采用电、袋除尘器处理水泥窑尾烟气比较
2008-09-12 10:17:02
一、烟气性能和烟气条件对除尘器性能的影响1.对电除尘器的影响。电除尘器是利用粉尘颗粒在电场中的荷电，并在电场力作用下向收尘极运动的原理实现烟气净化。
①粉尘比电阻影响。粉尘比电阻指的是单位面积、单位厚度上灰层的电阻值。粉尘比电阻是影响电除尘器收尘效率的一个重要因素。根据电除尘器对粉尘捕集的难易程度分为高、中、低3种比电阻类型。低、高比电阻粉尘都被视为电除尘器难以收集的粉尘，但影响的机理不同。低比电阻粉尘颗粒导电性好，一到达收尘极板表面，其携带的阴电荷立即被释放。由于静电感应，转而获得与收尘极板同极性的正电荷，若正电荷形成的排斥力大于尘粒自身的黏附力，则已经沉淀的粉尘将脱离收尘极板而重返气流。当这些重返气流的尘粒在空间再次与阴离子相碰撞时，二次荷电重新向收尘极运动。尘粒如此往返运动，在收尘极板上形成跳跃，最后将有可能被气流带出电除尘器。高比电阻粉尘由于比电阻太高，沉淀在集尘极上的粉尘粒放电过程很慢，粉尘层中的电压降很大，当电压降达到一定程度时开始发生异常现象，致使灰层局部击穿，并产生火花放电，即所谓反电晕现象，在集尘极和物料层中形成大量阳离子，中和了迎面而来的阴离子，使电能消耗增加，除尘效率降低，甚至无法正常工作。带负电荷的中比电阻粉尘颗粒到达沉淀极板后，中和以适当的速度进行，收尘效率高。中比电阻是除尘器运行最理想的区域，在这个区域内收尘效率基本不受比电阻值的影响。
②粉尘性质的影响。粉尘化学成分影响：粉尘中硅、铝、钙含量上升，比电阻上升；钾、钠等碱金属、铁（Fe3O4）含量增加，比电阻下降。粉尘的黏附性影响：粉尘的黏附性高，振打清灰困难，黏附性太小，集灰松散，易二次扬尘。粉尘的粒径影响：粉尘的粒径越大，颗粒重力上升，沉降速度越大，黏附性小，收尘效率越高。粉尘的密度影响：粉尘的密度越大，颗粒重力上升，沉降速度越大，收尘效率越高。烟气的含尘浓度影响：烟气的含尘浓度太高，产生电晕封闭，影响电除尘器的性能，烟气的含尘浓度太低，粉尘不易收集，浓度太高或太低，电场的收尘效率都降低，窑尾高浓度电除尘器通过预收尘措施将40%～50%的粉尘收集后才进入电场。③烟气工况的影响。烟气湿度的影响：烟气湿度主要通过影响粉尘比电阻和影响火花放电、电压及伏安特性这两种途径来影响除尘效率，烟气中水含量上升，露点上升，粉尘的比电阻下降，除尘器的效率上升；在相同电晕电压下，电晕电流随着烟气含湿量的增加而减小。烟气温度的影响：粉尘在180℃左右时比电阻最大，温度太高或太低粉尘的比电阻将会下降，高于250℃时比电阻将会随着温度上升急剧下降，低于100℃时比电阻将会随着温度下降急剧下降；烟气温度上升，粉尘层击穿电压下降，除尘器的效率降低；烟气温度上升，烟气运动黏度上升，粉尘脱离烟气向集尘极驱动的流动阻力上升，驱进速度下降。烟气成分的影响：烟气中SO2、O2、H2O和CO2的含量高，对放电极起晕产生有利影响。
