燃煤電廠鍋爐煙氣凈化用除塵過濾材料的試驗研究.pdf

1、近年來，我國電力工業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，截至2004年底，電力發(fā)電裝機容量已達到4．4億千瓦，其中燃煤火力發(fā)電廠占到75﹪左右，燃煤過程產(chǎn)生的飛灰顆粒污染物是環(huán)境空氣污染的主要因子之一?；痣姀S大氣污染排放標(biāo)準(GB13223-2003)中規(guī)定：新建燃煤電廠鍋爐從2005年開始、原有燃煤電廠鍋爐在2010年以前，煙塵最高允許排放濃度為50mg/m<'3>。同時由于排放總量的限制，許多城市嚴格要求煙塵最高允許排放濃度達到30mg/m<'3>以下。

2、 袋式除塵器的關(guān)鍵技術(shù)之一是布袋過濾材料(以下簡稱濾料)，由于技術(shù)不過關(guān)，造成了上世紀80年代使用袋式除塵器受挫。袋式除塵器在燃煤電廠鍋爐控制煙塵排放中的應(yīng)用整整停滯了近20年，形成了靜電除塵器一統(tǒng)天下的局面。但是，目前若繼續(xù)采用靜電除塵器來滿足新的排放標(biāo)準則具有一定的技術(shù)難度和經(jīng)濟壓力，尤其是城市電廠。 國外20多年來的應(yīng)用經(jīng)驗和近年來國內(nèi)引進技術(shù)在工程實施的結(jié)果表明，袋式除塵器可以達到新標(biāo)準的要求。但是布袋濾料依靠進

3、口，價格昂貴，加之燃煤成分、鍋爐設(shè)備、運行管理條件的差異進一步造成排放煙氣成分更加復(fù)雜，使得布袋濾料成為國內(nèi)推廣使用袋式除塵器的瓶頸。 本課題主要是針對國電集團公司天津市第一熱電廠13號爐的三電場靜電除塵器改為袋式除塵器工程，它要求煙塵的排放濃度滿足低于30mg/m<'3>的天津市地方環(huán)保要求。該課題技術(shù)難點在于，把原來主要用于燃用低硫煤電廠鍋爐袋式除塵技術(shù)進一步擴充到燃用高硫煤上，對濾料的技術(shù)要求進一步提高。 針對工程

4、需求，本課題重點改進了針刺濾料結(jié)構(gòu)、材料組成和后整理措施，即采用具有表面超細纖維層、逐層逐漸采用更粗纖維層的梯度結(jié)構(gòu)；過濾層主要采用PTFE與PPS復(fù)合纖維，采用PTFE與適量玻璃纖維做底層，采用PTFE與玻璃纖維混合基布；對制成的針刺濾料進行整體PTFE浸漬處理，給使用纖維的表層黏附PTFE膜，尤其是對非PTFE纖維防腐耐溫拒水意義重大，命名為華博特梯度濾料(簡稱HBT梯度濾料)。 采用電鏡掃描的手段，觀察了HBT梯度濾料的組

5、織結(jié)構(gòu)，進行了結(jié)構(gòu)分析。該濾料的特點在于表層采用超細纖維層，濾料結(jié)構(gòu)形成的流體通道呈現(xiàn)為前窄后寬。這種構(gòu)造改變了長期以來采用單一尺度單一品種纖維制作的具有“等寬”流體通道的常規(guī)濾料結(jié)構(gòu)，減緩因長期使用造成濾料后期阻力上升的問題。由于采用超細纖維面層，吸取了覆膜濾料表面過濾優(yōu)點，形成更具耐用性的表層過濾技術(shù)特色。 參照國內(nèi)外濾料過濾性能測試的相關(guān)標(biāo)準，設(shè)計了濾料過濾性能冷態(tài)實驗臺，配套Grimm環(huán)境塵粒監(jiān)測儀等儀器。不僅能夠測試濾

6、料對環(huán)境氣溶膠中PM10、PM2．5、PM1.0的過濾效率，還可以測試濾料對PM10粒子分級過濾效率的測試(粒徑范圍為0～10μm，分級13檔，最低尺度為0．3μm)。由于采用環(huán)境氣溶膠對清潔濾料進行過濾性能測試，不同濾料過濾效率差距明顯，并可以實現(xiàn)快速測試。 對三類不同過濾模式(表面過濾、表層過濾和深層過濾)的13種高溫?zé)煔獬龎m濾料進行了冷態(tài)過濾性能測試，測試結(jié)果表明：濾料在清潔狀態(tài)下對環(huán)境氣溶膠過濾效率由高到低依次為：表面過

7、濾濾料(覆膜濾料)、表層過濾濾料(梯度濾料)、深層過濾濾料(常規(guī)濾料)；對環(huán)境空氣的過濾阻力由低到高依次為：深層過濾濾料、表層過濾濾料、表面過濾濾料。提出的HBT梯度濾料性能既接近覆膜濾料的高效、又接近P84濾料的低阻，加之進行防腐耐溫后整理，作為篩選后的品種可用于高硫煤煙氣袋式除塵中。 為了解濾料在清灰時，反向氣流的作用特性，對濾料反向的過濾性能進行了測試。結(jié)果表明，大多數(shù)濾料正向的過濾效率要大于濾料反向的過濾效率；梯度濾料和

8、覆膜濾料正反向的過濾效率略有差異，但其反向的過濾效率依然高于P84等常規(guī)濾料。天津第一熱電廠13號鍋爐容量為220T/h，改造前靜電除塵器后煙塵排放濃度444．56mg/Nm<'3>，嚴重超標(biāo)。改造設(shè)計參數(shù)：處理煙氣量400000m<'3>/h，煙氣溫度150℃，煙氣含硫量4530mg/m<'3>，袋式除塵器設(shè)計過濾風(fēng)速為0．96m/min，采用HBT梯度濾料制作濾袋，凈過濾面積為6900m<'2>。通過3個月的連續(xù)使用后，經(jīng)天津市環(huán)境