碰撞而被攔截，細微的塵粒（粒徑為1μm或更小）則因擴散作用（布朗運動）不斷改變運動方向，從而增加了塵粒與濾袋接觸的機會。塵粒與濾袋碰撞時產(chǎn)生的粘附作用與靜電作用使塵粒堆積在濾袋表面，形成濾餅（或稱濾床），這種濾餅又通過篩分作用，得以捕集更細的塵粒。若除塵器的過濾方式為內(nèi)濾式，則塵粒會被阻留在濾袋的內(nèi)表面，而干凈氣體會通過濾袋纖維間的縫隙逸袋外；若除塵器的過濾方式為外濾式，則反之。當塵粒堆積到一定程度后，借助重力的作用采用氣力或機械的方法，將塵粒從濾袋上除去，粉塵收集后輸送走。

在電除塵器的正負極上通以高壓直流電，使兩極間維持一個足以令氣體電離的電場，當含塵氣體通過高壓電場時塵粒荷電（一般荷負電），并通過電場力的作用，使帶電塵粒向極相反的集塵極（正極）移動，沉積在集塵極上，從而將塵粒從含塵氣體中分離出來，然后通過振打電極的方法使粉塵降落到除塵器下部的集料斗內(nèi)收集并輸走。

袋式除塵器的除塵效率比電除塵器高，并且對有嚴重影響的重金屬粒子及亞微米級塵粒的捕集更為有效。通常除塵效率可達99.99%以上，排放煙塵濃度能穩(wěn)定低于50mg/Nm3，甚可達10mg/Nm3以下，幾乎實現(xiàn)了零排放。

從目前國內(nèi)電力行業(yè)燃煤鍋爐的應(yīng)用情況來看，袋式除塵器處理后的煙塵排放濃度能保證在30mg/Nm3以下。如呼和浩特電廠的兩臺200MW機組的鍋爐煙氣凈化采用了袋式除塵器，從CEMS系統(tǒng)長期自動監(jiān)測的結(jié)果和權(quán)威檢測機構(gòu)的人工采樣測試結(jié)果來看，排放濃度均低于27mg/Nm3。

袋式除塵器高效的過濾機理決定了它不受燃燒煤種物化能變化的影響，具有穩(wěn)定的除塵效率。針對目前的排放標準和排放費用的征收辦法，袋式除塵器所帶來的經(jīng)濟效益是顯而易見的。

電除塵器的除塵效率雖然亦可達到99.9%以上,但由于控制及維護技術(shù)的要求較高,且電除塵器對粉塵的比電阻比較敏感,所以其除塵效率并不穩(wěn)定,但在一般情況下也可達到排放要求。隨著環(huán)保標準的進一步提高和越來越多的電廠燃用低硫煤（或者經(jīng)過了高效脫硫），就電除塵器而言，要排放達標會變得越來越困難。

4鍋爐系統(tǒng)變化對除塵器的影響的對比

燃煤電廠的煤種相對穩(wěn)定，但也會遇到煤種或煤質(zhì)發(fā)生變化的情況；鍋爐系統(tǒng)是一個會經(jīng)常變動和調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，因此從鍋爐中產(chǎn)生的煙氣的物化能、煙塵濃度、溫度等參數(shù)也會發(fā)生變化。這些變化，也會引起除塵器的不同變化。系統(tǒng)的幾個主要變化對不同除塵器的影響如下：

（1）送、引風機風量不變，鍋爐出口煙塵濃度變化

對袋式除塵器：煙塵濃度的變化只會引起袋式除塵器濾袋負荷的變化，從而導(dǎo)致清灰頻率的改變（自動調(diào)節(jié)）。煙塵濃度高的濾袋上的積灰速度快，相應(yīng)的清灰頻率高，反之清灰頻率低，而對排放濃度不會引起變化。

對電除塵器：煙塵濃度的變化會直接影響粉塵的荷電量，因此也就直接影響了電除塵器的除塵效率，終反映在排放濃度的變化上。通常煙塵濃度增加除塵效率提高，排放濃度會相應(yīng)增加；煙塵濃度減小除塵效率降低，排放濃度會相應(yīng)減小。

