燃煤電廠(chǎng)鍋爐煙氣凈化用除塵過(guò)濾材料的試驗(yàn)研究.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)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(jī)容量已達(dá)到4．4億千瓦，其中燃煤火力發(fā)電廠(chǎng)占到75﹪左右，燃煤過(guò)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。火電廠(chǎng)大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13223-2003)中規(guī)定：新建燃煤電廠(chǎng)鍋爐從2005年開(kāi)始、原有燃煤電廠(chǎng)鍋爐在2010年以前，煙塵最高允許排放濃度為50mg/m<'3>。同時(shí)由于排放總量的限制，許多城市嚴(yán)格要求煙塵最高允許排放濃度達(dá)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(guò)濾材料(以下簡(jiǎn)稱(chēng)濾料)，由于技術(shù)不過(guò)關(guān)，造成了上世紀(jì)80年代使用袋式除塵器受挫。袋式除塵器在燃煤電廠(chǎng)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(lái)滿(mǎn)足新的排放標(biāo)準(zhǔn)則具有一定的技術(shù)難度和經(jīng)濟(jì)壓力，尤其是城市電廠(chǎng)。 國(guó)外20多年來(lái)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和近年來(lái)國(guó)內(nèi)引進(jìn)技術(shù)在工程實(shí)施的結(jié)果表明，袋式除塵器可以達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的要求。但是布袋濾料依靠進(jìn)

3、口，價(jià)格昂貴，加之燃煤成分、鍋爐設(shè)備、運(yùn)行管理?xiàng)l件的差異進(jìn)一步造成排放煙氣成分更加復(fù)雜，使得布袋濾料成為國(guó)內(nèi)推廣使用袋式除塵器的瓶頸。 本課題主要是針對(duì)國(guó)電集團(tuán)公司天津市第一熱電廠(chǎng)13號(hào)爐的三電場(chǎng)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(mǎn)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(diǎn)在于，把原來(lái)主要用于燃用低硫煤電廠(chǎng)鍋爐袋式除塵技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)充到燃用高硫煤上，對(duì)濾料的技術(shù)要求進(jìn)一步提高。 針對(duì)工程

4、需求，本課題重點(diǎn)改進(jìn)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(xì)纖維層、逐層逐漸采用更粗纖維層的梯度結(jié)構(gòu)；過(guò)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(duì)制成的針刺濾料進(jìn)行整體PTFE浸漬處理，給使用纖維的表層黏附PTFE膜，尤其是對(duì)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(jiǎn)稱(chēng)HBT梯度濾料)。 采用電鏡掃描的手段，觀(guān)察了HBT梯度濾料的組

5、織結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析。該濾料的特點(diǎn)在于表層采用超細(xì)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(zhǎng)期以來(lái)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(zhǎng)期使用造成濾料后期阻力上升的問(wèn)題。由于采用超細(xì)纖維面層，吸取了覆膜濾料表面過(guò)濾優(yōu)點(diǎn)，形成更具耐用性的表層過(guò)濾技術(shù)特色。 參照國(guó)內(nèi)外濾料過(guò)濾性能測(cè)試的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了濾料過(guò)濾性能冷態(tài)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，配套Grimm環(huán)境塵粒監(jiān)測(cè)儀等儀器。不僅能夠測(cè)試濾

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

7、濾濾料(覆膜濾料)、表層過(guò)濾濾料(梯度濾料)、深層過(guò)濾濾料(常規(guī)濾料)；對(duì)環(huán)境空氣的過(guò)濾阻力由低到高依次為：深層過(guò)濾濾料、表層過(guò)濾濾料、表面過(guò)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(jìn)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(shí)，反向氣流的作用特性，對(duì)濾料反向的過(guò)濾性能進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明，大多數(shù)濾料正向的過(guò)濾效率要大于濾料反向的過(guò)濾效率；梯度濾料和

8、覆膜濾料正反向的過(guò)濾效率略有差異，但其反向的過(guò)濾效率依然高于P84等常規(guī)濾料。天津第一熱電廠(chǎng)13號(hào)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(yán)重超標(biāo)。改造設(shè)計(jì)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(jì)過(guò)濾風(fēng)速為0．96m/min，采用HBT梯度濾料制作濾袋，凈過(guò)濾面積為6900m<'2>。通過(guò)3個(gè)月的連續(xù)使用后，經(jīng)天津市環(huán)境