分析半干法脫硫配套布袋除塵器的特殊要求

劉小娜

摘 要：在脫硫工藝當中，半干法脫硫是當今燃煤電廠常用的技術之一，在實際使用中對布袋除塵器有著特殊要求，與常規的布袋除塵器有著一定的差異性，包括濾料選擇、過濾速率、氣流分布、旁路系統等等，這就需要進一步加強研究，提高半干法脫硫效率。基于此，本文首先對半干法脫硫特點進行分析，進而提出半干法脫硫配套布袋除塵器的特殊要求，最后提出半干法脫硫中注意事項。

關鍵詞：半干法脫硫；布袋除塵器；特點；特殊要求

中圖分類號：X701.2 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）21-0005-02

隨著我國社會經濟不斷發展，當今社會生產和人們生活對電能的需求量越來越大，電廠也在不斷提高發電規模。但是對于大型燃煤電廠來說，必須要做好脫硫工作，這樣不僅可以減少資源浪費，同時也可以降低環境污染。當今常見的脫硫技術主要有濕法和半干法兩種。其中，濕法脫硫雖然效率更高，但是資金投入量大、所需設備多、占地面積大、系統復雜；半干法系統相比濕法系統更加簡單、占地面積少、投資少、污染物“零”排放等特點，因此是脫硫的主流方法。布袋除塵器由于具有濾料的特性，因此和半干法脫硫中的高濕度、高濃度粉塵存在著一定矛盾，這就需要將半干法脫硫配套布袋除塵器展開進一步優化設計，確保半干法的脫硫效率。

1 半干法脫硫和布袋除塵器的特性

1.1布袋除塵器特性

布袋除塵器的箱體主要分為上、中、下三個箱體，此外，還包括過濾系統、氣源系統、導流系統、清灰系統等，內部結構也相對復雜。其主要的特點包括：

（1）布袋除塵器的除塵效率高，還可以有效捕捉一些細粉，粉塵收集率能夠達到99.8%以上，效果非常好。

（2）適應性較強，布袋除塵器可以處理各個類型的顆粒物，例如可以清理電除塵器無法去除的電阻粉塵。

（3）操作性好，如果在收集粉塵中檢測到入口氣體中的粉塵濃度較高時，也不會對除塵效率產生影響。

（4）在空氣流速不穩定的情況下，布袋除塵器的運行效率也可以保持穩定。

1.2 半干法脫落的特性

半干法脫落技術可以分為多種，當今主流的工藝方法為CFB-FGD，RCFB-FGD，NID三種。但是無論是哪種脫硫工藝，其脫硫塔出口的粉塵濃度都要維持在800-1000mg/m3左右[1]。煙氣含濕量較大，特別是在垃圾焚燒爐的煙氣，含濕量可以達到10%以上，并且煙氣溫度相對較低，高于露點的～15℃。

2 半干法脫硫配套布袋除塵器的特殊要求

2.1 濾料方面

在濾料選擇當中，需要從耐腐蝕、耐高溫、強度、耐水解、造價等因素出發，綜合挑選物料。其中，在燃煤鍋爐以及流化床焚燒爐當中首選pps濾料，這時因為pps的綜合耐性非常強，同時在實際應用中更加穩定、阻燃性較強，材料的物理性能也可以滿足實際要求（耐抗折、耐磨、耐拉）。但是pps也有不足之處，例如抗氧化性不強，如果燃燒環境中的氧氣量較大，則會加速氧化反應。并且煙氣含氧量與工作溫度成反比，在含氧量在8%左右時，工作溫度165℃以下，待到含氧量在10%左右時，溫度會下降到160℃以下。并且對瞬時高溫也有一定的要求，如果溫度達到了190℃，則運行時間不得超過10min，全年的運行溫度不得超過半小時。

