超净过滤式除尘器及其应用

超净过滤除尘器及其应用

摘要 :文章介绍了高温烟气超净过滤式除尘器的原理、特性及应用情况,该装置以陶瓷纤维过滤管为核心元件,可在高温条件下滤除烟气中的粉尘,是一种先进的节能减排环保实用技术。关键词 : 高温烟气 ;超净过滤 ;除尘器 ;优势

在垃圾焚烧、金属冶炼及生物质气化裂解等锅炉燃烧过程中,会产生大量的烟气,烟气中通常含有粉尘颗粒物。因此,需安装除尘过滤净化装置,通过除尘过滤净化装置使排出的烟气颗粒物达到相应的国家排放标准。

超净过滤式除尘器可满足高温条件下的烟气除尘净化需求,主要应用于高温烟气过滤领域,尤其是在垃圾焚烧炉、生物质气化裂解炉和先进煤化工等领域得到了广泛应用。

1 超净过滤式除尘器原理及其优势

高温烟气超净过滤式除尘器采用的是壁流式烟气

过滤模式,通过耐高温陶瓷纤维过滤管将烟气中的粉尘阻挡在过滤管表面,过滤后的洁净烟气通过引风机和风管进入下游装置。

除尘滤料是除尘器的核心,其性能直接决定了除尘器的除尘效果 [1]。超净过滤式除尘器的过滤元件为陶瓷纤维过滤管,安装于设备主气室内。含尘烟气从锅炉出来后通过烟道进入超净过滤式除尘器内,烟气均匀流入陶瓷纤维过滤管,烟气中的粉尘被挡在陶瓷纤维过滤管外面,粒径较大的粉尘在重力作用下自沉降,粒径较小的粉尘沉积在陶瓷纤维过滤管表面,经过纤维层后无尘气体从设备净气室排出。 陶瓷纤维过滤管除尘原理如图 1 所示。

超净过滤式除尘器及其应用

图 1 陶瓷纤维过滤管除尘原理

超净过滤式除尘器具有常规静电除尘或布袋除尘工艺所不具备的优势。该装置不受粉尘比电阻的影响, 同时耐高温,具体优势如下 :

  1. 除尘效率高,滤管表面覆膜孔径极小,可处理亚微米级的颗粒,使含尘气体排放浓度达到 5mg/m3,甚至更低。
  2. 附属设备少、投资省,技术要求没有电除尘器高。
  3. 收集含有爆炸危险或带有火花的含尘气体时安全性较高。
  4. 对粉尘的比电阻没有要求。
  5. 可在高温下工作,耐温可达 500℃。
  6. 耐腐蚀,对大部分化学品都有惰性。
  7. 过滤管表面覆膜光滑,粉尘不易黏着在其表

5500

中中国国环环保保产产业业

22002200 年年第第 1100 期期

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面,清灰更容易。

  1. 随着过滤风速的增加,系统阻力增加不明显,

可有效降低能耗。

  1. 滤筒使用寿命长,不易磨损,维护费用少。
  2. 超净过滤式除尘器随着使用时间的延长,阻力变化很小,能耗更低。
  3. 处理后的粉尘排放浓度优于国家有关排放标准,可满足后续更为严格的排放标准。
  4. 高温烟气在进入空预器前就完成了除尘,可使空预器换热更充分,避免了堵塞及腐蚀。
  5. 由于排出的是干性气体,管道及烟囱都不需要进行防腐处理,同时解决了烟囱冒白烟的现象。

2 超净过滤式除尘器工艺流程

超净过滤式除尘器是一款高温烟气过滤设备,是

高温烟气过滤技术的具体应用形式,其以陶瓷纤维过滤管为主要过滤元件,在系统设计及具体应用方面有别于传统除尘设备。

超净过滤式除尘器工艺流程为 :锅炉燃烧后的含尘烟气→烟道→超净过滤式除尘器→净烟气室→余热锅炉→出口烟道→烟囱→大气。

超净过滤式除尘器单独作为除尘设备时,其工作

应用领域

超净过滤式除尘器适用于高温烟气过滤领域,涉

及诸多行业,国内外已有数百个高温烟气超净过滤式除尘器投入使用,相关应用情况如表 1 所示。

表 1 高温烟气过滤技术应用概况 [2]

应用领域 应用领域
煤燃气煤化锅工炉生物质热气解化生物精质炼燃厂烧

低放射性与废热弃解物焚烧垃圾焚烧与热解

金冶属炼制工品艺生产

金属回玻收璃(工如业铝回收)

化学工业 如水钢催泥铁化工剂业生产和回收

( )

金属氧化物粉的体生、产原料和纳米粒子

研究表明 [2],利用高温烟气过滤技术可以提高产品质量、工艺效率和经济效益。如在煤气化工艺中, 采用高温烟气过滤技术代替湿法水洗工艺,可以提高3% 的工艺效率。在一些工艺中,需要较高的过滤温度以避免不良的凝结或液化反应导致的过滤器污染和阻塞。通过高温工艺的过滤后,可在后续工艺步骤中, 对无尘、高温气体进行再利用。