（2）鍋爐煙塵量不變，送、引風機風量變化

對袋式除塵器：風量的變化會直接引起過濾風速的變化，從而會引起設(shè)備阻力的變化，但對除塵效率基本沒有影響。風量加大設(shè)備阻力提高，引風機出力增加；反之引風機出力減小。

對電除塵器：風量的變化對設(shè)備沒有太大影響，但電除塵器的除塵效率隨風量的變化會較為明顯。若風量增大，電除塵器電場風速提高，粉塵在電場中的停留時間縮短，雖然電場中的風擾動增強了荷電粉塵的有效驅(qū)進速度，但不足以抵償高風速引起的粉塵在電場中駐留時間的縮短和二次揚塵加劇所帶來的負面影響，因此除塵效率的降低會非常明顯；反之，除塵效率會有所增加，但增加幅度不大。

對袋式除塵器：煙氣溫度太低，會發(fā)生結(jié)露并可能會引起“糊袋”及殼體腐蝕；煙氣溫度太高超過濾料允許溫度會造成“燒袋”而損壞濾袋。但如果溫度的變化是在濾料的承受溫度范圍內(nèi)，就不會影響除塵效率。引起不良后果的溫度是達到了極端的溫度（事故/不正常狀態(tài)），因此袋式除塵器必須設(shè)有對極限溫度控制的有效保護措施。

對電除塵器：煙氣溫度太低，結(jié)露就會引起殼體腐蝕或高壓爬電，但有利于提高除塵效率；煙氣溫度升高，會引起粉塵比電阻升高而不利于除塵。因此煙氣溫度會直接影響除塵效率，且影響較為明顯。

（4）煙氣物化成分（或燃燒煤種）變化

對袋式除塵器：煙氣的物化成分對袋式除塵器的除塵效率沒有影響。但如果煙氣中含有對所有濾料都有腐蝕破壞的成分時就會直接影響濾料的使用壽命。

對電除塵器：煙氣物化成分會直接引起粉塵比電阻的變化，從而影響除塵效率，而且影響很大。影響為直接的是煙氣中硫氧化物的含量。通常硫氧氣化物的含量越高，粉塵比電阻越低，粉塵越容易捕集，除塵效率就越高；反之，除塵效率就越低。另外，煙塵中的化學(xué)成分（如硅、鋁、鉀、鈉等含量）的變化也會引起除塵效率的明顯變化。

對袋式除塵器：除塵效率與氣流分布沒有直接關(guān)系，即氣流分布不影響除塵效率。但除塵器內(nèi)部局部氣流分布應(yīng)盡量均勻，不能偏差太大，否則會由于局部負荷不均或射流磨損而造成局部破袋，影響除塵器濾袋的正常使用壽命。

對電除塵器：電除塵器對電場中的氣流分布非常敏感，氣流分布的好壞直接影響除塵效率的高低。在電除塵器的能評價中，氣流分布的均方根指數(shù)通常是評價一臺電除塵器好壞的重要指標之一。

對袋式除塵器：運行穩(wěn)定，控制簡單，沒有高電壓設(shè)備，安全好，對除塵效率的干擾因素少，排放穩(wěn)定。由于濾袋是袋式除塵器的核心部件，且相對比較脆弱、易損，因此設(shè)備管理要求嚴格。

對電除塵器：運行中對除塵效率的干擾因素較多，排放不穩(wěn)定；控制相對較為復(fù)雜，高壓設(shè)備安全防護要求高。由于電除塵器均為鋼結(jié)構(gòu)，不易損壞，相對于袋式除塵器，設(shè)備管理要求不是很嚴格。

對袋式除塵器：方便，但長期停運時需要做好濾袋的保護工作。

對電除塵器：方便，可隨時停機。

對袋式除塵器：可實現(xiàn)不停機檢修，即在線維修。

對電除塵器：檢修時一定要停機。

對袋式除塵器：風機能耗大，清灰能耗小。

對電除塵器：風機能耗小，電場能耗大。

但從總體上講，兩種除塵器的電耗相當。對于電除塵器難以捕集的粉塵，或者說當電除塵器的電場數(shù)量超過4電場時，電除塵器的能耗要比袋式除塵器的高，也就是說此時的電除塵器運行費用要比袋式除塵器高。如果按照環(huán)保達標要求120mg/m3計算，電除塵器必須要采用4電場以上才能保證達標排放，因此其電耗也就一定比袋式除塵器高。