由于半干法脫硫出口粉塵含量高清灰頻次高，且粉塵有一定氧化性，故為了可以提升濾料的使用性能，基布采用PTFE基布，對面層根據項目情況進行優化處理，通常是采用防油防水+PTFE浸漬[2]。具體情況主要是按照煙氣特性決定，如果對煙氣的排放濃度要求較高，則要采用超細纖維；對超低排放的項目需要采用覆膜濾料。

2.2 過濾風速方面

常規的布袋除塵器過濾過濾風速標準為1m/min，但是在半干法工藝使用當中，由于煙氣當中會含有大量粉塵，并且粉塵的黏度大、濕度高，這就需要增加過濾面積，否則無法達到理想的過濾效果。采用半干法布袋除塵器的除塵效果可以達到99.99%以上。要求布袋除塵器的內部阻力在1500Pa以內，同時控制清灰頻率，如果頻率過高會影響布袋除塵器的使用壽命。機。所以正常運行的布袋除塵器過濾風速維持到0.75-0.85m/min范圍內即可，不需要全功率運行。對超低排放項目，正常運行布袋除塵器過濾風速維持到0.65m/min左右。

2.3 氣流分布裝置

在布袋除塵器中布風十分重要。由于布袋除塵器分為多個室，每個室的進風均勻性和除塵效果有直接聯系。如果沒有設置布風裝置，則靠近尾部的布袋室超負荷運行，不同室內的壓差會增大，清灰會變得非常頻繁，尾部的灰量非常大。

這就需要采用進風、導流技術，保證進口風速的合理性，從而延長各個布袋室的使用壽命。每個除塵室當中都要設置進口分配系統，合理布置濾袋之間的距離，加強上升氣流的控制，這樣可以讓除塵器當中的粉塵均勻的進入到每個布袋室中，減少了濾袋之間的摩擦系數，這樣可以延長濾袋使用壽命。

2.4 合理設計沉降室

在布袋除塵器中進口位置，由于此位置的粉塵濃度最高，通常能夠達到800mg/m3以上，為了能夠加強除塵效果，需要在粉塵進口位置上增設一個預除塵裝置，包括電除塵、機械除塵等，建議機械除塵。還可以對布袋除塵器內部結構進行優化[3]，保證除塵效率，在實際操作當中，可以適當的提高箱體高度，這樣煙氣在進入到布袋時可以有上升的緩存空間，上升過程中會受到重力因素的影響降低流速，再加上機械作用可以實現降灰的目的，這樣即可起到預除塵的作用，避免濾袋過載運行，延長了濾袋的使用壽命，同時也可以強化預除塵性能，更加節省所占空間。

進風區所采用的氣流分配系統可以實現多個功能，如果下降大顆粒粉塵、含塵氣體導流與勻流等。在通過導流系統時，此時的流向風速會突然降低，粉塵會突然下降并進入到灰斗當中，剩余的粉塵也會在導流引導下進入到箱體過濾系統。在對布袋除塵器進行優化設計中可以采用該方法，擴大布袋室容積，從而增加粉塵的停留時間，除塵效果更好。也可以設置導流碰撞板，這樣可以進一步加強沉降率，讓預除塵效果大大提高，通常可以達到65%以上。

2.5 灰斗要求

由于半干法會出現很多的粉塵，這就對灰斗提出了特殊要求，通常是采用大船型灰斗，這樣可以確保出灰的連續，并在灰斗下部設置空氣斜槽，灰塵會經過風機鼓入流化風，這樣即可在流化風的推動下，空氣斜槽會以一定角度進行機械出灰，可以有效降低運行故障。

2.6 旁路系統

大部分布袋除塵器都是采用內部旁路的方法，可以開關旁通閥來引導煙氣的走向。如果在運行當中產生了爆管問題（可能爆管的設備有：再熱器、水冷壁、過熱器、省煤器），會直接降低煙氣溫度，出口一側的煙氣溫度上升，另一側溫度降低，這樣就形成了溫度差（氣壓差），導致煙氣含水量持續增加，這時即可將旁路系統打開，保護濾袋，鍋爐也可以正常運行。旁路系統必須要保證密封性符合要求，如果在運行中出現了泄漏問題[4]，會直接影響凈煙氣的排放濃度，甚至出現濃度超標等情況。通常可以采用以下兩個方法保障旁路系統可靠性：

