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超低排放案例

巖棉生產線煙氣處理技術方案

2021-5-10 15:33:13

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福建南平閩威建材有限公司

巖棉生產線煙氣處理技術方案



工藝設計:采用巖棉生產線專用濕式靜電除塵器獨特的結構方式,本工藝適用于巖棉生產工序中集棉機及固化爐尾氣治理超低排放項目。煙氣中含有大量短棉纖維粉塵、水溶性酚醛樹脂以及游離酚和游離醛等物質。煙氣首先進入到噴淋塔內進行噴淋水洗、水洗后的煙氣中短棉纖維變成了霧滴大顆粒,一部分沖刷到了水中,一部分通過煙氣進入到濕式靜電除塵器中,煙氣中的醛類同時也被水吸收了,酚類也被水沖洗掉一部分,進入到濕式靜電除塵器中的霧滴、顆粒物完全可以被吸附回收,同時高壓靜電場內會產生大量的高壓離子和臭氧能把酚類氧化和吸收,所以凈化后的煙氣能達到很好的效果。本公司系統特點:濕式高壓靜電除塵器采用上進下出的方式,此種結構能保證陽極管上的污垢能很好的清洗下來,進而能很好的提高除塵器的吸收效率,沖洗的循環水采用沉淀的方式,上層的漂浮物定期清理后進入到建筑用磚廠進行處理,中間的中水進行二次噴淋使用,下層的沉淀物采用污泥分離罐進行分離,分離后的污泥顆粒物進入到建筑用磚廠進行處理,可溶性的膠類進入到生產中作為巖棉用膠的稀釋劑,此種方案的設計避免了人工清理污泥的工作,整體工藝中的煙氣得到了處理,二次污染也得到了解決。



一、工作原理

煙氣首先經過噴淋塔進行噴淋清洗并達到洗滌的目的,經過洗滌后的煙氣再進入濕式靜電除塵器,濕式靜電除霧除塵器由高壓靜電裝置和電除霧器本體組成,其工作原理與靜電除塵器一樣,只是沉淀極采用管束結構,每個沉淀極管對應1根陰極電暈線。工作時利用高壓靜電裝置對架設在濕式靜電除霧除塵器內的電暈線施加負的高壓電,從而在電暈線和沉淀極管之間形成不均勻的高壓靜電場并且兩個電極是同軸布置的,沉淀極管內各點的電場強度與該點和電暈線之間的距離成反比。在電場力的作用下,整個沉淀極管內部都形成電暈區,在電暈區內,高濃度的負離子(電子)從電暈電極源源不斷地向沉淀極管做定向運動從而形成電暈電流。當含有水霧及其他污染物的煙氣進入沉淀極管時,由于離子的碰撞和擴散,水霧和污染物荷電,然后在電場力的作用下迅速抵達沉淀極管的內壁并同時釋放出電荷,在沉淀極管內壁形成液膜,液膜在重力作用下流到靜電除霧器下部的集液槽中集中處理,從而達到捕集煙氣中霧滴和其它污染物的目的。濕式靜電除霧除塵器的除塵除霧過程可概括為以下四個階段:氣體的電離、塵霧等粒子的荷電、荷電塵霧粒子的沉集、集塵的清理。與靜電除塵器相比,巖棉生產線濕式靜電除霧除塵器具有以下4項優點:

(1)由于粉塵、樹脂膠與水相互交融形成的霧滴具有良好的導電性,因此,能夠收集靜電除塵器不能收集的高比電阻的粉塵,此設備最大的設計為既能處理掉樹脂膠、又不能讓樹脂膠粘結在設備上,所以能保證設備在此工況下穩定運行。

(2) 沒有振打裝置而采用單管單沖裝置,不存在二次飛揚問題,也不存在傳動裝置容易出故障的問題。

(3) 能提供幾倍于靜電除塵器的電暈功率,具有很高的除霧除塵效率,尤其對于細小的粉塵顆粒、霧滴、氣溶膠、金屬顆粒、酸霧等具有很強的捕集能力。電極之間的電場Ex為半徑方向,其值為式中:  U:施加在電極間的電壓;R:外部電極的半徑;r:內部電極的半徑;X:空間任一點離軸線的距離。

(4) 在采用微機控制電源和新型放電電極的情況下,煙氣中的粉塵顆粒、霧滴、氣溶膠、金屬顆粒、酸霧等在電場的驅進速度可以達到0.1m/s以上,有的高達0.19m/s。(本公司生產的新型放電電極經實踐使用測得二次電暈電流大于0.6mA/m。)

特別值得注意的是寬極距的濕式靜電除霧除塵器,在提高除塵除霧效率,降低除塵除霧成本方面有很大的優勢,同時也是解決電暈閉塞的方法之一,是目前濕式靜電除霧除塵器發展的一個新趨勢。

