分析半干法脫硫配套布袋除塵器的特殊要求

劉小娜

摘 要：在脫硫工藝當(dāng)中，半干法脫硫是當(dāng)今燃煤電廠常用的技術(shù)之一，在實際使用中對布袋除塵器有著特殊要求，與常規(guī)的布袋除塵器有著一定的差異性，包括濾料選擇、過濾速率、氣流分布、旁路系統(tǒng)等等，這就需要進一步加強研究，提高半干法脫硫效率?；诖?，本文首先對半干法脫硫特點進行分析，進而提出半干法脫硫配套布袋除塵器的特殊要求，最后提出半干法脫硫中注意事項。

關(guān)鍵詞：半干法脫硫；布袋除塵器；特點；特殊要求

中圖分類號：X701.2 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）21-0005-02

隨著我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，當(dāng)今社會生產(chǎn)和人們生活對電能的需求量越來越大，電廠也在不斷提高發(fā)電規(guī)模。但是對于大型燃煤電廠來說，必須要做好脫硫工作，這樣不僅可以減少資源浪費，同時也可以降低環(huán)境污染。當(dāng)今常見的脫硫技術(shù)主要有濕法和半干法兩種。其中，濕法脫硫雖然效率更高，但是資金投入量大、所需設(shè)備多、占地面積大、系統(tǒng)復(fù)雜；半干法系統(tǒng)相比濕法系統(tǒng)更加簡單、占地面積少、投資少、污染物“零”排放等特點，因此是脫硫的主流方法。布袋除塵器由于具有濾料的特性，因此和半干法脫硫中的高濕度、高濃度粉塵存在著一定矛盾，這就需要將半干法脫硫配套布袋除塵器展開進一步優(yōu)化設(shè)計，確保半干法的脫硫效率。

1 半干法脫硫和布袋除塵器的特性

1.1布袋除塵器特性

布袋除塵器的箱體主要分為上、中、下三個箱體，此外，還包括過濾系統(tǒng)、氣源系統(tǒng)、導(dǎo)流系統(tǒng)、清灰系統(tǒng)等，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也相對復(fù)雜。其主要的特點包括：

（1）布袋除塵器的除塵效率高，還可以有效捕捉一些細(xì)粉，粉塵收集率能夠達到99.8%以上，效果非常好。

（2）適應(yīng)性較強，布袋除塵器可以處理各個類型的顆粒物，例如可以清理電除塵器無法去除的電阻粉塵。

（3）操作性好，如果在收集粉塵中檢測到入口氣體中的粉塵濃度較高時，也不會對除塵效率產(chǎn)生影響。

（4）在空氣流速不穩(wěn)定的情況下，布袋除塵器的運行效率也可以保持穩(wěn)定。

1.2 半干法脫落的特性

半干法脫落技術(shù)可以分為多種，當(dāng)今主流的工藝方法為CFB-FGD，RCFB-FGD，NID三種。但是無論是哪種脫硫工藝，其脫硫塔出口的粉塵濃度都要維持在800-1000mg/m3左右[1]。煙氣含濕量較大，特別是在垃圾焚燒爐的煙氣，含濕量可以達到10%以上，并且煙氣溫度相對較低，高于露點的～15℃。

2 半干法脫硫配套布袋除塵器的特殊要求

2.1 濾料方面

在濾料選擇當(dāng)中，需要從耐腐蝕、耐高溫、強度、耐水解、造價等因素出發(fā)，綜合挑選物料。其中，在燃煤鍋爐以及流化床焚燒爐當(dāng)中首選pps濾料，這時因為pps的綜合耐性非常強，同時在實際應(yīng)用中更加穩(wěn)定、阻燃性較強，材料的物理性能也可以滿足實際要求（耐抗折、耐磨、耐拉）。但是pps也有不足之處，例如抗氧化性不強，如果燃燒環(huán)境中的氧氣量較大，則會加速氧化反應(yīng)。并且煙氣含氧量與工作溫度成反比，在含氧量在8%左右時，工作溫度165℃以下，待到含氧量在10%左右時，溫度會下降到160℃以下。并且對瞬時高溫也有一定的要求，如果溫度達到了190℃，則運行時間不得超過10min，全年的運行溫度不得超過半小時。

由于半干法脫硫出口粉塵含量高清灰頻次高，且粉塵有一定氧化性，故為了可以提升濾料的使用性能，基布采用PTFE基布，對面層根據(jù)項目情況進行優(yōu)化處理，通常是采用防油防水+PTFE浸漬[2]。具體情況主要是按照煙氣特性決定，如果對煙氣的排放濃度要求較高，則要采用超細(xì)纖維；對超低排放的項目需要采用覆膜濾料。