试验项目

    1. 锅炉主要参数

流程为 :锅炉出来的含尘烟气由烟道进入除尘设备,

含尘烟气通过陶瓷纤维过滤管时,由于滤管的筛滤、

锅炉型式 :单锅筒固定炉排锅炉 ;

拦截作用,烟气中大量的粉尘都被阻留在滤管外表面, 气体经滤管净化后排入到大气当中。除尘器运行一段时间后,要进行清灰,常用的清灰方式有箱式反吹风、脉冲行喷吹等。从滤管清除下来的粉尘经灰斗统一收集后排到指定灰仓。超净过滤式除尘器如图 2 所示。

超净过滤式除尘器及其应用

图 2 超净过滤式除尘器

额定蒸发量 :170t/h ;

额定蒸汽压力 :10.5MPa ;额定蒸汽温度 :525 ℃ ; 给水温度 :165℃;

排烟温度 :350 ℃ ;

数量 :1 台。

    1. 锅炉总体布置

试验锅炉为单锅筒、膜式水冷壁、自然循环、平衡通风的高压锅炉。锅炉本体为Ⅱ型布置,在炉膛底部布置了固定炉排。水平烟道装设了两级对流过热器。尾部采用光管省煤器及管式空气预热器,双级交叉布置。炉膛及水平烟道采用全悬吊结构,尾部受热面采用钢架支撑结构。为使锅炉烟气达到国家环保排放标准,项目选用超净过滤式除尘器,其核心部件由陶瓷纤维过滤管组成,能够有效去除烟气中的粉尘物质。

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锅炉整体为半露天布置,抗地震烈度为 6 度。

    1. 主要辅助设备选型

主要辅助设备清单如表 2 所示。

式除尘器具有优异的粉尘拦截能力,除尘效率达 99%

以上。

6 结 语

设备名称

表 2 主要辅助设备清单

随着经济的快速发展,我国对工业烟气治理的要

鼓风机 Q =

型号及参数

138 000m3/h,P =

6630Pa

单位 数量

台 2

求日益提高。目前,烟气除尘设备难以在高温条件下

二 次 风 机 Q = 69 000m3/h,P = 4300Pa 台 2 喷 渣 风 机 Q = 25 000m3/h,P = 4300Pa 台 2 引 风 机 Q = 250 000m3/h,P = 6000Pa 台 2

超净过滤式除尘器 Q = 460 000m3/h,除尘效率 >99.9% 台 1

烟囱 H = 80m,Φ = 3000mm 座 1

工作,通常需要采取降温措施,但是烟气降温不仅浪费热能,增加治理成本,而且对于特殊净化工艺,还需要进行烟气的二次升温,进一步增加了烟气治理成本。超净过滤式除尘器可以实现高温条件下的烟气净化,可以满足烟气的高温治理需要。

超净过滤式除尘器是一款高温烟气过滤技术设

术 超净过滤式除尘器是目前较为先进的除尘过滤技

备,以陶瓷纤维过滤管为主要过滤元件,采用单花板设计,通过陶瓷纤维垫片和法兰,使滤管紧密安装在花板上。系统设计有脉冲喷吹系统,对吸附在陶瓷纤维过滤管上的粉饼层进行脉冲喷吹,可清除滤管表面粉尘,保证烟气过滤性能。

5 超净过滤式除尘器应用效果

试验项目针对生物质电厂的 170t/h 单锅筒高压锅

炉烟气进行净化处理,除尘方式采用超净过滤式除尘工艺,在一个过滤单元内去除粉尘等有害颗粒物。当烟气通过耐高温陶瓷纤维过滤管时,由于滤管的筛滤、拦截作用,将粉尘阻挡在滤管外表面,粉尘通过特殊喷吹清扫工艺进入灰斗中。试验结果表明,超净过滤

,对我国工业烟气净化技术的升级和进一步发展具有重要的作用。随着国家环保排放标准的日益提高, 超净过滤式除尘技术在我国工业锅炉烟气治理方面已经开始普及。超净过滤式除尘器以其独特的性能和优势,将成为工业锅炉配套烟气治理中不可或缺的一部分,具有较高的环境效益和社会效益。

超净过滤式除尘器及其应用 参考文献 :

  1. 陈昌江,陆振乾,杨加左 . 耐高温除尘滤料的研究进展 [J]. 纺织科技进展,2019(1):1-3,21.
  2. Heidenreich S. Hot gas filtration – A review[J], Fuel, 2013, 104(2): 83-94.

Ultra-clean Filter Deduster and Its Application

LIN He, SHEN Zhong-hua, XIE Jian-long

(Fujian Longking Kerui Environmental Protection Co., Ltd, Longyan Fujian 364000, China)

Abstract: This paper introduced the principle, characteristics and application of ultra-clean filter deduster for high-temperature flue gas. By using ceramic fiber filter candles as its core element, the device can filter out the dust in flue gas under high temperature condition. It is an advanced practical technology with the features of energy conservation, emission reduction and environmental protection. Key words: high-temperature flue gas; ultra-clean filtration; deduster; advantage

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