采用布袋除塵器控制燃煤鍋爐污染物的探索實踐
北京市于2002年3月1日開始執(zhí)行新的鍋爐污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)DB11/1392002鍋爐煙塵排放原標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行180－220mg/Nm3,新標(biāo)準(zhǔn)2002年3月1日起執(zhí)行100mg/Nm3,2003年11月1日起執(zhí)行50mg/Nm3二氧化硫排放原標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行650mg/Nm3。
新標(biāo)準(zhǔn)2002年3月1日起執(zhí)行300mg/Nm3,2003年11月1日起執(zhí)行150mg/Nm3北京京煤集團有限責(zé)任公司現(xiàn)有燃煤鍋爐100余臺,有20余臺沸騰爐及部分鏈條爐燃用自產(chǎn)無煙煤,由于燃燒方式的原因,造成鍋爐污染物初始排放濃度非常高,原有的煙氣凈化設(shè)施很難滿足新的排放標(biāo)準(zhǔn),需要尋求能使燃煤鍋爐污染物達標(biāo)排放的技術(shù)對策和裝備，為此我們進行了積極的探索實踐。
1 技術(shù)方案的提出
北京市的鍋爐污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)DB11/139－2002 是目前我國最嚴格的鍋爐污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。我國盡管有高性能的煙氣凈化設(shè)備，但以前沒有對污染物排放提出過這樣高的要求，現(xiàn)有的治理設(shè)備也沒有明確表明能可*達到此標(biāo)準(zhǔn)的，也就是沒有現(xiàn)成的可*的技術(shù)方案和設(shè)備可供直接選用，這樣給我們進行治理達標(biāo)排放提出了很大的難題。我們總結(jié)分析了我公司鍋爐污染物排放及現(xiàn)有煙氣凈化設(shè)施的性能特點和運行情況，通過綜合分析比較，提出了：燃煤配制?gt;多管旋風(fēng)除塵器->布袋除塵器->煙氣脫硫->煙囪排放的技術(shù)對策,根據(jù)每臺鍋爐的具體情況對有的環(huán)節(jié)進行取舍。
方案中布袋除塵器是控制煙塵保證達到50mg/m3標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。布袋除塵器主要由過濾袋，清灰機構(gòu)和支撐維護結(jié)構(gòu)組成，依*濾袋的過濾作用凈化煙氣，去除顆粒粒徑可達0.1m,若要求再高可選用性能更高的過濾材料。選擇布袋除塵器主要因為其除塵效率高，可*穩(wěn)定好，結(jié)構(gòu)簡單，操作維護方便，價格適中。但對二氧化硫的去除作用需要其它技術(shù)措施的配合才能發(fā)揮出來。因此，我們就布袋除塵器在小型燃煤鍋爐上應(yīng)用進行了探索試驗。
2 布袋除塵器在小型燃煤鍋爐上的實際應(yīng)用情況
2.1 實施過程中解決的一些問題
我們首先在木城澗煤礦的一臺6t/h 沸騰爐上進行試驗。該爐一級用多管旋風(fēng)除塵器做預(yù)處理，二級選用回轉(zhuǎn)反吹風(fēng)布袋除塵器。從耐溫、壽命、價格等方面綜合考慮選用具有防水避油功能耐溫130。C的工業(yè)滌綸過濾材料。經(jīng)測試煙塵能達到50mg/m3 標(biāo)準(zhǔn)。
此后采用這種工藝先后共安裝了8 臺布袋除塵器，主要解決了以下幾方面問題：
2.1.1 過濾材料的耐熱問題
由于采用布袋除塵器,受過濾材料耐熱性能的制約，鍋爐排煙溫度成為重要的考慮因素。廠家提供有三種過濾材料分別耐溫130。C，180。C， 250。C。考慮到現(xiàn)場的煙氣溫度都不太高，而耐高溫的濾料壽命較短，為減輕水汽和其他原因引起的糊袋影響。我們采用具有防水拒油功能耐溫130。C的過濾材料，其瞬時耐溫可達150。C。系統(tǒng)保留多管旋風(fēng)除塵器做預(yù)處理，有降低煙氣溫度的作用，對于煙氣溫度過高的情況采取加散熱裝置廠家稱壁冷器的降溫措施。
2.1.2 使用壽命
據(jù)設(shè)備制造廠家提供的情況，一般布袋在連續(xù)運行的場合使用一年，但因鍋爐只在冬季運行，估計可用3年。多管旋風(fēng)除塵器做預(yù)處理不僅有降溫作用，還能減少熾熱飛灰直接進入布袋燒壞布袋的情況發(fā)生，減少塵進入布袋除塵器的量，有利于減輕磨損，延長布袋使用壽命。這點對原始排塵濃度較高的鍋爐如沸騰爐尤其重要。
2.1.3 阻力問題