（1）閥體結構與密封材料。由于旁通閥的結構特點會直接影響最終泄露量，通常可以采用雙層閥門結構，中間設置一個隔斷，這樣即可隔絕塵氣室、凈氣室，避免出現泄露問題。在密封材料層面上，需要采用耐高溫的硅橡膠密封條，該材料在高溫環境下使用壽命長，可以極大的降低泄露幾率。

（2）控制方式。針對空壓機故障、停電、壓縮空氣低等情況時，可以安裝一個空氣壓力傳感器，如果出現了泄露問題會產生壓差并報警，在儲氣罐壓力在0.2MPa時進行聲光報警。旁通閥設計需要配備專門的儲氣罐，在出現了低壓報警問題時可以自動打開旁通閥，即使專用儲氣罐出現了泄露問題，也可以保證30min之內不產生壓力差。

3 半干法脫硫工藝實施中的注意事項

3.1 控制噴水量

噴水量直接關乎著脫硫效率，同時對布袋除塵器的運行安全也起到了決定性作用。噴水過程中需要確保水分到達脫硫塔出口前全部蒸發，并保證在脫落過程中傾斜15°的情況下進行[5]。在脫硫塔內，可以采用近絕熱飽和溫度（下文簡稱“飽和溫度”）控制水量。如果煙氣飽和溫度在15°以下，則塔內的煙氣濕度勢必增加，如果溫度下降到漏點溫度時，則煙氣中的水分會凝結析出。如果噴水量無法保持穩定，則會增加煙氣露點，飽和溫度和處在動態變化過程，所以依然要調整水量。

如果僅在脫硫塔出口部位安裝露點儀，因為此部位的煙氣濃度最高，所以難以測定內部具體的噴水量。因此可以在脫硫塔入口部位設置煙氣、溫度、濕度傳感器采集數據，在脫硫塔入口或布袋除塵器后安裝露點儀，這樣即可計算出總噴水量，從而控制煙氣含濕量以及露點，保證布袋除塵器的使用安全。

3.2 噴水嘴設計與選型

在噴嘴設計當中，要考慮液滴在蒸發干燥前接觸到壁面和塔內構件時，是否會造成結垢、黏壁等情況。所以，對于筒體直徑較小的脫硫塔，需要嚴格控制霧化角度和噴射距離。再者，想要達到良好的霧化效果，液滴粒徑要控制在50μm左右，這樣更有利于蒸發。如果所選用的噴嘴壓力較低，如在1.5MPa左右，則可以設置雙流體噴嘴，這樣即可達到更好的霧化效果，并且也更有利于后期的清潔維護工作。

4 結語

綜上所述，為了能夠保障半干法脫硫效率，需要采用與之配套的布袋除塵器，這是因為半干法脫硫的高溫、高粉塵、高濕度等特性，因此對布袋除塵器也提出了特殊要求。需要重點考慮布袋除塵器的灰斗、沉降室、濾料、過濾風速、旁路系統等環節，并對脫硫塔進行優化，這樣才能夠實現較為理想的脫硫效果。

參考文獻

[1]林煒，許明海.半干法脫硫配套布袋除塵器的特殊要求[J].環境工程，2011，29（1）：121-122.

[2]童莉，韓毅，趙旭東.與袋式除塵器配套的半干法煙氣脫硫技術及應用[J].中外能源，2010，15（5）：99-102.

[3]李文勇，王少權，張永，等.循環半干法脫硫中電袋除塵器改造的分析應用[J].有色冶金設計與研究，2012，33（2）：21-23.

[4]范志剛，范忠祥，朱金海.一種布袋除塵的半干法脫硫除塵裝置，CN202823149U[P].2013，21（2）：13-14.

[5]宋承顥.一種半干法脫硫除塵工藝及設備，CN103816795A[P].2014，11（6）：27-28.