2.2 過濾風(fēng)速方面

常規(guī)的布袋除塵器過濾過濾風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)為1m/min，但是在半干法工藝使用當(dāng)中，由于煙氣當(dāng)中會含有大量粉塵，并且粉塵的黏度大、濕度高，這就需要增加過濾面積，否則無法達到理想的過濾效果。采用半干法布袋除塵器的除塵效果可以達到99.99%以上。要求布袋除塵器的內(nèi)部阻力在1500Pa以內(nèi)，同時控制清灰頻率，如果頻率過高會影響布袋除塵器的使用壽命。機。所以正常運行的布袋除塵器過濾風(fēng)速維持到0.75-0.85m/min范圍內(nèi)即可，不需要全功率運行。對超低排放項目，正常運行布袋除塵器過濾風(fēng)速維持到0.65m/min左右。

2.3 氣流分布裝置

在布袋除塵器中布風(fēng)十分重要。由于布袋除塵器分為多個室，每個室的進風(fēng)均勻性和除塵效果有直接聯(lián)系。如果沒有設(shè)置布風(fēng)裝置，則靠近尾部的布袋室超負(fù)荷運行，不同室內(nèi)的壓差會增大，清灰會變得非常頻繁，尾部的灰量非常大。

這就需要采用進風(fēng)、導(dǎo)流技術(shù)，保證進口風(fēng)速的合理性，從而延長各個布袋室的使用壽命。每個除塵室當(dāng)中都要設(shè)置進口分配系統(tǒng)，合理布置濾袋之間的距離，加強上升氣流的控制，這樣可以讓除塵器當(dāng)中的粉塵均勻的進入到每個布袋室中，減少了濾袋之間的摩擦系數(shù)，這樣可以延長濾袋使用壽命。

2.4 合理設(shè)計沉降室

在布袋除塵器中進口位置，由于此位置的粉塵濃度最高，通常能夠達到800mg/m3以上，為了能夠加強除塵效果，需要在粉塵進口位置上增設(shè)一個預(yù)除塵裝置，包括電除塵、機械除塵等，建議機械除塵。還可以對布袋除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化[3]，保證除塵效率，在實際操作當(dāng)中，可以適當(dāng)?shù)奶岣呦潴w高度，這樣煙氣在進入到布袋時可以有上升的緩存空間，上升過程中會受到重力因素的影響降低流速，再加上機械作用可以實現(xiàn)降灰的目的，這樣即可起到預(yù)除塵的作用，避免濾袋過載運行，延長了濾袋的使用壽命，同時也可以強化預(yù)除塵性能，更加節(jié)省所占空間。

進風(fēng)區(qū)所采用的氣流分配系統(tǒng)可以實現(xiàn)多個功能，如果下降大顆粒粉塵、含塵氣體導(dǎo)流與勻流等。在通過導(dǎo)流系統(tǒng)時，此時的流向風(fēng)速會突然降低，粉塵會突然下降并進入到灰斗當(dāng)中，剩余的粉塵也會在導(dǎo)流引導(dǎo)下進入到箱體過濾系統(tǒng)。在對布袋除塵器進行優(yōu)化設(shè)計中可以采用該方法，擴大布袋室容積，從而增加粉塵的停留時間，除塵效果更好。也可以設(shè)置導(dǎo)流碰撞板，這樣可以進一步加強沉降率，讓預(yù)除塵效果大大提高，通?？梢赃_到65%以上。

2.5 灰斗要求

由于半干法會出現(xiàn)很多的粉塵，這就對灰斗提出了特殊要求，通常是采用大船型灰斗，這樣可以確保出灰的連續(xù)，并在灰斗下部設(shè)置空氣斜槽，灰塵會經(jīng)過風(fēng)機鼓入流化風(fēng)，這樣即可在流化風(fēng)的推動下，空氣斜槽會以一定角度進行機械出灰，可以有效降低運行故障。

2.6 旁路系統(tǒng)

大部分布袋除塵器都是采用內(nèi)部旁路的方法，可以開關(guān)旁通閥來引導(dǎo)煙氣的走向。如果在運行當(dāng)中產(chǎn)生了爆管問題（可能爆管的設(shè)備有：再熱器、水冷壁、過熱器、省煤器），會直接降低煙氣溫度，出口一側(cè)的煙氣溫度上升，另一側(cè)溫度降低，這樣就形成了溫度差（氣壓差），導(dǎo)致煙氣含水量持續(xù)增加，這時即可將旁路系統(tǒng)打開，保護濾袋，鍋爐也可以正常運行。旁路系統(tǒng)必須要保證密封性符合要求，如果在運行中出現(xiàn)了泄漏問題[4]，會直接影響凈煙氣的排放濃度，甚至出現(xiàn)濃度超標(biāo)等情況。通?？梢圆捎靡韵聝蓚€方法保障旁路系統(tǒng)可靠性：