總之,巖棉生產線濕式靜電除霧除塵器特點是除霧除塵效率高,最高可達到95%,能捕集1um左右的粒子,且壓力損失小,一般為0.2~0.5kPa,運行穩定。由于巖棉生產線濕式靜電除霧除塵器里有液體介質存在且溫度在露點以下,因此選材時必須考慮介質的耐溫耐腐蝕性。



高壓電源及其控制

a、高壓供電電源及其控制:

濕式靜電除塵除霧器的高壓電源由升壓變壓器經高壓整流器整流后供給。高壓直流的負極經阻尼電阻后用高壓電纜送到濕式靜電除塵除霧器上。阻尼電阻可緩沖瞬時火花放電的電流并起到抑制高頻分量的作用。電源和可控硅之間還串有電抗器。電抗器的作用是改善電壓波形,使之連續平滑,有利于獲得較高的運行電壓和電流;限制電流上升率,對瞬間電流變化起緩沖作用;抑制電網高次諧波,改善可控硅的工作條件。電抗器設若干個抽頭,以便根據不同的高壓負載電流進行換接。負載電流越大,電抗器應換接匝數越少的抽頭,反之則應換接匝數多的抽頭,使高壓供電穩定運行。圖高壓供電電源的主回路原理圖:


可控硅的觸發角和導通角的改善,可以以給定量和反饋量為依據,由自動控制回路自動調節。火化率控制是利用濕式靜電除塵除霧器的火花閃絡信號作為反饋指令來實現調節的。濕式靜電除塵除霧器正常工作時允許有一定的火化率,但為了避免由火花放電過渡到電弧放電,除了要有阻尼電阻之外,濕式靜電除塵除霧器一旦出現火花放電還可由自動控制系統立即對可控硅進行封鎖,使電壓立即下降到零值并使可控硅關閉一定時間(一般為 10~40ms ),然后再從某一個較低的電壓繼續上升到再一次發生閃絡。視運行需要,也可采用火花放電后可控硅不封鎖而只減小其導通角的火花控制方式,這樣反復循環使濕式靜電除塵除霧器保持一定的火花率下運行。調節電壓下降的幅值(即電壓上升的起始值)和電壓上升的速度即可使火化率發生變化。為了使濕式靜電除塵除霧器在各種工況下都能保持在最佳火花率下運行,就需對火花率進行調節。檢測器把火花閃絡信號取出,送到火花率偏差檢測器與整定的火花率比較,并把比較結果送入調壓控制器,當出現偏差時,由調壓控制器發出信號對電壓下降幅值或電壓上升速度進行調節。

b、高壓控制的組成

由高壓控制柜、高壓發生器和隔離開關柜組成;高壓控制柜通過 PLC 來控制;高壓發生器將高壓柜的控制輸出整流成直流電進入濕式靜電除塵除霧器。

c、低壓控制系統:

低壓控制柜集中控制

噴淋沖洗水閥

絕緣箱加熱控制同時顯示加熱器的溫度

熱風清掃系統電加熱爐加熱控制同時也顯示電爐的溫度、熱風清掃系統中風機的開停。

貴公司因為不涉及到含氧量的折算值,所以可以采用不用保溫箱加熱和熱風加熱的形式,另外貴公司有充足的熱源,所以我們決定設計使用熱源清掃的方式。這樣能大大節省了運行中的使用成本。

沖洗系統:

由管道、噴嘴、閥門、水泵組成。

沖洗要求采用實心噴淋沖洗,沖洗裝置安裝在上氣室內。

絕緣系統:

濕式靜電除霧除塵器共設置 1 個電場,四臺電絕緣箱,架設在頂部平臺上,每個絕緣箱內裝瓷支柱一只。

陰極系統系統:

由大梁、小梁、吊桿、陰極線、重錘、高壓電源等組成。電暈電極為 2205 高效芒刺極線。為保證電暈線在沉淀管中心,且不受氣體流動的干擾引起的位移,每根電暈線下部設置6kg 重錘,上部固定在陰極小梁上,陰極小梁鋪在陰極大梁上,大梁固定在瓷支柱上。

氣體分布裝置:

煙氣由進氣口進入濕式靜電除塵器,由于截面積突然擴大,容易因渦流而造成整個截面積上的氣體分布不均,所以就需要在下氣室內設置氣體分布裝置。材質采用玻璃鋼材質,通過開孔的大小及開孔率來達到氣體分布的均勻,氣流均布系數σr<0.2。

陽極系統:

陽極系統的收塵裝置采用集束型,共分8組。具體見管束布置圖,管子成蜂窩形排列,管子長度為 5000mm,組裝好后,安裝時通過其支撐法蘭懸掛在殼體內的陽極支撐大梁上。

