北极星环保网讯:摘要:烟气拦截滤网对飞灰的耐磨蚀性能和引起的流动压降损失会影响拦截滤网系统稳定安全运行,进而影响选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统催化剂床层的安全运行.
为了解飞灰质量浓度对拦截滤网冲蚀磨损影响及流动阻力特性规律,搭建冷态模拟实验台,对材质为316、316L、2Cr133种不锈钢滤网在不同飞灰质量浓度下的磨损性能进行了实验研究,采用一元线性回归,拟合得到不同材质滤网磨损速率与飞灰质量浓度的经验关联式;
同时测定了2种不同脊角316L滤网在不同飞灰质量浓度及流速下的流动阻力压降.结果表明:拟合关联式中,3种滤网的浓度系数均在1.0067~1.1169;实验条件下,2Cr13滤网的耐磨损性能最佳,316滤网次之,316L滤网最差;滤网流动阻力压降随时间的延长而趋于平衡;流速一定时,随着飞灰质量浓度的增大,平衡所需时间有所缩短;在相同条件下,脊角为90°滤网布置方式的流动性能优于60°的滤网布置方式.研究结果可为工程中SCR脱硝系统拦截滤网的设计、选型提供研究基础和理论参考.
关 键 词:烟气脱硝;SCR;滤网;磨损性能;阻力特性;流动阻力压降;脊角;浓度系数
选择性催化还原(SCR)脱硝技术是迄今为止脱硝效率最高(可达80%以上)、最为成熟的脱硝技术,是当前燃煤锅炉脱硝的主要手段[1-2]。国内外燃煤锅炉SCR主流布置方式为高灰段布置,但该布置方式下,SCR脱硝装置长时间置于恶劣的高尘环境,极易造成SCR脱硝系统催化剂反应床层堵塞、磨损和中毒[3]。
因此,有必要在烟气流经SCR反应器前有效降低其中飞灰质量浓度,分离粒径较大、磨损能力较强的大颗粒灰,以减小飞灰对催化剂床层的影响。
目前,国外发达地区主要通过装设灰斗、布置拦截滤网2种预除尘方式优化流场惯性分离烟气中的灰颗粒,尤其是爆米花灰[4]。
其中,拦截滤网是一种专门用以分离、捕集大颗粒灰的装置。常见的拦截滤网主要有平板型和屋脊型2种型式[5-6]。此外,Mark等人[7]曾提出一种凹凸相间的半椭圆柱面型滤网设计方案,其流动阻力性能要优于上述2种滤网型式.通常还会在滤网表面喷涂耐磨材料[8]以减轻磨损,延长滤网使用寿命.滤网对飞灰的耐磨蚀性能和引起的流动压降损失是影响拦截滤网系统稳定安全运行的重要因素.
本文在不同飞灰质量浓度下对不同材质金属拦截滤网的耐磨蚀性能进行了冷态实验研究,同时考察了屋脊型拦截滤网的相关流动阻力特性,以期得到飞灰质量浓度对拦截滤网冲蚀磨损及流动阻力的影响规律,为工程中拦截滤网的设计、选型提供研究基础和理论参考,指导国内SCR烟气脱硝系统滤网拦截装置的生产实践
1 实验部分
1.1 滤网冲蚀磨损性能实验
1.1.1 实验装置
滤网冲蚀磨损性能在冷态气固两相飞灰冲蚀磨损实验台上进行.实验系统主要由供风、给粉、试件固定、除尘以及流量显示等设备组成,具体系统如图1所示.
实验通道为内径60mm的圆管,滤网试件用法兰固定.实验采用喷射式纵向冲刷磨损,流量大小由主、副管道阀门进行控制,由风机鼓风提供气源,电磁振动给料机提供灰源,经充分混合后模拟实际烟气进行磨蚀实验,并在装置尾部由重力、布袋除尘器收集实验飞灰.
1.1.2 滤网试件
滤网的材质选用了常见的316、316L、2Cr13,3种耐磨不锈钢材料,常温下的机械性能见表1.
表1 3种不锈钢材料常温机械性能
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