分析半干法脱硫配套布袋除尘器的特殊要求

刘小娜

摘 要：在脱硫工艺当中，半干法脱硫是当今燃煤电厂常用的技术之一，在实际使用中对布袋除尘器有着特殊要求，与常规的布袋除尘器有着一定的差异性，包括滤料选择、过滤速率、气流分布、旁路系统等等，这就需要进一步加强研究，提高半干法脱硫效率。基于此，本文首先对半干法脱硫特点进行分析，进而提出半干法脱硫配套布袋除尘器的特殊要求，最后提出半干法脱硫中注意事项。

关键词：半干法脱硫；布袋除尘器；特点；特殊要求

中图分类号：X701.2 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）21-0005-02

随着我国社会经济不断发展，当今社会生产和人们生活对电能的需求量越來越大，电厂也在不断提高发电规模。但是对于大型燃煤电厂来说，必须要做好脱硫工作，这样不仅可以减少资源浪费，同时也可以降低环境污染。当今常见的脱硫技术主要有湿法和半干法两种。其中，湿法脱硫虽然效率更高，但是资金投入量大、所需设备多、占地面积大、系统复杂；半干法系统相比湿法系统更加简单、占地面积少、投资少、污染物“零”排放等特点，因此是脱硫的主流方法。布袋除尘器由于具有滤料的特性，因此和半干法脱硫中的高湿度、高浓度粉尘存在着一定矛盾，这就需要将半干法脱硫配套布袋除尘器展开进一步优化设计，确保半干法的脱硫效率。

1 半干法脱硫和布袋除尘器的特性

1.1布袋除尘器特性

布袋除尘器的箱体主要分为上、中、下三个箱体，此外，还包括过滤系统、气源系统、导流系统、清灰系统等，内部结构也相对复杂。其主要的特点包括：

（1）布袋除尘器的除尘效率高，还可以有效捕捉一些细粉，粉尘收集率能够达到99.8%以上，效果非常好。

（2）适应性较强，布袋除尘器可以处理各个类型的颗粒物，例如可以清理电除尘器无法去除的电阻粉尘。

（3）操作性好，如果在收集粉尘中检测到入口气体中的粉尘浓度较高时，也不会对除尘效率产生影响。

（4）在空气流速不稳定的情况下，布袋除尘器的运行效率也可以保持稳定。

1.2 半干法脱落的特性

半干法脱落技术可以分为多种，当今主流的工艺方法为CFB-FGD，RCFB-FGD，NID三种。但是无论是哪种脱硫工艺，其脱硫塔出口的粉尘浓度都要维持在800-1000mg/m3左右[1]。烟气含湿量较大，特别是在垃圾焚烧炉的烟气，含湿量可以达到10%以上，并且烟气温度相对较低，高于露点的～15℃。

2 半干法脱硫配套布袋除尘器的特殊要求

2.1 滤料方面

在滤料选择当中，需要从耐腐蚀、耐高温、强度、耐水解、造价等因素出发，综合挑选物料。其中，在燃煤锅炉以及流化床焚烧炉当中首选pps滤料，这时因为pps的综合耐性非常强，同时在实际应用中更加稳定、阻燃性较强，材料的物理性能也可以满足实际要求（耐抗折、耐磨、耐拉）。但是pps也有不足之处，例如抗氧化性不强，如果燃烧环境中的氧气量较大，则会加速氧化反应。并且烟气含氧量与工作温度成反比，在含氧量在8%左右时，工作温度165℃以下，待到含氧量在10%左右时，温度会下降到160℃以下。并且对瞬时高温也有一定的要求，如果温度达到了190℃，则运行时间不得超过10min，全年的运行温度不得超过半小时。

由于半干法脱硫出口粉尘含量高清灰频次高，且粉尘有一定氧化性，故为了可以提升滤料的使用性能，基布采用PTFE基布，对面层根据项目情况进行优化处理，通常是采用防油防水+PTFE浸渍[2]。具体情况主要是按照烟气特性决定，如果对烟气的排放浓度要求较高，则要采用超细纤维；对超低排放的项目需要采用覆膜滤料。

2.2 过滤风速方面

常规的布袋除尘器过滤过滤风速标准为1m/min，但是在半干法工艺使用当中，由于烟气当中会含有大量粉尘，并且粉尘的黏度大、湿度高，这就需要增加过滤面积，否则无法达到理想的过滤效果。采用半干法布袋除尘器的除尘效果可以达到99.99%以上。要求布袋除尘器的内部阻力在1500Pa以内，同时控制清灰频率，如果频率过高会影响布袋除尘器的使用寿命。机。所以正常运行的布袋除尘器过滤风速维持到0.75-0.85m/min范围内即可，不需要全功率运行。对超低排放项目，正常运行布袋除尘器过滤风速维持到0.65m/min左右。

2.3 气流分布装置

在布袋除尘器中布风十分重要。由于布袋除尘器分为多个室，每个室的进风均匀性和除尘效果有直接联系。如果没有设置布风装置，则靠近尾部的布袋室超负荷运行，不同室内的压差会增大，清灰会变得非常频繁，尾部的灰量非常大。

这就需要采用进风、导流技术，保证进口风速的合理性，从而延长各个布袋室的使用寿命。每个除尘室当中都要设置进口分配系统，合理布置滤袋之间的距离，加强上升气流的控制，这样可以让除尘器当中的粉尘均匀的进入到每个布袋室中，减少了滤袋之间的摩擦系数，这样可以延长滤袋使用寿命。

