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半干法烟气脱硫技术布袋除尘器工作原理

文章出处:厚德机械 人气: 发表时间:2016-05-26

  袋式除尘器和电除尘器是目前最常用也最成熟的除尘器,通常认为在经济性和脱硫效果方面,袋式除尘器更适用于半干法脱硫。本文以一种新型半干法烟气脱硫技术作为对象对布袋除尘器进行研究,探索过滤风速等因素对布袋除尘器和整个烟气脱硫的影响,通过试验研究探讨它们之间的关系,希望研究的结论有利于延长滤布的正常使用寿命。

  半干法烟气脱硫试验系统包括模拟烟气发生装置、脱硫剂增湿活化装置、脱硫反应器、布袋除尘器和数据测量控制仪器等5个部分。运行时含SO2的高温模拟烟气进入脱硫反应器和含有活性熟石灰的粉状脱硫剂在悬浮状态下发生脱硫反应,反应后的脱硫剂被后部的布袋除尘器从烟气中分离下来;留下来的脱硫大部分再和新鲜脱硫剂一起送入增湿活化装置内,加少量水活化,最后再循环到系统中,少量的脱硫剂由布袋除尘器下面的排灰口排出。进入布袋除尘器的烟气含尘浓度一般在300~700g/m³。

  试验采用的脉冲布袋除尘器,用550g/m²的防油、防水涤纶针刺毡为滤袋材料,制成φ120mm×1000mm的圆筒,共16个;在试验时可根据需要抽出部分滤袋封堵堵孔良好的方法改变除尘器的滤袋面积,滤布前后设压力测量孔。除尘器设计参数:出口含尘浓度≤30mg/m³,除尘器压降≤1200Pa。试验采用熟石灰作为吸收剂,纯度为90%,细度为49μm。烟气量和除尘器出口烟气含尘浓度用微电脑烟尘平行采样仪测定,滤布前后压差用微压计来测定,除尘器入口烟气含尘浓度通过脱硫剂的加入量和烟气量来控制。

  当实验条件为25℃,工况下烟气量110m³/h左右,烟气含尘浓度400g/m³时,3种过滤风速下滤布前后压力损失和处理风量根据时间变化的测定结果可以看出,较大的过滤风速下会使滤布前后压差迅速增高仅过120S就达到0.9kPa,同时烟气量迅速降低,120S后已经小于80m³/h。过滤风速为0.61m/min时,烟气量经过200S后降低到了原来的90%,然后迅速下降。过滤风速为0.41m/min时,经过330s后风量才开始快速降低。可以发现过滤风速太快不利于脱硫系统的运行,应当选择较慢风速。增加过滤面积可以降低过滤风速,但布袋除尘器造价变大,同时会增加占地面积,所以0.41m/min是比较适合作为上述试验条件下的过滤风速,喷吹周期设为300S。

  在脱硫系统内,烟气在流动过程中要克服管道阻力和布袋阻力,由管道阻力和除尘器的阻力形成的总阻力直接影响到系统内的烟气流量。在功率恒定的情况下,阻力越大则系统内的烟气流量越小,而阻力越小则系统内的烟气流量就越大。当烟气流量减小的时候,烟气流速降低,会使烟气的输灰能力下降,导致脱硫剂堆积在反应塔及与除尘器连接的管道中,进而增加管道阻力,使烟气量进一步减少,最终导致管道堵塞,系统瘫痪。在烟气中粉尘主要为石灰、采用脉冲喷吹方式清灰的情况下,过滤风速一般取1.5~2.5m/min,但这仅适用于烟气含尘浓度较小的情况,并不适用于本试验系统。

  随着滤布前后压差的增加,烟气量先是逐步减少,减少到一定程度时迅速下降,而滤布前后压差的增加却逐渐变缓。当烟气量下降到初始的80%左右时,滤袋前后压差大约在800Pa左右,并不是很高。多数工程中,以滤袋前后压差作为喷吹依据时,压差在1000Pa左右时开始喷吹,显然也不适合本试验系统。结合反应塔运行情况,确定系统运行条件为:烟气含尘浓度为400g/m³,除尘器内温度为70℃,烟气量110m³/h(工况)。根据以上分析,在本试验系统中,除尘器最佳运行参数为:过滤面积4.5m²,过虑风速0.41m/min,喷吹周期5min,喷吹强度0.3MPa,喷吹时间0.05s。采用优化后的条件运行,通过测量得到的烟气量随时间变化曲线可以看出,烟气量在系统运行过程中始终处于正常状态。出口烟气含尘浓度均保持在30mg/m³以下。

  当烟气量迅速下降时,布袋前后压差并不大,表明大部分粉尘并没有附着在布袋上,而是由于重力作用沉降到了除尘器中。为此可以考虑在除尘器入口处加挡板。这样虽然会增加除尘系统的阻力,但是可以使粒径稍小的粉尘也能靠重力沉降下来,同时避免含尘气流直接吹向布袋,减少对布袋的磨损和对笼架的冲击。

  以石灰为脱硫剂的半干法烟气脱硫系统中,当粉尘浓度在400g/m³(工况)时,适宜的过滤风速0.4m/min左右。喷吹周期的确定应结合布袋除尘器阻力对系统烟气量的影响。当粉尘浓度较大、过滤风速较小时,在布袋除尘器入口处加装挡板,能够降低布袋除尘器的负担,同时减少对布袋的磨损和对笼架的冲击,延长布袋和笼架的使用寿命。