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【第3章】 除尘、除灰、脱硫、脱硝,十九项回答帮你解释明白
   
 
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本文系统介绍了与粉尘、脱硫、脱硝、飞灰等相关的19个问答,具体阐述了上述细分领域的概念、原理、影响因素与常用解决方法等。

1、什么是燃煤电厂的“超低排放”?

燃煤电厂排放的烟尘、二氧化硫和氮氧化物三项大气污染物与《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中规定的燃机要执行特别排放限值相比较,将达到或者低于燃机排放限值的情况称为燃煤机组的“超低排放”。其中,在燃用煤质较为适宜的情况下、采用技术经济可行的烟气污染治理技术,使得烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放分别小于10 毫克/立方米、35毫克/立方米、50毫克/立方米的煤电机组,称为超低排放煤电机组;使得烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放分别小于5毫克/立方米、35毫克/立方米、50毫克/立方米的煤电机组,称为满足燃汽轮机组排放标准的煤电机组。

 2、什么是静电除尘器?它由哪几部分组成?

静电除尘器是利用电晕放电,使烟气中的灰粒带电,通过静电作用进行分离的装置。

它由放电极、收尘极、高压直流供电装置、振打装置和外壳组成。

 3、电除尘的工作原理是什么?

在电晕极和集尘极组成的不均匀电场中,以放电极(电晕极)为负极,集尘极为正极,并以72kV的高压电源(高压硅整流变压器将380V交流电整流成72kV高压直流电,由横梁通过电晕极引入高压静电场)产生。当这一电场的强度提高警惕到某一值时,电晕极周围形成负电晕,气体分子的电离作用加强,产生大量的正负离子。正负离子被除数电晕极中和,负离子和自由电子则向集尘极转移。当带有粉的气体通过时,这些带电负荷的粒子就会在运动中不断碰到并被吸附在尘粒上,使尘粉荷电。在电场力的作用下,尘粉很快运动到达集尘极(阳极板),放出负电荷,本身沉积在集尘板上。

在正离子运行中,电晕区里的粉尘带正电荷,移向电晕板,因此电晕极也会不断积灰,只不过量较小。收集到的粉尘通过振打装置使其跌落,聚集到下部的灰斗中由排灰电机排出,使气体得到净化。

 4、影响电除尘器效率的主要因素有哪些?

影响电除尘器效率的主要因素有:粉尘比电阻、气体温度、烟气速度、气体湿度、粉尘浓度、电晕极性、气流分布均匀性、振打方式等。

 5、造成电除尘气流分布不均的原因有哪些?

1)由锅炉而引起的分布不均;

2)在烟道中摩擦引起的紊流;

3)由于烟道弯头曲率半径小,气流转弯时因内侧速度大大减小而形成的扰动;

4)粉尘在烟道中沉积过多使气流严重紊乱;

5)进口烟箱扩散太快使中心流速高引起流速分布不均;

6)锅炉漏风等。

 6、气流分布不均对电除尘的影响有哪些?

1)在气流速度不同的区域内捕集到的粉尘量不一样,气流速度低的地方电除尘效率高。总体上讲风速过高的影响比风速低的影响更大;

2)局部气流速度高的地方出现冲刷,产生二次飞扬;

3)振打清灰时通道内气流的紊乱,打下来的粉尘被带走:

4)除尘器一些部位积灰反过来进一步破坏气流的均匀性。

 7、比电阻对除尘效果有何影响?

通常粉尘的比电阻值在104~5×1010Ω·cm之间,比电阻对除尘效果影响有以下几方面:

1)比电阻大于5×1010Ω·cm,影响电晕电流,粉尘荷电量和电场程度,使除尘效率下降;

2)高比电阻会使粉尘粘附力增大,不易被振打下来,易产生二次飞扬,使除尘效率下降。

3)低比电阻易因静电感应获得正电荷,使极板上的粉尘重新排斥到电场空间。

 8、电除尘器运行时的安全注意事项有哪些?

电除尘器在运行时,各电场内都存在高压电和浓度很高的灰尘。在停止运行时,电场内部也会存在高压感应电,所以必须注意以下几方面的安全事项:

1)电除尘器运行时禁止开启高压开关柜,严禁打开各种门孔封盖;

2)进入电除尘器内部工作时,必须严格执行工作票制度,切断所有电源,隔离烟气通道,除尘器内部温度降至40℃以下时,工作部分应有可靠接地,并制订可靠安全措施;

3)进入电场前必须将高压隔离开关闸刀投至“接地”位置,对电场放电,可靠接地,消除残余静电;

4)进入电场前应将灰斗内的储灰放净,充分通风。

 9、 烟气湿度对除尘效率有何影响?

锅炉烟气都含有水分,从原理上分析烟气中水分越多,除尘效率就应该越高,但若电除尘设备的保温效果不好,烟气温度达到露点,特别是在烟气中二氧化硫含量比较大时,过高的湿度就会使电极系统及金属部件产生腐蚀,反而损坏了设备,影响除尘的效果。对于布袋除尘器,烟气湿度过大后还有造成布袋损坏的风险。

 10、电除尘器漏风对其运行有哪些影响?