2.4 合理设计沉降室

在布袋除尘器中进口位置，由于此位置的粉尘浓度最高，通常能够达到800mg/m3以上，为了能够加强除尘效果，需要在粉尘进口位置上增设一个预除尘装置，包括电除尘、机械除尘等，建议机械除尘。还可以对布袋除尘器内部结构进行优化[3]，保证除尘效率，在实际操作当中，可以适当的提高箱体高度，这样烟气在进入到布袋时可以有上升的缓存空间，上升过程中会受到重力因素的影响降低流速，再加上机械作用可以实现降灰的目的，这样即可起到预除尘的作用，避免滤袋过载运行，延长了滤袋的使用寿命，同时也可以强化预除尘性能，更加节省所占空间。

进风区所采用的气流分配系统可以实现多个功能，如果下降大颗粒粉尘、含尘气体导流与匀流等。在通过导流系统时，此时的流向风速会突然降低，粉尘会突然下降并进入到灰斗当中，剩余的粉尘也会在导流引导下进入到箱体过滤系统。在对布袋除尘器进行优化设计中可以采用该方法，扩大布袋室容积，从而增加粉尘的停留时间，除尘效果更好。也可以设置导流碰撞板，这样可以进一步加强沉降率，让预除尘效果大大提高，通常可以达到65%以上。

2.5 灰斗要求

由于半干法会出现很多的粉尘，这就对灰斗提出了特殊要求，通常是采用大船型灰斗，这样可以确保出灰的连续，并在灰斗下部设置空气斜槽，灰尘会经过风机鼓入流化风，这样即可在流化风的推动下，空气斜槽会以一定角度进行机械出灰，可以有效降低运行故障。

2.6 旁路系统

大部分布袋除尘器都是采用内部旁路的方法，可以开关旁通阀来引导烟气的走向。如果在运行当中产生了爆管问题（可能爆管的设备有：再热器、水冷壁、过热器、省煤器），会直接降低烟气温度，出口一侧的烟气温度上升，另一侧温度降低，这样就形成了温度差（气压差），导致烟气含水量持续增加，这时即可将旁路系统打开，保护滤袋，锅炉也可以正常运行。旁路系统必须要保证密封性符合要求，如果在运行中出现了泄漏问题[4]，会直接影响净烟气的排放浓度，甚至出现浓度超标等情况。通常可以采用以下两个方法保障旁路系统可靠性：

（1）阀体结构与密封材料。由于旁通阀的结构特点会直接影响最终泄露量，通常可以采用双层阀门结构，中间设置一个隔断，这样即可隔绝尘气室、净气室，避免出现泄露问题。在密封材料层面上，需要采用耐高温的硅橡胶密封条，该材料在高温环境下使用寿命长，可以极大的降低泄露几率。

（2）控制方式。针对空压机故障、停电、压缩空气低等情况时，可以安装一个空气压力传感器，如果出现了泄露问题会产生压差并报警，在储气罐压力在0.2MPa时进行声光报警。旁通阀设计需要配备专门的储气罐，在出现了低压报警问题时可以自动打开旁通阀，即使专用储气罐出现了泄露问题，也可以保证30min之内不产生压力差。

3 半干法脱硫工艺实施中的注意事项

3.1 控制喷水量

喷水量直接关乎着脱硫效率，同时对布袋除尘器的运行安全也起到了决定性作用。喷水过程中需要确保水分到达脱硫塔出口前全部蒸发，并保证在脱落过程中倾斜15°的情况下进行[5]。在脱硫塔内，可以采用近绝热饱和温度（下文简称“饱和温度”）控制水量。如果烟气饱和溫度在15°以下，则塔内的烟气湿度势必增加，如果温度下降到漏点温度时，则烟气中的水分会凝结析出。如果喷水量无法保持稳定，则会增加烟气露点，饱和温度和处在动态变化过程，所以依然要调整水量。

如果仅在脱硫塔出口部位安装露点仪，因为此部位的烟气浓度最高，所以难以测定内部具体的喷水量。因此可以在脱硫塔入口部位设置烟气、温度、湿度传感器采集数据，在脱硫塔入口或布袋除尘器后安装露点仪，这样即可计算出总喷水量，从而控制烟气含湿量以及露点，保证布袋除尘器的使用安全。

3.2 喷水嘴设计与选型

在喷嘴设计当中，要考虑液滴在蒸发干燥前接触到壁面和塔内构件时，是否会造成结垢、黏壁等情况。所以，对于筒体直径较小的脱硫塔，需要严格控制雾化角度和喷射距离。再者，想要达到良好的雾化效果，液滴粒径要控制在50μm左右，这样更有利于蒸发。如果所选用的喷嘴压力较低，如在1.5MPa左右，则可以设置双流体喷嘴，这样即可达到更好的雾化效果，并且也更有利于后期的清洁维护工作。

4 结语

综上所述，为了能够保障半干法脱硫效率，需要采用与之配套的布袋除尘器，这是因为半干法脱硫的高温、高粉尘、高湿度等特性，因此对布袋除尘器也提出了特殊要求。需要重点考虑布袋除尘器的灰斗、沉降室、滤料、过滤风速、旁路系统等环节，并对脱硫塔进行优化，这样才能够实现较为理想的脱硫效果。

参考文献

[1]林炜，许明海.半干法脱硫配套布袋除尘器的特殊要求[J].环境工程，2011，29（1）：121-122.

[2]童莉，韩毅，赵旭东.与袋式除尘器配套的半干法烟气脱硫技术及应用[J].中外能源，2010，15（5）：99-102.

[3]李文勇，王少权，张永，等.循环半干法脱硫中电袋除尘器改造的分析应用[J].有色冶金设计与研究，2012，33（2）：21-23.

[4]范志刚，范忠祥，朱金海.一种布袋除尘的半干法脱硫除尘装置，CN202823149U[P].2013，21（2）：13-14.

[5]宋承颢.一种半干法脱硫除尘工艺及设备，CN103816795A[P].2014，11（6）：27-28.