鍋爐煙氣凈化用濾料選型及確定

應用領(lǐng)域

供熱、電站鍋爐煙氣凈化袋式除塵器；

燃煤、燃氣鍋爐煙氣凈化袋式除塵器；

秸稈直燒發(fā)電鍋爐煙氣凈化袋式除塵器；

燃料混燒鍋爐煙氣凈化袋式除塵器；

垃圾焚燒及垃圾加煤混燒鍋爐煙氣凈化袋式除塵器；

生活、醫療垃圾焚燒鍋爐煙氣凈化袋式除塵器。

博格推薦

PPS材質(zhì)過(guò)濾材料；

PPS、P84、PTFE二種或三種纖維的復合材質(zhì)過(guò)濾材料；

PTFE、玻璃纖維復合過(guò)濾材料。

工況分析及濾料的選取與確定

鍋爐煙氣凈化使用的袋式除塵器一般要求與鍋爐設備大修期同步，30000小時(shí)的濾料（濾袋）使用壽命現已成為火電廠(chǎng)要求的基本使用期。除如供熱鍋爐、秸稈發(fā)電鍋爐等有特殊要求之外，一般要求濾料的使用壽命秸稈發(fā)電鍋爐為16000小時(shí)，供熱鍋爐為3個(gè)供熱期。但是，同為燃煤電站鍋爐煙氣除塵，國內的應用條件與國外存在差異，所以在選取濾料時(shí)要著(zhù)重分析煙氣性能特點(diǎn)，并應注意以下幾點(diǎn)：

（1）燃用煤種：國外鍋爐通常燃用精煤，而我國則以燃用原煤為主，在熱值、灰份、含S量等方面都存在差異；

（2）設備技術(shù)：國外發(fā)達國家使用的鍋爐等相關(guān)設備自動(dòng)化程度較高，而國內設備普遍存在著(zhù)手動(dòng)與自動(dòng)相結合的狀況，這對煙氣各項特性的穩定性具有很大的影響；

（3）鍋爐設備：國外發(fā)達國家的鍋爐設備相對都比較先進(jìn)，國內還存在大量的中小設備（尤其是早期鍋爐），此外還有鍋爐新舊程度的不同；

（4）能源綜合利用：燃用高爐煤氣，造成煙氣量和含塵濃度較大幅度的波動(dòng)、氣體成分變化、煙氣溫度升高等。

（5）燃燒方式、排煙方式等方面也存在一定的差異。

因此，造成濾料應用環(huán)境表現為四高一大一低（排放煙氣溫度高，煙氣中SO2、NOX含量高；煙氣中含氧量高；含塵濃度大；要求濾袋阻力低）。由于燃煤鍋爐排放的煙氣條件相對比較惡劣，將影響濾料（濾袋）使用壽命。因此在袋式除塵器使用濾料時(shí)，借鑒但不盲目照搬國外同行技術(shù)及經(jīng)驗，應考慮國內鍋爐實(shí)際情況，針對性地選用濾料。

（一）一般工況

目前的電廠(chǎng)機組鍋爐袋式除塵器濾袋材質(zhì)大多選用PPS針刺氈濾料。也有選用PPS+P84復合纖維針刺氈濾料，P84纖維含量在20%左右。主要針對鍋爐煙氣排放溫度或除塵器進(jìn)口溫度在170℃以下，燃用低硫煤的鍋爐。

PPS學(xué)名聚苯硫醚，英文名Poly Phenylene Snlfide（簡(jiǎn)稱(chēng)PPS），PPS纖維全球范圍內只有少數幾家大型化學(xué)公司生產(chǎn)，日本公司的產(chǎn)品占據著(zhù)主導市場(chǎng)。日本東洋紡（TOYOBO）公司的注冊商標為PROCON／普抗、日本東麗（TORAY）公司產(chǎn)品的注冊商標為T(mén)ORCON／特利通、美國飛利浦（PHILIP）公司的注冊商標為RYTON／萊頓。

P84學(xué)名聚酰亞胺，P84纖維截面與PPS纖維棒狀相比呈多葉狀，它的不規則的纖維斷面使纖維表面積增大，增加針刺氈透氣性，具有降阻增效的效果。P84纖維系奧地利LENZING公司獨家生產(chǎn)。

PPS纖維由于其較好的耐酸堿腐蝕性在很多工況條件下得到應用，用其制成的針刺過(guò)濾氈在電廠(chǎng)鍋爐煙氣凈化等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。PPS纖維因其具有強度的完整保持性和內在的耐化學(xué)性，可以在一定的環(huán)境中保持良好的過(guò)濾性能，并達到理想的使用壽命。在燃煤鍋爐、垃圾焚燒爐、電廠(chǎng)粉煤灰的集塵處理等領(lǐng)域的脈沖袋式除塵器中得到廣泛的應用。PPS過(guò)濾氈在一般工況條件下表現出卓越的過(guò)濾性能，其應用條件主要取決于PPS纖維性能，燃煤煙氣除塵比較適宜使用的條件為：