袋式除塵器的維護檢修費用主要是濾袋更換費，由于袋式除塵器的排污費遠低于電除塵器，因此采用袋式除塵器1.5～2年比電除塵器少繳的排污費就可抵償更換一次濾袋的費用。

電除塵器的維護維修費用主要是對集塵極（陽極板）、陰極線和振打錘等的更換。此項費用較高，但更換間隔的年限較長，約6年。

在實際運行中，袋式除塵器的排放濃度約是電除塵器的10%，因此，電廠采用袋式除塵器實際交繳的排污費也為電除塵器的1/10左右。如果按照目前征收排污費的情況來看，采用袋式除塵器后每爐/每年少繳的排污費是相當可觀的，可達百萬元。另外，袋式除塵器還有約5%的脫硫效率，這也可以減少電廠二氧化硫的排污費。

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袋式除塵系統(tǒng)設(shè)計

總熱效率＝（供熱量＋供電量×3600千焦／千瓦時）／（燃料總消耗量×燃料單位

熱電比＝供熱量／（供電量×3600千焦／千瓦時）×100％

大氣污染物的過量空氣系數(shù)折算值

實測的火電廠煙塵、二氧化硫和氮氧化物排放濃度，必須執(zhí)行GB／T16157規(guī)定，燃

煤電廠按過量空氣系數(shù)折算值α＝1.4進行折算；燃油、燃氣電廠按過量空氣系數(shù)折算值

α＝1.2進行折算。大氣污染物折算公式：

C—折算后的火電廠鍋爐煙塵、二氧化硫和氮氧化物排放濃度，mg／m3；

C’—實測的火電廠鍋爐煙塵、二氧化硫和氮氧化物排放濃度，mg／m3；

焚燒爐渣經(jīng)灼熱減少的質(zhì)量占原焚燒爐渣質(zhì)量的百分數(shù)，其計算方法如下：

A－－干燥后的原始焚燒爐渣在室溫下的質(zhì)量，g；

B－－焚燒爐渣經(jīng)600±25℃3h灼熱，然后冷卻室溫后的質(zhì)量，g

指焚燒殘渣經(jīng)灼熱減少的質(zhì)量占原焚燒殘渣質(zhì)量的百分數(shù)。其計算方法如

A－干燥后原始焚燒殘渣在室溫下的質(zhì)量，g；

B－焚燒殘渣經(jīng)600℃（土25℃）3h灼熱后冷卻室溫的質(zhì)量，g

指煙道排出氣體中二氧化碳濃度與二氧化碳和一氧化碳濃度之和的百分比。

式中：〔CO2〕和〔CO〕－分別為燃燒后排氣中CO2和CO的濃度。

指某有機物質(zhì)經(jīng)焚燒后所減少的百分比。用以下公式表示：

式中：Wi－被焚燒物中某有機物質(zhì)的重量；

Wo－煙道排放氣和焚燒殘余物中與Wi相應(yīng)的有機物質(zhì)的重量之和。

1、爐內(nèi)噴鈣尾部增濕法煙氣脫硫法

吸收機理：在鍋爐內(nèi)部直接噴入加有催化劑、氫氧化鉀、脂肪酸調(diào)質(zhì)后的石灰石細粉，與煤炭一起燃燒，灰分與煙氣一起排出，經(jīng)過吸收塔噴淋水霧，是粉塵沉積的脫硫方法。

關(guān)鍵技術(shù)：加入氫氧化鉀，加速反映，加入脂肪酸，防止硫酸鈣高溫分解。

吸收機理：主要用石灰石作為吸收劑，通過將石灰加水成為液，去除不溶與水的殘渣，液與高壓壓縮空氣混合，成為霧狀噴入吸收塔內(nèi)，與煙氣混合反應(yīng)脫硫，再經(jīng)過高效除塵器（一般用靜電除塵器）除塵后排入煙囪。

