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垃圾焚烧发电的布袋除尘结症及技改路径

北极星环保网来源:《中小企业管理与科技旬刊》董延凯2017/3/10 11:36:20我要投稿

北极星环保网讯:烟温度过高是垃圾焚烧发电布袋除尘的结症与主要瓶颈,尤其是在冬季无法停产、烟气温度超高,为保证布袋正常运行锅炉被迫降负荷,严重影响布袋除尘使用寿命和除尘效果的情况下,以过滤性、透气性、耐腐蚀、耐高温的渡膜玻璃纤维,取代旧式布袋材质,并配以相关环节的综合技改,无疑是锅炉非停产状况下解能减耗、安全运行的技改路径。

关键词:垃圾焚烧 布袋除尘 结症技改路径

近年来,环保、低成本的焚烧垃圾发电渐成新趋,且在激烈的市场竞争中,催生出焚烧秸秆发电的新型能源。诚如任何事物均有其利弊一样,焚烧垃圾发电亦然――设备磨损大、检修率高,如焚烧锅炉量完全可以保障交替生产、检修,倒也无它;如限于锅炉数量、生产任务、隆冬季节等成因,在设备损耗大、又不许停产的工况下,如何破解布袋除尘必须攻克的烟气温度超高技术瓶颈,无疑是电厂技术改造的难点和重点,以确保锅炉的正常运转、使用寿命及环保要求。

1垃圾发电厂的烟气成分

以城市生活垃圾为主要燃料的环保发电厂,因垃圾中含有大量的厨余、橡塑等有机化工品废弃物,故焚烧后的有害成分主要是污染物、酸性气体和重金属。其中,酸性气体以HCl的含量最高,还有SOx和HF等;废灯具、废电池等含汞和其它重金属元素,焚烧后以气态存在于烟气或悬浮于固态尘粒上;垃圾中的氯化物,在一定的温度内会转化为二恶英类物质。

2烟气净化系统工艺流程

垃圾在锅炉里燃烧后,高温烟气进入脱硫反应塔,生石灰通过螺旋给料定量加入脱硫反应器内,烟气在反应塔内与石灰粉末和雾化的加湿水充分混合,烟气中的酸性气体与碱性物质发生反应生成亚硫酸钙等物质,同时在反应塔内喷入活性炭吸收剂,其微孔结构确保了二恶英和汞蒸气的吸附;烟气中的少部分粉尘、反应生成物(固态)和未完全反应的石灰,落入反应塔的底部去除,大部分随烟气经布袋除尘环节过滤掉。

3布袋除尘的作用与意义

布袋除尘之于烟气处理的作用,含粉尘的烟气从风口进入后,一部分较粗尘粒和凝聚的尘团,由于惯性作用直接落下,起到预收尘的作用。进入除尘体的气流折转向上涌入箱体,当通过内部装有金属骨架的滤袋时,粉尘被阻留在滤袋的外表面。净化后的气体进入滤袋上部的清洁室汇集到出风管排出。除尘器的清灰是逐室轮流进行的,其程序是由控制器根据工艺条件调整确定的。合理的清灰程序和清灰周期保证了该型除尘器的清灰效果和滤袋寿命。清灰控制器有定时和定阻两种清灰功能。

除尘器工作时,随着过滤的不断进行,滤袋外表的积尘逐渐增多,除尘器的阻力亦逐渐增加。当达到设定值时,清灰控制器发出清灰指令,将滤袋外表面的粉尘清除下来,并落入灰斗,然后再打开排气阀使该室恢复过滤。经过适当的时间间隔后除尘器再次进行下一室的清灰工作。

4布袋除尘的结症与瓶颈

垃圾焚烧发电厂,通常选用pps除尘布袋(滤袋),优点是成本低廉、使用时间长。呈圆形套于金属龙骨(撑架)外的布袋(滤袋),其材质是一种毛毡。故此,除尘布袋对工况的要求主要有两点――氧化问题和温度问题。烟气超过100℃,水蒸汽转为气态;低于100℃处于液态,易使龙骨发生腐蚀;烟气超过120℃,处于干化状态,无腐蚀之虑;低于120℃,则出现结露,致使布袋出现致命的糊袋,糊袋后除龙骨腐蚀外,还增大了布袋与龙骨间的磨损;烟气温度过低,除尘布袋潮湿板结,形成疙瘩,使透气良好的布袋糊死;当高温达185℃―190℃,短时间运行尚可,超过200℃系统就自动停止运行了。温度超极限后,布袋自动收缩,其强度稍动即破碎。

以笔者曾供职的某垃圾发电厂为例,投产前几年温度问题尚在所限范围内,但随之时间推移、设备耗损增大,个中结症与瓶颈便日渐凸显:烟气温度过高,经过布袋的温度达180℃―190℃,布袋使用值久居上线,导致布袋压差增加,严重影响布袋除尘效果和使用寿命。

5非停机工况的技改路径

针对上述非停机工况下必须解决的烟气温度过高结症,笔者曾多次向专业厂家寻求良策,遗憾的是尚无良好对策。基于此,经反复攻关笔者进行了如下技术改造:

5.1增设喷嘴,冷水降温。在烟道内、布袋除尘器前,安装一个冷水喷头,意在通过喷射冷水,使高温烟气适度降温,减少对除尘布袋的高温损伤。其原理:往190℃以上的烟气中喷冷水,布袋入口温度控制住170℃,即便水量把握不好,烟气仍处于气态。增此环节后,尽管效果不甚理想,但毕竟多了一道辅助降温环节。

5.2更换材质,提升耐温。百思而不解下,笔者将技改重点聚集在布袋上,在排除设计、流程缺陷后,大胆提出更换布袋材质,以兼具过滤性、透气性、耐腐蚀、耐高温的新材质,取代原有布袋材质。经多方考察,最终锁定渡膜玻璃纤维,经试验可耐200℃高温,且压差大为降低。

5.3控制喷力,更换压阀。控制布袋喷吹压力,更换手动调压阀为自动调压阀,使布袋喷吹压力控制在0.3Mpa~0.35Mpa之间,布袋压差基本控制在1200pa~1500pa。

6技改前后利弊综合比较

垃圾焚烧发电厂,建厂初期基本无上述问题,但随着时间的推移,尤其是在省煤器和空预器出现局部堵塞、换热效果差、排烟温度升高无法停炉的情况下,除尘布袋的适应性即渐次凸显。因此,改进后的布袋,其适应能力增强了,并相对延长了锅炉的运行时间。

延伸阅读:

论垃圾焚烧发电项目焚烧炉、余热锅炉设备系统危险及有害因素

新型环保垃圾发电厂脱硝工艺及案例分析

生活垃圾焚烧厂烟气处理技术

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