（1）閥體結(jié)構(gòu)與密封材料。由于旁通閥的結(jié)構(gòu)特點會直接影響最終泄露量，通?？梢圆捎秒p層閥門結(jié)構(gòu)，中間設(shè)置一個隔斷，這樣即可隔絕塵氣室、凈氣室，避免出現(xiàn)泄露問題。在密封材料層面上，需要采用耐高溫的硅橡膠密封條，該材料在高溫環(huán)境下使用壽命長，可以極大的降低泄露幾率。

（2）控制方式。針對空壓機故障、停電、壓縮空氣低等情況時，可以安裝一個空氣壓力傳感器，如果出現(xiàn)了泄露問題會產(chǎn)生壓差并報警，在儲氣罐壓力在0.2MPa時進行聲光報警。旁通閥設(shè)計需要配備專門的儲氣罐，在出現(xiàn)了低壓報警問題時可以自動打開旁通閥，即使專用儲氣罐出現(xiàn)了泄露問題，也可以保證30min之內(nèi)不產(chǎn)生壓力差。

3 半干法脫硫工藝實施中的注意事項

3.1 控制噴水量

噴水量直接關(guān)乎著脫硫效率，同時對布袋除塵器的運行安全也起到了決定性作用。噴水過程中需要確保水分到達脫硫塔出口前全部蒸發(fā)，并保證在脫落過程中傾斜15°的情況下進行[5]。在脫硫塔內(nèi)，可以采用近絕熱飽和溫度（下文簡稱“飽和溫度”）控制水量。如果煙氣飽和溫度在15°以下，則塔內(nèi)的煙氣濕度勢必增加，如果溫度下降到漏點溫度時，則煙氣中的水分會凝結(jié)析出。如果噴水量無法保持穩(wěn)定，則會增加煙氣露點，飽和溫度和處在動態(tài)變化過程，所以依然要調(diào)整水量。

如果僅在脫硫塔出口部位安裝露點儀，因為此部位的煙氣濃度最高，所以難以測定內(nèi)部具體的噴水量。因此可以在脫硫塔入口部位設(shè)置煙氣、溫度、濕度傳感器采集數(shù)據(jù)，在脫硫塔入口或布袋除塵器后安裝露點儀，這樣即可計算出總噴水量，從而控制煙氣含濕量以及露點，保證布袋除塵器的使用安全。

3.2 噴水嘴設(shè)計與選型

在噴嘴設(shè)計當(dāng)中，要考慮液滴在蒸發(fā)干燥前接觸到壁面和塔內(nèi)構(gòu)件時，是否會造成結(jié)垢、黏壁等情況。所以，對于筒體直徑較小的脫硫塔，需要嚴(yán)格控制霧化角度和噴射距離。再者，想要達到良好的霧化效果，液滴粒徑要控制在50μm左右，這樣更有利于蒸發(fā)。如果所選用的噴嘴壓力較低，如在1.5MPa左右，則可以設(shè)置雙流體噴嘴，這樣即可達到更好的霧化效果，并且也更有利于后期的清潔維護工作。

4 結(jié)語

綜上所述，為了能夠保障半干法脫硫效率，需要采用與之配套的布袋除塵器，這是因為半干法脫硫的高溫、高粉塵、高濕度等特性，因此對布袋除塵器也提出了特殊要求。需要重點考慮布袋除塵器的灰斗、沉降室、濾料、過濾風(fēng)速、旁路系統(tǒng)等環(huán)節(jié)，并對脫硫塔進行優(yōu)化，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)較為理想的脫硫效果。

參考文獻

[1]林煒，許明海.半干法脫硫配套布袋除塵器的特殊要求[J].環(huán)境工程，2011，29（1）：121-122.

[2]童莉，韓毅，趙旭東.與袋式除塵器配套的半干法煙氣脫硫技術(shù)及應(yīng)用[J].中外能源，2010，15（5）：99-102.

[3]李文勇，王少權(quán)，張永，等.循環(huán)半干法脫硫中電袋除塵器改造的分析應(yīng)用[J].有色冶金設(shè)計與研究，2012，33（2）：21-23.

[4]范志剛，范忠祥，朱金海.一種布袋除塵的半干法脫硫除塵裝置，CN202823149U[P].2013，21（2）：13-14.

[5]宋承顥.一種半干法脫硫除塵工藝及設(shè)備，CN103816795A[P].2014，11（6）：27-28.