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        燃煤電廠及大型工業(yè)鍋爐濕排灰系統(tǒng)環(huán)保抑塵工藝及裝置技術(shù)研究

        2019-01-05 03:15:28趙立虎
        關(guān)鍵詞:水蒸汽混合氣體工業(yè)鍋爐

        趙立虎

        (內(nèi)蒙古赤峰熱電廠, 內(nèi)蒙古 赤峰 024001)

        引言

        我國(guó)燃煤火電廠及大型工業(yè)鍋爐濕排灰系統(tǒng)一直存在排灰口揚(yáng)塵嚴(yán)重的問題,治理燃煤電廠及大型工業(yè)鍋爐濕排灰形成對(duì)大氣的粉塵污染,是目前發(fā)電企業(yè)和大型工業(yè)鍋爐使用企業(yè)共同存在的問題。隨著國(guó)家環(huán)保要求的提升和民眾環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),燃煤電廠及工業(yè)鍋爐濕排灰系統(tǒng)必須設(shè)有除塵裝置,抑制和減少對(duì)大氣釋放灰塵微粒,以應(yīng)對(duì)粉煤灰揚(yáng)塵對(duì)大氣日漸嚴(yán)重的污染,積極防控城市霧霾天氣,提高城市空氣質(zhì)量,減少對(duì)公眾和作業(yè)人員健康的影響。

        1 粉煤灰揚(yáng)塵的主要原因

        通常情況下,燃煤電廠和大型工業(yè)鍋爐的排灰分干排灰和濕排灰兩個(gè)系統(tǒng)[1]。常溫下的高壓水與粉煤灰攪拌,粉煤灰的庫(kù)存溫度約為50~60℃左右,在加濕攪拌過程中,會(huì)產(chǎn)生大量水蒸氣,并夾帶大量的粉煤灰微粒。

        排灰口與運(yùn)灰車輛間的自由落差,一般為3~3.5 m,濕灰在下落過程中,產(chǎn)生較大的動(dòng)能,經(jīng)過撞擊會(huì)產(chǎn)生大量飄浮的濕粉塵,多數(shù)粉塵由多粒細(xì)微顆粒粘連組成,粉塵粒徑約在6~10 μm,漂浮在空氣中,一部分在自身重力作用下落地,一部分在空氣漂浮過程中,干燥分裂成細(xì)微顆粒進(jìn)入大氣。

        水噴淋式雙軸排灰攪拌機(jī),加濕不均勻,存在部分散落的干粉煤灰粉塵。

        2 濕排灰系統(tǒng)的抑塵方法和抑塵難點(diǎn)

        2.1 目前采用的抑塵方法

        目前電站和工業(yè)鍋爐通常采用的排灰方式,一般均為無(wú)除塵水噴淋式雙軸攪拌排灰方式,絕大多數(shù)企業(yè)濕排灰系統(tǒng),未設(shè)有除塵裝置,采用的抑控塵方法極為有限,主要有以下幾種:

        1)加大噴淋水量、減少粉煤灰加濕給料量、延長(zhǎng)攪拌時(shí)間,此種方式抑控?fù)P塵效果不明顯。此方法不能有效地抑制水蒸汽中夾帶的粉煤灰揚(yáng)塵微粒,濕排灰含水量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))上限一般為30%,超過30%以上時(shí)將會(huì)影響排灰車輛的正常裝卸和行駛,達(dá)到40%以上時(shí)會(huì)造成自卸車無(wú)法卸車和在行駛中濕排灰形成泥漿狀,滴落在公路上形成新的污染源。

        2)采用目前通用的丙綸或其他拒水防油材質(zhì)的布袋除塵器過濾除塵,這類除塵布袋多采用丙綸針刺氈式工藝,絲織間隙多層緊密,濾袋一旦受潮或結(jié)露,用于通風(fēng)的絲織間隙將被浸濕的細(xì)小粉煤灰顆粒堵塞,并逐步嚴(yán)重,約在運(yùn)行4 h后,在不間斷的反吹條件下,除塵布袋被水蒸汽的凝結(jié)水和粉煤灰微粒形成的糊狀物體堵塞,氣體無(wú)法從布袋的絲織間隙通過,除塵系統(tǒng)無(wú)法正常工作。

        3)采用通風(fēng)機(jī)除塵,沒有從根本上解決粉煤灰揚(yáng)塵污染,只是把汽水和灰塵混合物,排向大氣,加劇了環(huán)境污染程度[2-3]。

        2.2 抑塵難點(diǎn)

        在燃煤電廠及工業(yè)鍋爐濕排灰過程中,由于粉煤灰在灰?guī)熘凶陨頃?huì)具備一定的溫度,在排灰攪拌機(jī)與水混合時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸汽、與粉煤灰細(xì)微顆粒組成的混合氣體,在濕排灰下落過程中釋放,并與濕排灰下落過程中發(fā)生撞擊,以及空氣流動(dòng)產(chǎn)生的粉煤灰汽水和氣體匯合,形成翻卷的氣浪,并迅速上揚(yáng),同時(shí)在氣體流動(dòng)過程中產(chǎn)生大量凝結(jié)水,使混合氣體中的粉塵難以分離控制。

        3 燃煤電廠及大型工業(yè)鍋爐濕排灰口抑塵工藝及裝置

        3.1 工藝及裝置

        1)采用雙環(huán)吸式,進(jìn)風(fēng)擋板可調(diào)節(jié)除塵集流器設(shè)計(jì);內(nèi)襯聚乙烯成型襯板,解決高溫汽水揚(yáng)塵混合氣體上升、擴(kuò)散和集流器內(nèi)壁積塵問題。

