近几十年来,垃圾焚烧处理技术得到长足的发展,焚烧工艺及设各日益成熟,垃圾焚烧法作为实现垃圾处理无害化、减量化和资源化 有效的方法之一,单机布袋除尘器在西方发达国家已成为主流的垃圾处理方法。在我国,目前城市生活垃圾焚烧行业处于方兴未艾的阶段,越来越多的城市选择采用焚烧技术处理城市生活垃圾,由于城市生活垃圾具有烟气成分复杂,粒径细等特点,结合国标GB18485-2001,我国垃圾焚烧工艺要求采用袋式除尘器。此次设计对15Ot/d垃圾焚烧炉袋除尘器进千示了比较,选型。通过选择合理滤料,均匀布气,构件比选等提高除尘器效率,保证设备运行可靠,烟气排放达标。
城市生活垃圾分类及影响因素,介绍了实现垃圾有效处理的主要方法有:焚烧法、填埋法、堆肥法等,对比了垃圾焚烧处理技术的优缺点。然后,重点关注了垃圾焚烧烟气物理、化学性质,如:含水率、容重、挥发分、灰分、元素组成、低位发热量等,通过对比常见的几种焚烧烟气除尘装置,结合国家标准,本文选定的垃圾焚烧烟气处理为长袋脉冲布袋除尘器。
依照设计步骤,确定了滤袋材质、滤袋的规格、滤袋配件,并根据设计参数计算出过滤面积、确定需要滤袋的数目;再根据处理风量计算进、出风口尺寸以及中箱体高度;箱体的设计计算主要包括:滤袋室确定、花板设计、气包设计、脉冲阀的选择、喷吹管设一计以及上箱体高度的礁定等。
燃煤电厂烟尘排放标准拟将 允许排放浓度限制在30mg/m3以下,由此预计配以合适滤料的袋式除尘器将会得到快速应用发展。滤料是袋式除尘器的核心部件之一,但目前国内大型燃煤机组袋式除尘器的滤料寿命普遍达不到3万小时。滤料失效通常是由多种因素综合作用的结果,主要影响因素为空气动力损伤、机械损伤、化学损伤和热损伤四大类。本课题为国内首次针对滤料失效过程进行综合性的试验研究,并结合实例进行分析,提出应对措施。
滤料耐化学腐蚀性能方面,在酸性条件下,HN03对PPS,PTFE两种纤维的腐蚀性要强于HZS04,且对PPS的腐蚀性更为严重。在碱性条件下,滤料强力随着PTFE纤维含量的增加而增加;PTFE的熔化温度降低对其热稳定性的影响大于酸性环境。保证袋式除尘器运行烟气温度高于烟气露点温度以防结露、糊袋,根据烟气成分、粉尘性质等优选袋式除尘器的类型及滤料材质等措施,可有效提高滤料耐腐性能。
滤料动态过滤性能方面,同等条件下PPS,PTFE两种纤维混合面层滤料的残余阻力、排放浓度较之单一纤维面层的滤料要低,相同时间内清灰次数也低。清灰过程对复合滤料造成的损伤要低于单一滤料,更有利于延长复合滤料的使用寿命。较低的过滤风速可延长滤料使用寿命,复合或覆膜滤料、滤料纤维比表面积大、滤料后处理等均可改善滤料过滤性能。
耐磨损性能方面,单机除尘设备运行时间越长,滤袋阻力、过滤风速、滤袋冲刷程度就越高。PTFE的抗磨损性能优于PPSoPTFE含量与抗磨损性成正比。PPS和PTFE优化混合后具有更好的摩擦和磨损性能,经后处理后其抗磨损性能更
优。合理确定滤袋间距、选择合适的清灰方式及时间,减少相互摩擦和碰撞,优化气流分布、提高除尘器密封性等措施,均可以有效提高滤料的机械性能。
从袋头、袋身、袋底三部分深入分析滤料损坏的形式,分析造成滤料失效的过程原因,袋头的损伤主要由清灰过程中的机械运动造成,袋身的破损和气流分布不均匀、过滤风速过高、清灰压力有关,袋底的损伤是由于气流分布不均匀、清灰压力过高和灰斗设计不合理等。该结论为国内燃煤电厂袋式除尘器滤料选择、新型滤料的研发提供了有益参考。
近十年来,火电发电量稳步上升,火电结构不断优化,机组规模发展趋势是大容量、高参数。截止2010年底,全国火电装机容量达到7.06亿千瓦,占总装机容量的75%。同时,由于各燃煤电厂的锅炉运行条件差异很大,电除尘器已难以适应大部分工况及严格的排放要求。袋式除尘器与电除尘器同属高效除尘器,但袋式除尘器对粉尘性质不敏感,不受粉尘比电阻影响,对PM2.5这样的微细粉尘粒子具有极高的捕集效率。在排放标准日益严格的情况下,袋式除尘器存在很大的发展空间及前景。
20世纪50年代初期,中国主要从苏联整机引进机械振动结合反吹风袋式除尘器,国内开始有 生产袋式除尘器的设备厂。60年代因其技术缺陷而逐渐被淘汰。60年代中期,北京建材研究院研究出吹气环袋式除尘器,但未用于实际工程中。60年代后期,鞍山焦耐院研制出MC型脉冲单机布袋除尘器,利用压缩空气向每排滤袋定期喷吹,产生与过滤气流相反的逆气流,加上振动作用,达到清除滤袋表面粉尘的效果。70年代初,我国用于立窑除尘的反吹风玻纤袋式除尘器,以后几乎全部停用。1974年,湖南辰溪水泥厂立筒预热器窑尾烟气除尘,使用的新一代反吹风玻纤袋式除尘器首次获得成功后,反吹风技术在水泥行业得以迅速发展。1975年,机械部 设计院首次研发出回转反吹扁袋式除尘器,1979年编制了回转反吹圆袋式除尘器系列化设计,有ZC,LMF,FD,LDB等十六个系列,在国内获得广泛应用。而燃煤电厂中袋式除尘器的应用 早是从上世纪八十年代初开始,当时电力部门在五个电厂试验运行了袋式除尘器,分别为淮南发电厂,南定热电厂,内江电力修造厂,普坪村电厂和巡检司电厂。由于当时对反吹清灰玻纤滤袋的气布比选的过高,没有考虑到煤种的变化,漏气量的增加,反吹风形式和风量大小不当,没有做好超高温的控制、花板积灰的清理和防止再燃,以及滤袋材质和制造工艺水平等因素的影响,基本均以失败告终,之后10余年无大的发展。迄今为止,大型袋式除尘器(300MW及以上)在我国还没有成功运行超过3万小时的例子。因此,通过国际合作,充分掌握袋式除尘技术,并通过模拟试验的方法研究其关键性技术,为工程设计提供试验依据,确保实际工程的高可靠性,就显得 必要和紧迫。
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