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径流式除尘器+液柱塔超低排放改造应用

北极星大气网  来源:《东北电力技术》  作者:李树华  2018/6/29 8:14:48  我要投稿  
所属频道: 大气治理  关键词:超低排放 除尘器 静电除尘

北极星大气网讯:摘要:阐述了径流式除尘器+液柱塔超低排放改造方案、工作原理及技术优点,以某电厂200MW机组为实例,通过对改造后径流式除尘器阻力和出口粉尘浓度的测试和分析,提出了径流式除尘器+液柱塔工艺作为电厂超低排放改造的优选方案。

20世纪70年代干式电除尘器开始在电厂应用,20世纪90年代逐步普及,平均效率由1985年的906%提升到目前的大于99%。除尘器在进行高频电源、电袋复合除尘器、径流式除尘改造后,许多干式电除尘器出口烟尘含量已达到GB13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》要求(20mg/Nm3)。2005年以来,我国燃煤电厂烟气脱硫装置迅速发展,其中应用最为广泛的是湿法石灰石—石膏法,该方法在脱硫的同时可以进一步脱除烟尘,一些电厂脱硫出口烟尘能达到10mg/Nm3。

目前,电厂广泛使用的静电除尘器(简称ESP)存在3个方面的技术难题。第一,对细微颗粒物的捕集效率低,由于表面积很小的细微颗粒物主要通过扩散来获得电荷量,在电场中受到的电场力很小,容易被引风吹走而不被阳极板捕集;第二,依靠振打击落粉尘,容易产生严重的二次扬尘,使粉尘排放浓度增加;第三,高比电阻的粉尘容易引起反电晕现象,造成除尘效率降低。而径流式除尘器可以很好解决以上技术难题,受到越来越多电厂的青睐。

1工作原理

在当前严峻的环保形势下,径流式电除尘+液柱塔工艺应运而生。其中径流式除尘器是在传统静电除尘技术上的一次革新,是当前高效的粉尘超低排放控制技术。

径流式电除尘技术的基本原理是将收尘阳极板垂直于气流方向布置,使电场力的方向与电风作用力的方向在同一水平线上,使粉尘颗粒在电风与电场力的作用下,在阳极板上完成捕集。其结构特点是:阴阳极均采用横向布置,如图1所示。

径流式除尘器阳极板细微粉尘收集能力很强,对粉尘具有一定物理拦截作用,能适应较高的比电阻工况,减少收尘极数量,运行电压高于常规阳极板。收尘区与清尘区分开,其结构如图2所示。

图2径流式除尘器收尘结构

在径流式除尘器后面布置液柱塔,可以对SO2进行有效去除,实现SO2排放浓度<35mg/Nm3,另外由于液柱塔的浆液覆盖率高,可以实现对粉尘二次洗涤,与高效除雾器配合使用,可实现对粉尘的二次去除,除尘效率在70%左右,液柱塔结构如图3所示。

图3液柱塔结构

2工业应用

某电厂7号炉(200MW)燃煤供热机组配有1台干式、卧式、板式四室四电场高压静电除尘器,吸风机后烟道采用干法脱硫系统,改造前脱硫烟尘指标为180mg/m3,无法达到DB13/2209—2015《燃煤电厂大气污染物排放标准》的要求(10mg/m3)。结合该厂实际,该电厂7号机组决定采用在原有四级电场除尘器基础上后增加一级径流式除尘器,同时对前三级电场电源进行改造。吸风机后干法烟气脱硫系统拆除,采用上海中芬环保有限公司设计的“U”型液柱喷淋塔。采用径流式除尘器+液柱塔工艺,实现7号机组粉尘和SO2超低排放。

3设计参数与系统

3.1设计参数

针对该机组的设计煤种,根据合理分配负荷的设计原则,对前四级除尘器和径流式除尘器进行设计,除尘器和径流式除尘器的设计参数见表1。

表1前四级除尘器与径流式除尘器主要设计参数

3.2系统构成

本体部分:壳体、放电极、泡沫金属旋转阳极板、框架钢梁、灰斗、进出口烟箱等。

吹扫部分:蒸汽吹扫组件、压缩空气吹扫组件。

控制系统:低压控制系统、高压控制系统。

3.3系统特点

3.3.1采用新型阳极板

新型阳极板采用多孔金属材料,制成1000mm×1000mm×20mm的收尘板。多孔金属材料和新型阳极板实物如图4所示。

新型阳极板通孔率可达98%以上,几乎全通透结构,压降小,流量大;比表面积大,在相同通孔率下,与其他多孔材料相比有着较大比表面积,达1m2/g以上;孔径<4mm,加上粉尘颗粒径流运动,其电场强度远大于传统除尘形式,极易收集细小粉尘颗粒。

3.3.2采用清尘区与收尘区分开设计

传统的电除尘器其收尘区和清尘区未分开,在清灰过程中,部分已收集的粉尘重新返回到气流中,逸出电除尘器,致使粉尘排放增加,在高效电除尘器出口的粉尘中,约有20%是由清灰过程中的二次扬尘造成的。径流式除尘器采用旋转电极,旋转电极电场中的旋转阳极板始终保持干净,不会产生反电晕现象,对煤种变化的敏感性减小。旋转电极带动阳极板在集尘区与清尘区之间运动,最大限度减小二次扬尘。

图4多孔金属材料和新型阳极板

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