燃煤产业锅炉是工矿企业生产和各事业单位生活上不可缺乏的热力设备,目前我国装有产业锅炉超过43万台,达到100多万蒸吨,安装在近22万个锅炉房内,重要散布在城镇四周。年耗原煤超过4亿吨,排放烟尘量620多万吨,随着产业发展和国民生活程度提高,今后燃煤量还会增加。因此,节制燃煤过程排放大气污染物是极其艰巨的任务。对于燃煤产业锅炉烟气除尘标题,除采用改良炉体结构和燃烧技巧、提高集中供热的比例等技巧措施外,要使烟气中含尘浓度大幅度降落,重要是依附高效、可靠、经济、公平的除尘技巧措施。
1、国家关于燃煤产业锅炉烟尘的排放尺度
国家环境保***规对燃煤产业锅炉烟尘排放量节制日趋严格,见表1。以一类地区为例阐明,1979年试行的“三废排放试行尺度”中规定烟尘排放浓度为200mg/m3,折合尺度工况浓度约340mg/m3(N),其中未明白地区分类;1983年履行的燃煤产业锅炉烟尘排放尺度(GB3841-83)中为200mg/m3(N),排放浓度值下降幅度近40%。现在履行的1991年的燃煤产业锅炉大气污染物排放尺度(GB13271-91)中重新规定为100mg/m3(N),比1983年尺度又请求下降排放浓度50%。同时,对燃煤产业锅炉原始排尘浓度也做了规定,请求下降锅炉自身的烟尘排放量。1991年的产业锅炉大气污染物排放尺度(GB13271-91)的请求值又比机械委1988年制定的《产业锅炉原始排尘浓度尺度》(JB98006-88)更趋严格,表2中列出了部分对照数据。
表1 产业锅炉烟尘排放尺度,mg/m3(N)
国家尺度 79年尺度 83年尺度 91年尺度
一类地区 200 200 100
二类地区 200 400 250
三类地区 200 600 350
表2 燃煤产业锅炉原始排放浓度,mg/m3(N)
锅炉燃烧方法 1988年机械委尺度 1991年国家尺度
Ay>25% Ay≤25% Ay>25% Ay≤25%
链条炉 3000 2800 2000 1800
抛煤机炉 12000 10000 55000 55000
沸腾炉 50000 15000
2、燃煤产业锅炉烟尘重要参数
实测锅炉负荷100%时,不同燃烧方法产业锅炉的排尘浓度、排尘量和烟尘粒度散布见表3、表4。 表3 不同燃烧方法产业锅炉的排放浓度,mg/m3(N)
锅炉燃烧方法 均匀排尘浓度mg/m3(N) 最高排尘浓度mg/m3(N)
链条炉 2620 6290
抛煤机炉 9440 11594
煤粉炉 16760 17393
沸腾炉 59240 75162
燃煤产业锅炉原始排尘浓度、排尘量和烟尘粒度散布受到燃烧方法、煤种、锅炉负荷、锅炉结构及运行把持等因素的影响。图1和图2分辨给出了链条炉不同负荷时原始排尘浓度和烟尘粒度。一般情况下,随着锅炉负荷增加,原始排尘浓度、排尘量增大,烟尘粒度变粗。 锅炉燃烧方法 排尘量kg/t 煤 烟尘粒度散布(%)
<15um 15~30um 30~47um 47~75um >75um
链条炉 27 13.51 12.87 12.05 10.38 50.74
抛煤机炉 108 6.27 9.06 9.93 13.72 61.02
煤粉炉 161 31.09 17.14 14.94 23.43 13.19
沸腾炉 510 22.10 15.34 14.84 14.52 33.18
3、燃煤产业锅炉除尘技巧现况
燃煤产业锅炉除尘设备重要种类有:旋风除尘器(单筒、多筒组合、多管组合);湿式除尘器(麻石水膜、文丘里);静电除尘器;布袋除尘器。
旋风除尘器利用已有一百多年的历史,国外研究着重于生产过程中的物料回收和解决生产工艺中必需的气固两相分别。我国旋风除尘技巧发展与国外有所不同,它与环境保护得到器重密切相干,更着重于除尘效率的研究。
70年代开端,国内很多科研部分对旋风除尘器进行了专项技巧研究,研制开发出多种旋风除尘设备,80年代初由国家机械委、国家环保局提出燃煤产业锅炉烟气除尘配套用旋风除尘器推荐产品型号。
推荐的旋风除尘器除尘效率在90%左右,对大吨位燃煤产业锅炉烟气除尘设备可选品种少。80年代后期,层燃型产业锅炉旋风除尘器专题被列进“七五”国家环保重点科技攻关项目,经过研究提出的旋风除尘器除尘效率达到了93%~95%。但是,对照产业锅炉烟尘排放尺度指标(见表1)和请求的产业锅炉原始排尘浓度(见表2)来看,采用离心力单一除尘机理设计的旋风除尘器难以满足请求,需要进一步提高技巧指标。
湿式除尘器(如文丘里麻石水膜除尘器)除尘效率比拟高,除尘同时还具有必定的脱硫作用,在产业锅炉烟气除尘中用得也比拟多。这种除尘方法对运行治理请求比拟高,还存在耗水、废水处理等标题需要解决。从产业锅炉烟气除尘和脱硫同时得到净化来讲,比拟经济的做法宜采用湿法净化技巧。
电除尘器、布袋除尘器除尘效率高,但利用受到资金、空间地位、工艺匹配、运行治理方法等条件限制,尤其是在产业锅炉除尘器改革中用得比拟少。但是,假如国家对燃煤产业锅炉烟尘排放尺度再提高,这些除尘器的用量将会明显增加。
4、复合多管除尘器状态
根据国家烟尘排放尺度请求。联合燃煤产业锅炉的特点,以及国内对经济高效除尘设备的需要,在旋风除尘器研究的基础上提出了烟尘粗细颗粒离开除尘的复台多管旋风除尘器。
该除尘器与惯例多管旋风除尘器不同点在于,除尘器进气空间不令能给旋风子配气,还可以利用重力沉降和旋风子壳体惯性碰撞作用,往除烟气中较粗的颗粒。通过火析和实验,它对50um以上烟尘具有比拟明显的除尘后果。
该除尘器中采用了新型高效旋风子。这种旋风子是在流场测定研究、旋风除尘器内空间分别才能理论分析、旋风除尘器结构优化实验基础上提出。采用进口通道、筒体、长锥体三段分别技巧,改良旋风除尘器进口含尘烟气中颗粒浓度散布和除尘器内气流的轴对称性,达到了提高除尘效率、下降除尘器阻力的目标。
5、结语
由于燃煤产业锅炉烟尘排放尺度提高,请求除尘设备的除尘效率提高。对应烟尘中不同粒度的颗料采用相应的除尘机理进行除尘,并将它们复合在一起形成组合设备,是比拟经济有效的除尘方法。复合多管旋风除尘器经实际应用表明,用于燃煤产业锅炉烟气除尘可以达到国家排放尺度请求。
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