工作溫度。長(cháng)時(shí)工作煙氣溫度120—160℃；

含氧量。煙氣含氧量在8%或以下的場(chǎng)合均可適用；

含硫及氮氧化物量。煙氣中SO2含量<800mg/m3；NOx含量<700mg/m3，NO2含量<15mg/m3；

灰分。燃煤灰分<30%；

煙氣濕度。煙氣中含水量<12%；

鍋爐運行啟動(dòng)前，需進(jìn)行預涂灰；

噴油點(diǎn)爐、鍋爐爆管、煙氣超溫時(shí)不宜直接進(jìn)入袋式除塵器，需設旁路煙道；

袋式除塵器設計過(guò)濾風(fēng)速1.0m/min左右，除塵器設計阻力1500Pa。

正常運轉的袋式除塵器濾袋保障使用壽命30000h。為了降低濾料阻力，增加耐溫能力，采用PPS+P84復合纖維針刺氈。

（二）特殊工況

PPS纖維在傳統的高溫粉塵收集領(lǐng)域中，主要是以單一規格的PPS纖維針刺成氈的形式出現。由其制成的濾袋表現出PPS的良好特性，主要是抗酸堿腐蝕、抗水解性能好。但是由于中國燃煤鍋爐的先天特點(diǎn)特殊，如含硫量高、粉塵大、含氧量高、含水分高等，常規的PPS針刺氈在中國電廠(chǎng)等工礦中使用時(shí)效果不是很好。為了解決這些問(wèn)題，世界各國濾料生產(chǎn)廠(chǎng)家相繼開(kāi)發(fā)出了各種改進(jìn)型的PPS針刺氈產(chǎn)品，如PPS覆膜濾料和博格公司的HBT/PPS梯度特種濾料。主要針對除塵器進(jìn)口煙氣特性為高溫、高濕、高硫，或脫硫裝置與除塵器同時(shí)運行狀態(tài)，排煙溫度在170℃以上。

為了降低濾料阻力，對采用單一細度PPS纖維制作的濾料針刺氈（簡(jiǎn)稱(chēng)常規濾料）進(jìn)一步改進(jìn)為采用不同細度的PPS纖維制作的具有纖維梯度結構的濾料針刺氈（簡(jiǎn)稱(chēng)梯度濾料），參見(jiàn)圖1。命名為HBT/PPS針刺氈濾料，華博特簡(jiǎn)稱(chēng)HBT。

主要技術(shù)特點(diǎn)為：

（1）針刺氈截面結構上采用纖維細度逐層加大的梯度層次結構，它由表層超細纖維層、細纖維層、基布、粗纖維層4層構成。纖維越細，透氣通道越致密。梯度濾料特點(diǎn)：纖維在濾料中采取從迎塵面到凈氣面細度逐漸增加的趨勢，形成前密后疏的流體通道，由傳統針刺氈的等寬繞流通道改變?yōu)榍罢髮挼奶菪卫@流通道，使得濾料中過(guò)濾孔徑就象一彎曲的喇叭形，迎塵面孔徑很小，接近于覆膜濾料，過(guò)濾精度很高，越靠近凈氣面，孔徑越大，這樣在過(guò)濾當中粉塵不易堵塞濾料的微小細孔，透氣性好，從而降低濾料的壓降，減少清灰次數，節約能源，同時(shí)還能延長(cháng)濾料的使用壽命。

（2）借鑒了覆膜濾料表面過(guò)濾技術(shù)。把傳統的單一細度纖維或混合纖維制作的針刺氈轉變?yōu)樘荻壤w維針刺氈，過(guò)濾方式由“表層+深層”轉變?yōu)椤氨韺舆^(guò)濾”，超細纖維形成的濾料面層阻擋微細塵粒能力提高。

前窄后寬的梯形通道使濾料內層不易集塵，保持濾料長(cháng)期運行而濾料固有阻力上升變化速度減緩。

表層采用超細纖維層，超細面層使針刺氈表面更致密，阻擋微細塵粒能力提高，而且表面易清灰。不同過(guò)濾方式示意圖見(jiàn)圖2。

（3）對針刺氈纖維采用PTFE（聚四氟乙烯）浸漬處理，使纖維表面涂有PTFE膜，參見(jiàn)圖4。提高纖維的耐腐蝕耐氧化耐溫能力，增強濾料憎水性。

（4）對針刺氈纖維采用有機硅浸漬處理，增強纖維的耐磨能力、濾料憎水性和耐溫能力。

采用通過(guò)各項技術(shù)改進(jìn)后，濾料性能得到顯著(zhù)改善，可以延長(cháng)濾料使用壽命。改進(jìn)后濾料的主要使用技術(shù)指標為：煙氣溫度120—180℃，煙氣中SO2含量<2000mg/m3、NOx含量<1200mg/m3，含氧量<10%，除塵器阻力1200Pa。