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燃煤锅炉烟气深度治理技术的应用

北极星环保网来源:绿色科技2016/12/23 14:22:01我要投稿
  关键词:燃煤锅炉 脱硫 除尘

北极星环保网讯:摘要:以平顶山天安煤业股份有限公司一矿燃煤锅炉烟气深度治理工程为例,对锅炉现状进行了分析,指出了布袋除尘+湿法脱硫的组合工艺可以有效去除锅炉烟气中烟尘和二氧化硫对环境的污染,满足新的排放要求,具有技术先进、脱硫除尘效果佳,经济效益好等特点。

1引言

平顶山天安煤业股份有限公司一矿(以下简称一矿)北山锅炉房内现有三台4T/h锅炉(二用一备),主要为冬季职工洗澡、供暖及井筒加热提供服务。锅炉房位于平顶山市区北部,距离市区较近,且位于市区的上风向,锅炉烟气对周围环境影响较大。因原有烟气治理系统处理效率低,净化后的烟气排放浓度无法达到新的排放要求。

根据平顶山市“蓝天工程”规划及一矿“十二五”污染物总量削减要求,为了减少锅炉烟气排放对周围环境的污染,进一步改善全市环境质量,保证锅炉烟气达标排放,一矿对锅炉烟气深度治理技术进行了研究应用,以保证锅炉在使用时可以做到达标排放,工程于2015年11月完工投入使用。

2研究方法

因一矿锅炉小,且要求烟尘排放浓度低于30 mg/m3,二氧化硫排放浓度低于200  mg/m3,因此除尘只有采用布袋除尘。鉴于现场位置十分紧凑的制约,布袋除尘器只有放在原有旋风除尘器位置处。脱硫采用湿法脱硫。在进行湿法脱硫时,因锅炉房四周位置十分有限,故为其三台锅炉设计两台布袋除尘器、两台脱硫塔,使三台锅炉形成两两互为备用。

2.1除尘器的选择

根据一矿三台锅炉的实际情况,采用PPC气箱式脉冲袋式除尘器。该除尘器是一种干式高效除尘器,它利用纤维编制物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物。其作用原理是尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截,细微的尘粒(粒径为1μm  或更小)则受气体分子冲击(布朗运动)不断改变着运动方向,由于纤维间的空隙小于气体分子布朗运动的自由路径,尘粒便与纤维碰撞接触而被分离出来[1]。

根据丹尼斯和卡莱姆提出的一系列方程,以预测袋式除尘器的颗粒物出口浓度和穿透率[2],根据理论联系本工程先进设计工艺,袋式除尘器的颗粒物出口浓度计算如下:

ρ2=[Pns+(0.1-Pns)e-aw] ρ1+ρR

Pns=1.5×10-7×exp[12.7(1-e1.03v)]

α=3.6×10-3v-4+0.094

其中:ρ2为颗粒物出口浓度,g/m3;

Pns为无量纲常数;

v为表面过滤速度,m/s;本工程设计气布比取值0.78 m3/m2/min;

ρ1为颗粒物入口浓度,g/m3, 袋式除尘器入口含尘浓度ρ1<800 g/m3;

ρR为脱落浓度(常数),g/m3,丹尼斯和卡莱姆采用的ρR为0.5 mg/m3;

W为颗粒物负荷,g/m2。

根据公式计算得颗粒物出口浓度9 mg/m3。根据计算袋式除尘器的除尘效率为99.95%,因此保证除尘效率99.95%是可行的。

2.2脱硫方式的选择

目前世界上烟气脱硫技术(FGD)有上百种,但对小型锅炉采用最多的是湿法烟气脱硫技术,其总装机容量占世界脱硫总装机容量的80%以上,其中石灰石-石膏法、钠法、双碱法、镁法、氨法和海水法是目前世界上应用比较广泛的湿法烟气脱硫技术[3]。

双碱法烟气脱硫工艺是为了克服石灰石-石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。它先用碱金属盐类的水溶液吸收SO2,然后在另一个石灰反应器中用石灰或石灰石将吸收SO2的溶液再生,再生后的吸收液再循环使用,最终产物以亚硫酸钙和石膏形式析出。由于在吸收和吸收液处理中,使用了不同类型的碱,故称为双碱法。

延伸阅读:

超低排放湿式除尘器方案的选择

烟气超低排放脱硫系统单塔脱硫、除尘协同处理技术

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