2.对袋除尘器的影响。袋除尘器是利用含尘气体通过滤袋进行气体和粉尘的分离，粉尘被阻留在滤袋的外（内）表面，干净气体经汇集后排出，完成含尘气体的过滤过程。①粉尘比电阻影响。粉尘比电阻对袋除尘器收尘效率无影响。②粉尘性质的影响。粉尘化学成分影响：粉尘化学成分的不同而引起的比电阻变化对收尘效率无影响。粉尘的黏附性影响：粉尘的黏附性高，滤袋的清灰困难，必须增大清灰动能，影响滤袋的寿命，黏附性太小、集灰松散、易二次扬尘。粉尘的粒径影响：粉尘的粒径越大，颗粒重力上升，沉降速度越大，黏附性小，收尘效率越高，粒径极小的微细颗粒容易穿过滤袋及滤袋和花板间隙。粉尘的真密度影响：粉尘的真密度越大，颗粒重力上升，沉降速度越大，收尘效率越高。烟气的含尘浓度影响：烟气的含尘浓度对袋除尘器的收尘效率影响不明显，袋除尘器通过预收尘降低烟气浓度，可以减少滤袋清灰次数，降低除尘器的阻力，延长滤袋寿命。③烟气工况的影响。烟气湿度的影响：湿度的高低改变了烟气露点，露点高易引起结露、糊袋，增加阻力。烟气温度的影响：烟气温度的影响取决于滤袋的耐温性能。烟气成分的影响：烟气成分对过滤性能无影响。
二、烟气预处理措施比较1.使用电除尘器需对烟气深度调质。比电阻不在合适的范围内，应对烟气进行调质。水泥窑尾烟气的调质常用而又最实用的方法是向烟气中喷水雾，达到降低烟气温度，避开高比电阻温度区的目的。窑尾烟气要从350℃降到适合电除尘器运行的最佳温度110℃～150℃。
2.使用袋除尘器仅需对烟气降温。使用袋除尘器时尽管也可采取喷水雾方式，但目的仅是降温，不需考虑比电阻。玻纤材质的滤袋可长期耐温260℃，降温用水量不到用电除尘器的一半。降温的方法还有空气热交换器冷却、掺冷风冷却、水热交换器冷却等。
三、运行阻力比较1.电除尘器运行阻力低、稳定。电除尘器的运行阻力<300Pa，并且阻力长期稳定，不受清灰因素的影响。 2.袋除尘器阻力较高。脉喷清灰技术的发展和高性能耐高温滤料的推广应用，大大降低了袋除尘器的阻力，脉喷窑尾袋除尘器的阻力<1000Pa，清灰效果影响阻力的大小。 四、实现“趋零排放”的难易1.电除尘器很难实现“趋零排放”。在电场中，颗粒越细，因紊流气体的扰动被捕集的概率越低，很容易从电除尘器中逃逸出来。窑尾烟气中含尘颗粒细，小于10μm的微细颗粒占60%左右。电除尘器虽是一种高效收尘设备，但其收尘效率与收尘极极板面积呈指数曲线关系。一台三电场的电除尘器，其第一电场有80%～90%的收尘效率，而第二三电场仅收集含尘量的10%～20%.为了达到低于30mg/Nm3的低排放浓度，需要增设第四五电场或者在电场中大量增加极板面积。 2.袋除尘器容易实现“趋零排放”。袋除尘器是通过选用高性能滤料、降低过滤风速和提高加工精度来提高收尘效率的，尽管窑尾烟气中含有大量微细颗粒，使用脉喷袋除尘器完全可以将排放浓度控制在<10mg/Nm3，接近“趋零排放”。 五、事故排放的预防与保护措施烟气中CO含量超标的影响：①电除尘器需停机保护。电除尘器的入口处要安装CO取样分析系统，对烟气进行检测，若窑尾烟气的CO含量超过2%，则应发出警报，及时通知看火工采取措施，当CO含量超过2.5%时，则应关闭高压硅整流器，防止CO含量超标烟气在电除尘器内遇火花爆炸。旋窑在点火投料的数小时内，常因燃料的不完全燃烧使窑尾烟气中CO含量超标而停止向电场送电。这种情况属于事故排放。②袋除尘器不需保护。CO含量超标不会对袋除尘器有影响，不需要安装CO取样分析系统。③电源或高压线路故障引起电除尘器事故排放。当电除尘器的电源出现故障不能给电场送电或当高压线路中的绝缘子因结露引起“爬电”等原因跳闸，没有送上高压电的电场只是一个通道，也属于事故排放。④袋除尘器因破袋引起超标排放。因老化、机械外力破坏等会造成破袋，引起超标排放，袋除尘器可通过安装差压计的方式在线测出破袋所在的袋室。
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