        2)采用的除塵器內(nèi)部全襯聚乙烯薄板工藝,解決濕粉煤灰內(nèi)壁積灰結(jié)塊問題。

        3)采用溫度、風(fēng)速、多級(jí)分離等方法,解決目前使用的丙綸除塵布袋遇水蒸汽結(jié)露,除塵布袋易被灰水混合物體堵塞,反吹無(wú)效,導(dǎo)致除塵器無(wú)法工作的難題。

        經(jīng)多次試驗(yàn)證明,本除塵裝置可有效地解決工業(yè)生產(chǎn)過程中,產(chǎn)生的汽、水、灰混合氣體粉塵分離除塵的難題。

        3.2 本除塵裝置采用三級(jí)除塵

        一級(jí)為旋風(fēng)筒式除塵原理:除塵器內(nèi)壁及外壁全襯聚乙烯板。

        由于聚乙烯板具有良好的防水蒸汽性,化學(xué)穩(wěn)定性和抗黏附性,水蒸汽和濕揚(yáng)塵進(jìn)入旋風(fēng)除塵器后,由于流動(dòng)會(huì)使氣體溫度迅速降低,部分水蒸汽凝結(jié)成細(xì)小水滴,在氣體運(yùn)動(dòng)的過程中,受除塵器離心力的作用,在風(fēng)筒內(nèi)壁上形成一層不規(guī)則的水珠,混合氣體中的粉煤灰揚(yáng)塵,也將在風(fēng)筒內(nèi)離心力的作用下,向風(fēng)筒內(nèi)壁積聚,形成粉煤灰和水的融合體,在重力的作用下,自行脫落在灰斗內(nèi),實(shí)現(xiàn)一級(jí)除塵,并較好地解決了除塵器內(nèi)外壁積灰問題。

        二級(jí)為導(dǎo)流板吸附式除塵原理:導(dǎo)流板的材質(zhì)仍為聚乙烯材質(zhì),導(dǎo)流板在一次除塵后的氣體通過時(shí),使水蒸汽、細(xì)小水滴、顆粒狀粉煤灰揚(yáng)塵在傾角為45°~55°導(dǎo)流葉片上碰撞、聚集、吸附,并在重力的作用下,自行脫落在灰斗內(nèi),實(shí)現(xiàn)二級(jí)除塵。

        三級(jí)為優(yōu)質(zhì)布袋除塵原理:經(jīng)過二級(jí)除塵的汽、水、灰混合氣體,在經(jīng)過優(yōu)質(zhì)除塵布袋的過濾下,細(xì)小的粉煤灰顆粒將被吸附、聚集在過濾網(wǎng)外,并形成顆粒狀的粉煤灰體,通過定時(shí)反吹裝置,把聚集在除塵布袋上的粉煤灰的細(xì)小顆粒吹落在灰斗內(nèi),實(shí)現(xiàn)三級(jí)除塵。

        此方案可有效解決鍋爐濕排灰過程中,產(chǎn)生的高溫、濕黏性揚(yáng)塵汽體難以分離、普通除塵濾袋易堵塞的除塵難題。

        經(jīng)測(cè)試此除塵器效率可達(dá)99.9%以上,具有收集汽水粉塵混合氣體溫度高,除塵器布袋及內(nèi)壁不積灰,布袋造價(jià)低廉,便于制作,使用周期長(zhǎng),室外電加熱等特點(diǎn),可與各類燃煤電廠及工業(yè)鍋爐濕排灰設(shè)備除塵配套使用,是目前同行業(yè)及工業(yè)鍋爐濕排灰除塵設(shè)備較為先進(jìn)和理想的設(shè)計(jì)。

        4 燃煤電廠及大型工業(yè)鍋爐濕排灰口抑塵工藝及裝置實(shí)用性(見圖1)

        圖1 除塵器整體結(jié)構(gòu)示意圖

        可與所有的燃煤電站鍋爐和工業(yè)鍋爐的排灰系統(tǒng)相連,解決排灰口揚(yáng)塵污染問題。

        1)可作為燃煤電站鍋爐排灰系統(tǒng)的濕排灰除塵裝置,與雙軸排灰攪拌機(jī)相連,配套使用,除塵器內(nèi)產(chǎn)生的濕粉煤灰和凝結(jié)水定期排入攪拌機(jī)內(nèi),隨排灰一并排出。

        2)也可單獨(dú)作為濕排灰工作間的除塵設(shè)備使用,除塵器下部設(shè)儲(chǔ)灰罐,儲(chǔ)存灰塵及凝結(jié)水,定時(shí)清理及通過灰水泥漿泵排入排灰攪拌機(jī)后隨排灰一并排出。

        5 結(jié)語(yǔ)

        此系統(tǒng)與現(xiàn)有及正在使用的除塵技術(shù)相比,其特點(diǎn)為能有效解決排灰口揚(yáng)塵嚴(yán)重問題,實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)粉塵的有效控制和環(huán)保達(dá)標(biāo),推廣使用可有效的提高城市空氣質(zhì)量,減少粉塵對(duì)公眾和作業(yè)人員健康的影響。系統(tǒng)具備除塵效率高、維護(hù)成本低、運(yùn)行周期長(zhǎng)、使用廣泛的特點(diǎn)。

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