增加布袋除塵器會增加至少1000Pa 的阻力損失，而一般原有系統(tǒng)引風(fēng)機風(fēng)壓有余量，我們在實施中只有兩個更換了引風(fēng)機。由于是在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上進行改造，排煙管路來回盤繞較多和有的地方采用了壁冷器而使阻力損失有所加大。
2.1.4 濕度及焦油問題
由于鍋爐壓火、運行頻繁，使煙氣溫度變化較大，會有水汽凝結(jié)問題產(chǎn)生，我公司救護隊的鍋爐曾出現(xiàn)過溫爐后引風(fēng)機抽不出風(fēng)的情況，經(jīng)分析是水汽太大，溫度又低，糊住濾料使布袋不能透風(fēng)，后來采取先走旁路引風(fēng)，使鍋爐燃燒起來，煙氣溫度升高后烘干了布袋，解決了糊袋問題。在以后鍋爐正常使用時未再出現(xiàn)這種問題。有人提出煤焦油可能糊住布袋的問題，我們考慮只要鍋爐燃燒狀況良好，避免干餾現(xiàn)象產(chǎn)生焦油就不會造成問題。通過這一段時間使用尚未出現(xiàn)水汽或焦油糊袋鍋爐不能正常使用的情況。
2.1.5 脫硫問題
方案中燃煤配制過程, 主要是解決二氧化硫問題。由于我公司自產(chǎn)的無煙煤含硫特別低，均在0.2%～0.4%之間, 且現(xiàn)在都使用北京市政府要求的低硫煤,其排放的二氧化硫不會很高，若采用高級的煙氣脫硫技術(shù)，投資及費用都很高，對于小型鍋爐來說很不合適。因此，選擇簡單有效的技術(shù)對策,首先是燃煤爐內(nèi)固硫，其次是煙氣簡易脫硫。
通過對燃煤的配制處理，添加助燃脫硫藥劑，改善其性能可達到爐內(nèi)固硫的目的，我們選用了一種助燃脫硫藥劑，說明書介紹可降低二氧化硫排放濃度 50%左右。但因擔(dān)心它的使用使煙氣溫度升高會燒壞布袋，故未在配布袋除塵器的鍋爐上使用。另一類廉價的爐內(nèi)脫硫劑是石灰，采用石灰粉摻入煤的方法。兩臺燃用煙煤的鏈條爐采用爐內(nèi)加石灰與布袋除塵器配合，從其二氧化硫排放測試數(shù)據(jù)來看脫硫效果也很好，可使二氧化硫達到150mg/m3排放標(biāo)準(zhǔn)。而其他爐沒有加入任何固硫藥劑，其脫硫效果不明顯，我們分析可能是在爐內(nèi)未完全反應(yīng)的石灰在布袋除塵器內(nèi)繼續(xù)與二氧化硫反應(yīng)提高了脫硫效果，這主要依賴布袋的過濾作用。實際上具有爐內(nèi)固硫和煙氣干法脫硫兩個過程。但使用中需要有足夠的鈣硫比，注意要與煤混合均勻，若加入氧化鐵等助劑，適當(dāng)增加水份效果會更好，但其用量較大。初步測算此種方法是各種脫硫方法中最經(jīng)濟的。但目前爐內(nèi)加石灰固脫二氧化硫的測試數(shù)據(jù)較少，其效果究竟能達多少還需進一步測試驗證。
在爐內(nèi)脫硫后仍不能達標(biāo)情況下可采取煙氣脫硫的措施使二氧化硫達標(biāo)排放。采用造價低的簡易堿性液體噴淋吸收或其他形式二氧化硫裝置,效率達70%即可,只要使用低硫煤一般能保證二氧化硫達標(biāo)。一般采用堿性液體吸收脫硫達到70%的效率比較容易。煙氣脫硫裝置安排在風(fēng)機之后對凈化系統(tǒng)的不利影響較小，由于所用的堿性吸收液中煙塵已極其微少，水系統(tǒng)運行控制管理要比較容易。使用中要注意保證堿性物質(zhì)的投加，控制好PH值堿性物質(zhì)可是鈉堿，石灰水或工業(yè)廢堿。
2.2 應(yīng)用效果
見表1測試數(shù)據(jù)。
表1 布袋除塵器煙氣測試數(shù)據(jù)
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3 結(jié)論及改進設(shè)想
該工藝流程具有如下特點：a.凈化效率高，煙塵能穩(wěn)定可*保證達到嚴格的環(huán)保要求，操作維護相對簡單，投資及運行維護費用適中。b . 綜合運用技術(shù)手段，由簡到繁，控制單元模塊化，可根據(jù)需要加減，系統(tǒng)具有靈活性。c.除塵與濕法脫硫分開，濕式脫硫系統(tǒng)在最后使之對系統(tǒng)的影響降到最低。由我們的實踐效果來看該方案整體可行，在效果，投資及運行管理等方面比較適合中小型鍋爐達到較高的環(huán)保要求。
改進設(shè)想：需進一步尋求性能更好，價格低的過濾材料及性能更好布袋除塵器設(shè)備。由于時間倉促我們尚未對布袋除塵器的類型進行較深入的比較，選用的是回轉(zhuǎn)反吹風(fēng)式，可能有其他性能更優(yōu)越的布袋除塵器。另外該布袋除塵器的噪聲需加以控制。
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