电袋除尘器在投运后的1年内一般都能保持较高的除尘效率,但随着使用时间的增长,很多电袋除尘器的除尘效率明显下降,有的在布袋使用寿命的中期就已不能满足环保要求的除尘效率,这主要是由于布袋的失效造成粉尘排放的增加。
纯布袋除尘器和电袋除尘器布袋失效的外在表现和内在原因不同:布袋除尘器布袋的失效大多表现为布袋局部破损,主要原因是物理磨损和冲击;而电袋除尘器布袋的失效则表现为布袋整体或大面积的强力降低,布袋纤维断裂,其主要原因是化学腐蚀。
电袋除尘器布袋的化学腐蚀缘于“前电后袋”的特殊结构,烟气在通过前级电除尘区时,在高压静电场的作用下,部分O2瞬间分解为O,O又迅速与O2结合生成O3,O3化学性质活泼,具有极强的氧化性,当O3进入聚苯硫醚(PPS)滤袋后,滤袋很容易被氧化,造成布袋纤维的强度下降,布袋纤维在烟气的冲刷下断裂,过滤性能随之降低。
同时,O3容易与烟气中的NO和SO2反应,分别生成强氧化剂NO2和SO3,可使PPS滤袋氧化失效。还需注意的是,当烟气中SO3含量增加后,烟气的露点温度也随之升高,原先没有结露的烟气可能会产生酸结露,SO3与水雾结合生成H2SO4,PPS滤袋不耐H2SO4等强氧化性酸的腐蚀。
因此,在上述各种成分的共同作用下,电袋除尘器滤袋的失效通常表现为大面积失效。为防止布袋失效,可采用多种方法进行处理。首先,在设计时,除尘器电场区和布袋区之间的均风板位置应定位合适:布置过近,进入布袋区的烟气中O3含量较高,易使布袋被氧化失效;布置过远,由于O3十分活泼,O3在流动的过程中会消失大部分。
其次,在布袋的选型上应选用抗氧化性较强的材料。燃煤电厂布袋除尘器通常采用PPS滤料,PPS是一种性价比很高且具有良好物理和化学性能的滤料,但其抗氧化性较弱,不能简单地将PPS滤袋直接应用到电袋除尘器上,而应采用聚四氟乙烯(PTFE)滤料或PTFE基布+PPS复合滤料作为电袋除尘器的滤袋。
第三,除尘器在运行时,前级电场应降电压运行,使电场区的除尘效率保持在50%左右,这样可大量减少O3和其他氧化性气体的产生,从而使布袋免受氧化腐蚀,延长使用寿命。第四,由于O3和SO2反应生成SO3,使烟气露点温度升高,当烟气温度低于露点温度时,产生H2SO4酸雾,腐蚀布袋,运行中应注意监测烟气温度,避免布袋被H2SO4腐蚀。
此外,设计时应合理布置布袋,均衡气流,避免局部气流速度过高。2.3技术特性比较旋转极板电除尘器与电袋除尘器技术特性比较见表2。
表2技术特性比较
3经济性分析
以1台新建600MW机组配套的烟气除尘设备为例,在满足99.9%以上除尘效率和不大于30mg/m3排放质量浓度条件下,旋转极板电除尘器和电袋除尘器的设备投资费用和运行成本见表3。
表3设备投资费用比较 万元
4结论
(1)旋转极板电除尘器和电袋除尘器是适应GB13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》要求的2种高效除尘器,可满足不大于30mg/m3的排放要求。
(2)旋转极板电除尘器和电袋除尘器的技术特性不同,适应的工况不同,电厂应结合自身的实际情况选择最适应的除尘方案。
(3)对于要求排放质量浓度20mg/m3以下的重点地区宜采用电袋除尘器。
(4)在同种条件下,电袋除尘器与旋转极板电除尘器相比,投资费用高约5%,年运行费用高约70%。
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