锅炉烟气除尘技术及布袋除尘器的选择

空气中的颗粒物是影响我国城乡空气质量的主要污染物之一。据统计每人每天吸入的空气量远远超过每天的饮水量和进食量，在这些吸入的空气中经常携带着大量的颗粒物，对人体健康产生了重大的影响。研究发现，大气中SO2，NOx和CO等污染物的含量与人类死亡率并没有紧密的联系，而可吸入颗粒物则成为导致人类死亡率上升的主要原因。

在我国各大城市的污染物监测中发现，总悬浮颗粒物(TSP)70%以上的来源是燃烧过程，目前我国工业锅炉每年的烟尘排放量约6~8Mt，占全国烟尘总排放量的33%一35%，可见减少锅炉燃烧烟尘排放对改善大气质量有着举足轻重的作用。

1烟气除尘技术概述

烟气除尘技术按其工作原理可分为机械力作用和静电力作用两大类，其共同特点是使含颗粒物的气体通过某个力场或电场，通过力场或电场的作用使颗粒物从气体中分离出来。在工业实际中，根据除尘机理的不同，习惯上将除尘技术分为以下4类：①械式除尘技术。利用机械力(重力、惯性力和离心力)作用进行除尘的技术，一般作为预除尘器在烟气净化中使用。如旋风分离器、静电除尘器及袋式除尘器的沉降室等。②静电除尘技术。利用电场力对荷电粒子的作用进行气固分离的技术，是目前电厂燃煤锅炉普遍采用的烟气除尘技术。③过滤除尘技术。使烟气通过织物或名孔的填料层.利用讨滤机理讲行除尘的技术，主要包括袋式除尘器技术及颗粒层除尘技术。袋式除尘技术具有很高的除尘效率，应用广泛，随着环保要求的不断提高，正在逐步取代静电除尘器而成为电厂燃煤锅炉的主要除尘手段。④湿式除尘技术。湿式除尘技术也叫洗涤式除尘技术，是利用液滴或液膜洗涤烟气进行除尘的技术，包括低能洗涤技术或高能文氏管除尘技术。湿式除尘器能够有效地除掉0.1μm以上的颗粒物，同时对其他气体污染物也具有一定的脱除作用，缺点是存在废水二次污染和污泥处理问题。

2电站锅炉除尘器及选择

目前电站锅炉采用的除尘器主要有静电除尘器、布袋除尘器及电袋组合式除尘器。

2.1静电除尘器及其应用情况

1)静电除尘器的基本原理及特点。首先通过电晕放电建立一个高压电场，当气流从中通过时，颗粒物(包括焦油雾滴)与正负离子碰撞带电，并在电场力的作用下定向移动，在集尘极放电聚集，较后达到烟气除尘的效果。

电除尘器的主要优点：①初期除尘效率高，能捕集1μm以下的细微粉尘，但从经济方面考虑，一般控制一个合理的除尘效率。逗处理烟气量大，可用于高温(可高达500℃)、高压和高湿(相对湿度可达100%)的场合，能连续运转，并能实现自动化。③具有低阻的特点，电除尘器压力损失仅100一200Pa。

电除尘器的主要缺点：①设备庞大，耗钢多，需高压变电和整流设备，高压供电设备的输出峰值电压通常为70~100kV，投资高。②制造、安装和管理的技术水平要求较高。侄习丈具备离线检修功能，一旦设备出现故障，或者带病运行，或者只能停炉检修。

2)影响静电除尘器工作的主要因素。研究表明，影响电除尘器除尘效率的主要因素有：①灰的比电阻。电除尘器对灰的比电阻要求较高，高比电阻粉尘在集尘极上的堆积造成反电晕，低比电阻粉尘的二次飞扬可造成静电除尘器的效率明显降低。

当比电阻值超出这个范围，无论是比电阻值过高或过低，除尘效率都会急剧降低，灰比电阻与除尘效率的关系。②燃煤含硫量。硫含量在1.0%以下的低硫煤(尤其是硫含量小于0.5%)燃烧后的灰尘利用电除尘器就难以脱除。③振打装置的结构。电晕极与集尘极均需要振打装置，传统的振打方式多为重锤在阳极排侧面周期振打，而为了使阳极板保持足够的刚度，避免在运行中弯曲变形，通常有防风沟和凹凸槽，这种结构会对电场中气流的均匀性产生影响，进而影响其除尘效率。④粉尘粒径分布。传统的干式静电除尘器(ESP)对PM2.5级以下的颗粒收集效率很低。⑤对初始浓度大于30g/m³的含尘气体需设置预处理装置。

合成纤维、玻璃纤维、金属纤维或其他材料。随着滤料不断改进，袋式除尘器已逐步在锅炉除尘领域推广应用，并呈现长足的发展势态。

布袋除尘器的优点：①除尘效率高，可达到99.9%以上。②附属设备少，投资省，技术要求比电除尘器低。③能捕集比电阻高，电除尘难以回收的粉尘。④陛能稳定，对负荷变化适应性好，运行管理简便，特别适宜捕集细微而干燥的粉尘，所收的干尘便于处理和回收利用。遏适合生产全过程除尘，降低总量排放。

布袋除尘器的缺点：①用于处理相对湿度高的含尘气体时，应采取保温措施(特别是冬季)，以免结露造成“糊袋”。②用于净化有腐蚀性气体时，应选用适宜的耐腐蚀滤料；用于处理高温烟气时，应采取降温措施，将烟温降到滤袋长期运转所能承受的温度以下，并尽可能采用耐高温的滤料。③阻力较大，一般压力损失为1000~1500Pa。④由于国内技术还不成熟，脉冲阀等关键部件还需要进口。

2)影响袋式除尘器工作的主要因素。①气布比(过滤风速)的选择：气布比选择的合理与否，直接影响到袋式除尘器的除尘效率及使用寿命。气布比过大会影响到滤袋的使用和除尘器的除尘效率；过小则影响到整套设备的投资及运行费用，无法保证合理的经济性。②气流分布：袋式除尘器的气流分布要求与静电除尘器截然不同，进入静电除尘器的烟气要求均布，而袋式除尘器的气流要求合理的分布，气流分布的好坏直接影响到除尘器滤袋的寿命、设备阻力、除尘效率、锅炉系统安全等。是对袋式除尘器整机性能考核的关键参数，也是评价袋式除尘器装机水平高低的标志性参数之一。

通常评价除尘系统性能优劣的主要指标有除尘效率、通风阻力、处理风量、漏风率、耗钢量、工程一次性投资、运行费用、占地及使用寿命等。

对于锅炉除尘方案，需要根据烟尘特性(物理特性和化学特性)、烟尘浓度、排放要求等因素综合考虑并通过技术经济比较进行确定。对于电厂燃煤锅炉尤其是循环流化床锅炉，由于炉内添加石灰石粉造成除尘器入口含尘浓度增加同时造成烟尘比电阻的升高，使用电除尘器很难满足日益严格的环保排放要求，除尘方案应优先考虑布袋除尘器或电袋除尘器。当煤粉炉尾部采用干法/半干法脱硫时，由于烟气中烟尘含量很高(1000g/ m³)，应优先考虑选用电袋除尘器或其他预除尘器与布袋除尘器结合使用。