低低溫電除塵的研究現(xiàn)狀
低溫電除塵器是一種煙氣處理方法,其基本原理是將電除塵器前和后130°C的煙氣溫度降至90°C以下,然后進(jìn)行除塵處理,這主要是為了更好地解決電廠內(nèi)電除塵過(guò)程中產(chǎn)生的高比電阻、熱交換器和空氣預(yù)熱器等排煙部位,根據(jù)排煙過(guò)程中排出的熱量,將煙氣前的溫度降至130°C?,圖1.11。
塵埃比電阻是影響電除塵器性能的關(guān)鍵因素,因此,許多有關(guān)電除塵器的特性更新改造都是圍繞塵埃比電阻的改善而展開的。2013、2009年度,靳星公司對(duì)污泥線下比電阻與溫度的相關(guān)性進(jìn)行了科學(xué)研究,如圖1.12所示,污泥線下比電阻與溫度的相關(guān)性顯示,隨著溫度的升高,污泥中的粉塵比電阻呈現(xiàn)先增大后減小的發(fā)展趨勢(shì),最高值出現(xiàn)在150°C上下,現(xiàn)階段廣泛使用的基本電除塵器運(yùn)行溫度約為130°C左右,處于粉塵比電阻較大的區(qū)域內(nèi)。并對(duì)2009年度低超低溫電除塵器的發(fā)展趨勢(shì)和工程應(yīng)用情況進(jìn)行了總結(jié)。在20世紀(jì)60年代,曾有學(xué)者根據(jù)粉塵比電阻與溫度的關(guān)系,明確地提出將ESP操作溫度控制在350-400℃范圍內(nèi),以降低污泥比電阻,從而提高?樹脂吸附的高效率,60年代末到80年代初,許多高溫電除塵器(Hot-sideESP)被交付使用,主要是在國(guó)外的火電廠中,但在這些高溫電除塵器中,絕大多數(shù)由于“鈉耗狀態(tài)”而產(chǎn)生反電暈放電,樹脂吸附的高效率驟降,而且高溫操作使管道使用壽命縮短。因此,盡管遇到了高比電阻的難題,但130°C上下運(yùn)轉(zhuǎn)的電除塵器仍能得到大規(guī)模應(yīng)用。另外,還提出了進(jìn)一步降低煙氣溫度以降低粉塵比電阻的方法,但由于煙氣溫度降低到酸漏點(diǎn)附近容易引起超低溫浸漬,因此仍未受到?充分的重視。70年代90°C運(yùn)行的電除塵器在加拿大Liddell電廠獲得了首次應(yīng)用,用于解決500MW機(jī)組加熱爐的煙氣問(wèn)題,該電廠將5臺(tái)ESP設(shè)備中的3臺(tái)升級(jí)為低超低溫電除塵器,并對(duì)低超低溫電除塵器的高質(zhì)量特性進(jìn)行了認(rèn)證,以解決燃燒低硫煤種的煙氣問(wèn)題。后來(lái),荷蘭Ensted電廠在更新改造中,根據(jù)利德爾的工作經(jīng)驗(yàn),把煙氣溫度降到了105°C上下,與130°C相比,降低溫度后電除塵器的實(shí)際運(yùn)行效果更好。1990年代獲得日本國(guó)三菱公司規(guī)模營(yíng)銷推廣的低超低溫電除塵器,收到了良好的實(shí)用效果。目前人們普遍認(rèn)為低超低溫電除塵器可以解決由于燃燒低硫煤而產(chǎn)生的高比電阻淤積問(wèn)題,但是針對(duì)燃燒高硫煤種的應(yīng)用范圍還有待科學(xué)研究。最近幾年,由于日本國(guó)提供低超低溫電除塵器,如日本國(guó)原町電廠,舞鶴電廠,使得日本國(guó)的排放水平迅速提高,引起了中國(guó)環(huán)保企業(yè)的關(guān)注。
與基礎(chǔ)電除塵器相比,低超低溫電除塵器具有以下四個(gè)關(guān)鍵特點(diǎn):
一是粉塵比電阻小。減溫結(jié)束對(duì)粉塵比電阻的降低是低超低溫電除塵器出現(xiàn)的一個(gè)重要原因,但是除溫度比照電阻的危害外,減溫到酸漏點(diǎn)以下時(shí),導(dǎo)致SOs有機(jī)氣體在顆粒表面凝固的原因也會(huì)降低比電阻。淤泥的電導(dǎo)率兩者之間的體積和表面特性是相關(guān)的,其比電阻受塵埃體積比電阻和表面比電阻的共同作用(祁君田,2008),1981)科學(xué)地研究了淤泥比電阻的溫度、成分等因素對(duì)比電阻的影響,明確地提出了預(yù)測(cè)分析淤泥比電阻的公式。錢德拉(2009)基于大量數(shù)據(jù)資料和先人工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)印尼電廠污泥比電阻進(jìn)行了科學(xué)研究,調(diào)整了污泥比電阻經(jīng)驗(yàn)公式法則。比克爾豪特提出的污泥比阻的經(jīng)驗(yàn)公式定律,體積比阻為:
比電阻在超低溫段(vl80°C)起主導(dǎo)作用,高溫段(>220°C)由體積比電阻決定,而電除塵器工作溫度的正中溫度段則由兩者決定。提高微粒的濃差極化工作能力,提高電荷耗電量,還將繼續(xù)抑制電暈放電,提高?樹脂吸附粉塵的速度。
表1.13粉塵體積比阻抗、表面比阻抗和溫度的關(guān)系(齊立強(qiáng)等,2011)二是煙氣量總量減少;根據(jù)Deutsch公式,在工作壓力不變的標(biāo)準(zhǔn)下,隨著溫度的降低,煙氣總流速減小,可以使顆粒在靜電場(chǎng)中等待時(shí)間增大,有利于濃密差極化和轉(zhuǎn)移。
a。
●l-exp(—-冬季)(1-8)
問(wèn)你
據(jù)估計(jì),除灰效率高,容積總流量的減少將提高?除灰效率。
擊穿場(chǎng)強(qiáng)提升?。降低煙溫將使煙氣相對(duì)密度增大,自由電子對(duì)中性氣體分子的撞擊速率增大,使得合理的正離子電子密度減小,工作電壓一定時(shí)放電電極周圍的空間電荷相對(duì)密度增大,導(dǎo)致?lián)舸﹫?chǎng)強(qiáng)增大?。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式定律(1-9),給出了不同溫度下?lián)舸﹫?chǎng)強(qiáng)的計(jì)算方法(酈中國(guó)成立等,2014),做圖1.14可以看出,在減溫后,擊穿場(chǎng)強(qiáng)有相對(duì)顯著的上升?。
b2rf-386。
(T等(1-9)
…………
“一種。
在公式中,U穿透表示擊穿場(chǎng)強(qiáng),Do表示在273K時(shí),A表示的是煙溫。
1.0。
圖1.14溫度與擊穿強(qiáng)度場(chǎng)相關(guān)。
四是樹脂吸附SO3。煙氣溫降到酸漏點(diǎn)以下,SO3將以鹽酸液體的方式存在,容易由于與細(xì)顆粒物相互作用而堆積在顆粒表面,并隨顆粒一起被樹脂吸附。硫灰比(煙氣中SO3濃度值之比)是吸附SO3樹脂的關(guān)鍵參數(shù),但這種合作型樹脂吸附原理的科學(xué)研究在世界各國(guó)并不多見,這也是本文事后每章都會(huì)提到的重要科學(xué)研究環(huán)節(jié),下文將詳細(xì)敘述。
雖然低超低溫電除塵器具有高電阻性粉塵和SO3吸附樹脂的優(yōu)良性能,但在實(shí)際應(yīng)用中同樣存在困難。最關(guān)鍵的難題是二次場(chǎng)地?fù)P塵,關(guān)鍵原因是粉塵比阻抗降低導(dǎo)致除塵板上粉塵附著力降低。祁君田(2008)以麥克斯韋力為基礎(chǔ)進(jìn)行了剖析,麥克斯韋力可以顯示除塵器極片與流通室內(nèi)空間的作用力,其關(guān)系式如下:
*0?5(勺子”-聽)/2(1-10)
在公式中將J表示的麥克斯韋地應(yīng)力,表示的是粉塵的相對(duì)介電常數(shù),而S表示的是粉塵比電阻,2?表示的是電流強(qiáng)度,在p,<1010Q-cm表示的是粉塵極易脫離極片。對(duì)基本電除塵器和低超低溫電除塵器的樹脂吸附特性進(jìn)行了較深入的剖析,并結(jié)合二次場(chǎng)地?fù)P塵抑制措施的危害進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,低超低溫電除塵器中二次場(chǎng)地?fù)P塵對(duì)除灰效率有明顯的影響,應(yīng)采取有效的抑止措施,同時(shí),低超低溫電除塵器在解決二次場(chǎng)地?fù)P塵控制難題后,除灰效率明顯提高。圖1.15對(duì)是否采取除灰、高效抑塵措施進(jìn)行了對(duì)照(酈新中國(guó)成立等,2014),二次工地?fù)P塵治理,二次工地?fù)P塵。
斗部更新則要足夠大的垂直室內(nèi)空間O。