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电袋复合除尘器滤料技术的发展及应用

北极星环保网来源:中国环保产业 吴江华2017/9/18 14:51:23我要投稿

北极星环保网讯:介绍了燃煤锅炉电袋复合除尘器滤料技术的发展演变过程。2010年之前燃煤锅炉在应用PPS滤袋过程中存在短期内大面积破损情况。研究查明,这种异常破袋由化学破损造成,直接原因是烟气中SO_x、NO_x浓度大且运行温度不当加剧PPS氧化、腐蚀。通过技术创新研发一种耐腐高强滤料,抗化学性能强于PPS,能够大幅延长滤袋使用寿命。2010年之后,耐腐高强滤料得到大规模推广应用,推动了燃煤锅炉电袋复合除尘器滤料技术进步。

电袋复合除尘器是指在一个紧凑的箱体内,将静电除尘袋式除尘有机复合的高效除尘设备。其工作原理是综合粉尘荷电、粉尘分级、荷电粉尘过滤的协同作用,具有长期稳定低排放、运行阻力低、滤袋寿命长等优点,被广泛应用于燃煤锅炉烟尘净化,实现了烟尘超低排放、稳定达标[1]。

滤袋是电袋复合除尘器的核心部件,它的使用寿命长短直接影响除尘器的可靠性及运行经济性[2]。影响滤袋使用寿命的因素较多,燃煤锅炉电袋复合除尘器在实践中,由于一些煤粉炉烟气中SOx、NOx浓度高和运行温度波动幅度大,PPS滤袋在短时内易发生快速氧化、腐蚀而造成大量化学破损。这种破损现象在煤粉炉烟气工况中较为普遍,且造成的后果较为严重。本文针对PPS滤袋易发生化学破坏的问题,阐述了滤料技术的创新及应用。

1PPS滤料应用情况

PPS是一种高分子材料,化学名称为聚苯硫醚,有耐温(190℃)、抗酸、抗碱、抗水解性能优,抗氧化性能较弱等特点,是燃煤锅炉过滤式除尘器的主打滤材。2000年之后,我国燃煤锅炉袋式除尘器和电袋复合除尘器大量选用以PPS为主材的滤料,一直延续到2010年左右。

一般燃煤锅炉电袋复合除尘器设计滤袋使用寿命≥4年或3万小时,多数工程项目达到设计值,有个别项目大幅超过设计值达6年以上。当然,也有个别工程项目滤袋使用寿命未能达到设计值,滤袋大面积提前老化而破损。2008上半年,首个电袋复合除尘器PPS滤袋大面积破损案例发生在山西某热电厂2×200MW机组。

这起破袋事件当时在行业内引起了很大反响,其它数起异常破袋在随后2~3年里陆续发生。这一时期内,破袋原因众说纷纭,电袋产生臭氧造成破袋的议论沸沸扬扬,极大影响了电袋复合除尘技术的发展,也成为电袋复合除尘技术迫在眉睫急需探明的问题。

2PPS滤袋异常破损规律

为了探明PPS滤袋异常破损的原因及寻求解决办法,电袋复合除尘器的龙头企业联合滤材滤袋厂家积极开展了研究工作,对破损滤袋进行了大量性能检测,测试了锅炉烟气成分、浓度、温度并连续跟踪记录。经整理和归类,PPS滤袋发生异常破损的共性规律为:

1)异常破袋案例均发生在煤粉炉使用场合,尚未发现循环流化床锅炉的案例;2)发生滤袋异常破损的使用时间长短不一,短则半年,长则2~3年,大多数在1~2年。使用时间的长短与烟气条件相关,即“烟气中SOx、NOx浓度越高或烟温上下限超温越明显,则使用的时间越短;3)破损后滤料断裂强度大幅衰减,残余强度低,一般经纬两向的残余强度只有新滤料的1/3左右;4)通过电子扫描镜微观检查滤料纤维,表面粗糙,轴向有裂纹或断裂

甚至粉碎(如图1、图2所示),用红外分析仪测试其波形,同比未使用PPS波形发生变异(如图3所示);5)破损滤料纤维色泽变化较大,一般呈深黄或褐色,从滤料刮下的残余粉尘测试出的pH值在1~3。

电袋复合除尘

电袋复合除尘

3PPS滤袋异常破损的原因分析

滤袋异常破损规律中的一些特征说明了滤袋快速老化与烟气中SOx、NOx浓度大小及运行温度紧密相关。当这些成分浓度达到一定值时,在温度作用下,氧化、腐蚀而破坏PPS分子链结构,导致纤维断裂甚至碎化。工程实践及各种试验结果证明了这种分析的客观性与正确性。根据PPS分子结构链特点,SOx、NOx与PPS分子结构的氧化反应过程见图4、图5。

电袋复合除尘

电袋复合除尘

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