1)电除尘器处于负压运行,若壳体有漏风点,就会使外部空气漏入,造成电除尘器的烟速增大;

2)从灰斗下部漏风会使灰斗内的积灰产生二次飞扬,都会造成除尘效率降低。

 11、布袋除尘器的工作原理?

含尘气体从布袋除尘器入口进入后,由导流管进入各单元室,在导流装置的作用下,大颗粒粉尘分离后直接落入灰斗,其余粉尘随气流均匀进入各仓室过滤区中的滤袋,当含尘气体穿过滤袋时,粉尘即被吸附在滤袋上,而被净化的气体从滤袋内排除。当吸附在滤袋上的粉尘达到一定厚度电磁阀开,喷吹空气从滤袋出口处自上而下与气体排除的相反方向进入滤袋,将吸附在滤袋外面的粉尘清落至下面的灰斗中,粉尘经卸灰阀排出后利用输灰系统送出。

 12、布袋除尘器的优点有哪些?

除尘效率高;捕集细小粉尘的能力强;处理烟量大;对煤种的适应力强。

 13、布袋除尘器尘粒沉积在滤袋纤维上的基本机理是哪几种?

基本机理包括:拦截、惯性碰撞、扩散、重力、静电吸引。

 14、湿式电除尘的技术原理是什么?

湿式电除尘的金属放电线在直流高电压的作用下,将其周围气体电离,粉尘在电场中荷电并在电场力的作用下向集尘极运动,当运动到集尘极表面时,随液体膜流下而被除去。采用液体冲洗集尘极表面来进行清灰,同时粉尘形成浆液而排出去。

 15、湿式电除尘的优缺点是什么?

湿式电除尘收尘性能与粉尘特性无关,对黏性大或高比电阻粉尘能有效收集,同时也适用于处理高温、高湿的烟气,由于没有二次扬尘,出口粉尘浓度可以低于5mg/Nm3。由于没有如锤击设备的转动部件,可靠性高,能有效收集烟气中的硫酸雾气溶胶及亚微米级颗粒。

常规电除尘烟道的设计流速为15m/s,湿式电除尘器设计流速范围为2~3 m/s,因此湿式除尘器的截面积较烟道截面积大5~7倍,占地面积大。由于湿式除尘器体积大,重量重,需要的支架较常规烟道支架重。由于湿式除尘器采用水力清灰,因此在运行的过程中会产生废水。由于湿式除尘器吸附的石膏浆液具有粘性,除尘器极板上存在结垢的风险,对运行要求高。由于除尘器吸收下来的石膏浆液等具有腐蚀性,因此需选择合适的防腐蚀材料。

 16、常用脱硫方法?

国内外目前普遍采用脱硫方法可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫三大类。

燃烧前脱硫,是采用洗煤技术对煤进行洗选,将煤中大部分的可燃无机硫洗去,降低燃烧煤中的含硫量,从而达到减少污染的目的;燃烧中脱硫(即炉内脱硫),是在煤粉燃烧过程中同时投入一定量的脱硫剂,在燃烧时脱硫将二氧化硫脱除。典型技术是循环流化床技术;燃烧后脱硫(即烟道气体脱硫),是在烟道外加装脱硫设备,对烟气进行脱硫的方法,典型技术有石灰石-石膏法,喷雾干燥法,电子束法,氨法等,其中应用最多的是石灰石-石膏法。

 17、什么是湿法烟气脱硫?

湿法烟气脱硫采用液体吸收剂洗涤烟气,以吸收SO2,脱硫效率高。湿法脱硫技术先进成熟,运行安全可靠,脱硫效率较高,适用大机组,煤质适应性广,副产品回收等优点。主要缺点系统复杂,设备庞大,占地面积多,一次性投资多,运行费用较高,耗水量大。

 18、什么是干法烟气脱硫?

干法烟气脱硫是指无论加入的脱硫剂是干态的或是湿态的,脱硫的最终反应产物都是干态的。干法烟气脱硫投资费用较低;脱硫产物呈干态,并与飞灰相混;无需装设除雾器及烟气再热器;设备不易腐蚀,不易发生结垢及堵塞。但干法烟气脱硫吸收剂的利用率低;用于高硫煤时经济性差;飞灰与脱硫产物相混可能影响综合利用。

 19、什么是NOx排放控制技术?

利用燃烧过程产生的氮基中间产物或者往烟道中喷射氨,在合适的温度、气氛或催化剂条件下将NOx还原,这是燃煤锅炉控制NOx排放的主要机理。由此衍生出炉内低NOx燃烧(简称LNB)、炉膛喷射还原剂的选择性非催化还原烟气脱硝(简称SNCR)和炉后烟道喷射还原剂的选择性催化还原烟气脱硝(简称SCR)等三类技术,这些技术可单独或组合使用。

▲文章来源:火电厂技术联盟

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