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燃煤锅炉烟气除尘用新型复合滤料过滤性能应用研究

李华  
【摘要】:目前,电站燃煤锅炉的污染治理是我国大气污染治理的关键之一。2004年1月,国家新的《火电厂大气污染物排放标准》颁布施行。为了满足日益严格的烟尘和SO_2排放标准,诸多电站锅炉将除尘设备由电除尘器改造为袋式除尘器。 过滤材料是袋式除尘器的核心部件之一。在电站锅炉袋式除尘器的实际工程应用中,不仅要求滤料具有长期的耐高温和耐腐蚀性能,出于节能和安全运行的目的,一些项目对袋式除尘器系统能耗也提出了严格的控制要求。袋式除尘器系统压力损失来自于两部分,近80%的阻力来自于滤料的压力损失,其余约20%来自于除尘器的结构阻力,所以解决除尘器系统阻力的关键应从滤料入手。 针对电站燃煤锅炉袋式除尘器滤料的长期耐高温性和运行阻力较高的问题,着手研发“高效低阻”滤料。以表面过滤机理为基础,借助于高倍扫描电镜的分析,从滤料的组织结构方面入手,并在对目前燃煤锅炉常用滤料的过滤性能进行了过滤性能试验研究及分析后,参与了本文着重研究的新型“梯次”结构滤料(HBT复合滤料)的研发与分析。对HBT滤料组织结构特性进行了电镜扫描分析,将其特殊的“梯次”结构特性与传统滤料和覆膜滤料作了对比。区别于传统的深层过滤方式和表面过滤方式,指出HBT复合滤料的过滤方式为“表层过滤”方式,这是本文的创新之一。影响滤料过滤性能特性的主要因素是含尘气流浓度、过滤风速、滤料纤维特性以及组织结构;对研究滤料的过滤阻力、过滤效率以及透气性等过滤性能进行了实验研究,并将其应用于工程实践。 电镜扫描分析和试验研究结果表明,由于HBT新型复合滤料具有表面超细纤维层和前密后疏的“梯次”结构特性,与常规高温滤料和覆膜滤料相比,HBT滤料具有“高效低阻”的过滤性能。实验室冷态测试相同条件下,P84清洁阻力最低,HBT滤料清洁阻力和发尘条件(不清灰)的过滤阻力比覆膜滤料均低约30%;过滤效率方面,HBT滤料比PTFE覆膜滤料对于PM_(10)、PM_(2.5)、PM_(1.0)的过滤效率低约10%,高于PPS针刺毡、P84针刺毡以及氟美斯FMS复合滤料。在宝鸡电厂3#炉实际工程应用中取得了较好的应用效果。锅炉满负荷运行稳定后,除尘器系统阻力约为1000Pa,滤袋清灰前后压差为500~900Pa左右;经陕西省环境监测中心监测,排放浓度小于20mg/m~3。HBT滤料在实际工程应用中取得了较好的经济效益和社会效益。


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