關(guān)鍵技術(shù)：高壓的空氣壓縮機，較大的吸收塔，靜電除塵器配合使用。相似技術(shù)：還有荷電干式吸收劑噴射脫硫技術(shù)、循環(huán)半干流化床技術(shù)，一個是用電暈、一個是用加熱的方法加快二氧化硫與氫氧化鈣的反應(yīng)速度。

吸收機理：要先把石灰石加水消化，成為氫氧化鈣作為吸收劑，使反應(yīng)速度加快，與高壓壓縮空氣混合，成為霧狀噴入吸收塔內(nèi)，吸收劑與煙氣的混合氣體經(jīng)過高效除塵器（一般用靜電除塵器）反復(fù)收集吸收劑，打回吸收塔，多次循環(huán)，延長吸收劑與煙氣的接觸時間，以達到高效的脫硫目的，再經(jīng)過高效除塵器（一般用靜電除塵器）除塵后排入煙囪。

關(guān)鍵技術(shù)：大功率多次靜電除塵器，石灰石要預(yù)先消化。

4、脈沖電暈放電等離子體煙氣脫硫法

吸收塔機理：煙氣經(jīng)過氣體調(diào)節(jié)系統(tǒng)均勻進入反應(yīng)裝置中，由供氨系統(tǒng)向反應(yīng)裝置中均勻注入液氨，經(jīng)過反應(yīng)裝置中的反應(yīng)，達到吸收二氧化硫的目的，在前面所列的工藝流程圖中把吸附劑的準備裝置，改成了氨水儲存、供氨裝置，在反應(yīng)裝置中加上了脈沖電暈放電等離子體發(fā)生裝置，來代替昂貴的電子加速器來進行催化反應(yīng)過程。

關(guān)鍵技術(shù)：脈沖電暈放電等離子體（PPCP）發(fā)生裝置代替了電子加速器。

吸收塔機理：煙氣經(jīng)過氣體調(diào)節(jié)系統(tǒng)均勻進入反應(yīng)裝置中，由供氨系統(tǒng)向反應(yīng)裝置中均勻注入液氨，經(jīng)過反應(yīng)裝置中的反應(yīng)，達到吸收二氧化硫的目的，在前面所列的工藝流程圖中把吸附劑的準備裝置，改成了氨水儲存、供氨裝置，在反應(yīng)裝置中加上了電子加速器，用加速的電子束催化反應(yīng)過程。

關(guān)鍵技術(shù)：昂貴的電子加速器的催化。

采用干、濕法等綜合技術(shù)措施和二次脫硫、除塵工藝，實現(xiàn)了裝置的脫硫

適用于1～35t/h的各類燃煤鍋爐。

二、堿液或石灰液噴霧干燥吸收式脫硫除塵技術(shù)

通過霧化器的變速馬達控制霧滴尺寸，保證了系統(tǒng)的可靠。

獨特的進氣擴散系統(tǒng)，使煙氣與霧化石灰漿能有效混合。

石灰儲存和灰漿制備系統(tǒng)合理緊湊，簡化了現(xiàn)場設(shè)備。

采用多個霧化器組，系統(tǒng)維護過程中，可不間斷運行。

除塵效率高，特別是對于微細塵粒(0.1～1μm)效率高達99.9％。

不僅能捕集分離固體塵粒,而且能分離液體霧滴,適用范圍廣。

處理煙氣量大,且可處理350℃以下的高溫含塵氣體。

阻力損失小,約100～200Pa,運行費用低。

除塵效率＞90％煙塵排放濃度＜200mg/Nm3

適用于中小型燃煤鍋爐煙氣的凈化。

除塵效率＞95％煙塵排放濃度＜100mg/Nm3

適用高溫爐窯煙氣的凈化，如工業(yè)鍋爐、沖天爐、烘干窯、水泥回轉(zhuǎn)窯、冶煉窯等。

金屬織維柵設(shè)計新穎、結(jié)構(gòu)合理、工作可靠。

適用于中小型燃煤鍋爐、工業(yè)爐窯的煙塵治理

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