二、設計與安裝條件

1、 設計原則

① 濕式靜電除霧除塵器為噴淋收塵一體化設計,噴淋后煙氣夾帶的霧滴和其它微顆粒。濕式靜電除霧除塵器除霧除塵效率不低于80%(PM2.5以上顆粒)。

② 濕式靜電除霧除塵器的設計,保證其具有較高的可利用性和良好的去除液滴效果。

③ 濕式靜電除霧除塵器的設計,考慮電場內煙氣高流速下,確保其除霧效率的應對措施,如陰極系統的固定措施、高效電暈極線型式的選用等,避免電暈極線因高氣速情況下出現擺動,導致其運行的二次電壓電流出現波動,影響其除除塵除霧效率。

④ 濕式靜電除霧除塵器設備,需在正壓下運行,設計時已考慮絕緣箱系統的絕緣保護措施,避免出現“污閃”現象,使絕緣子炸裂或產生裂紋,導致濕式靜電除霧除塵器出現故障停運。

⑤ 設計特別要注意濕式靜電除霧除塵器裝置進口霧、微塵、石膏的濃度。濕式靜電除霧除塵器沖洗系統應能夠對濕式靜電除霧除塵器陽極管進行單管全面沖洗,不能有未沖洗到的表面。沖洗水的壓力應進行監視和控制,沖洗水母管的布置應能使每個噴嘴基本運行在平均水壓。

⑥ 濕式靜電除霧除塵器內部通道的布置應適于維修時內部組件的安裝和拆卸。

2、性能要求

   ① 設備性能滿足設計及使用要求,產品結構設計緊湊、簡單,檢修維護方便。

   ② 根據介質,濕式靜電除霧除塵器部件及沖洗水管與噴嘴均由耐腐蝕耐溫材料制成。

   ③ 供方應提供滿足安裝、調試、質保期內的所有備品備件及專用工具。

   ④ 需方應提供濕式靜電除霧除塵器進口煙氣的相關數據(與負荷有關)、供方應提供濕式靜

  電除霧除塵器煙氣出口相關理論數據及沖洗循環程序(沖洗間隔、沖洗時間、沖洗流量)

  的相關數據(與負荷有關)。濕式靜電除霧除塵器沖洗用水為工藝水。

   ⑤ 供方應提供整個濕式靜電除霧除塵器系統所必需的全套設備。

   ⑥ 供方應采取措施使所有煙氣均不會產生煙氣“逃逸”(即濕式靜電除霧除塵器本體漏風

  率為零)。

   ⑦ 濕式靜電除霧除塵器的設計充分考慮沖洗系統的設計和噴嘴的選擇等對濕式靜電除霧

  除塵器運行的影響(徹底解決陽極管和陰極線石膏結垢的問題)。

   ⑧ 噴嘴在設計中應具有良好的沖洗效果并考慮防堵措施,要確保整個濕式靜電除霧除塵器

  陽極管內表面均能被沖洗到,噴嘴壓力不小于0.25MPa。

   ⑨ 為保證現場安裝工作順利進行,結構件在出廠前進行預組裝工作以保證現場組裝尺寸。

3、電氣自控要求

    對電氣設備的基本要求:國產名牌

4、設備性能保證值

濕式靜電除霧除塵器的主要保證值如下,但不限于此:保證在設計煙氣流速下濕式靜電除霧除塵器總壓力損失不大于0.5kPa(帶氣體分布裝置時)。濕式靜電除霧除塵器系統所有設備引起的壓力降均應包括在內。

    在60%到100%BMCR工況下,保證濕式靜電除霧除塵器除霧除塵效率大于80%。

    濕式靜電除霧除塵器沖洗水采用大流量噴頭間斷沖洗。

    濕式靜電除霧除塵器應該在FGD裝置沒有停機清潔的情況下能連續運行 16000 小時。

供方應保證整體設備質保期為脫硫系統通過驗收后1年,大修周期不低于5年。設計使用壽命為20年。在整個質保期內,非人為因素造成的設備損壞,應有供方及時免費更換。

DMC脈沖布袋除塵器-江西雙諾環保設備有限公司

5、設備設計技術指標


技術指標

單位

內容

生產廠家

 

雙諾環保

濕式靜電除霧除塵器型號

 

BWD360-488

濕式靜電除霧除塵器外形尺寸

m

見圖紙

設計使用壽命

20年

無故障運行時間

h

16000

處理煙氣量(工況)(Q)

m3/h

300000

電除霧器陽極管材料

 

304不銹鋼(或廠家指定材質)

氧指數

 

0

設計煙氣溫度

100

進口含塵濃度

mg/m3

50

出口含塵濃度

mg/m3

10

游離酚、游離醛進口濃度

mg/m3

35

游離酚、游離醛出口濃度

mg/m3

5

進口含硫濃度

mg/m3

 

出口含硫濃度

mg/m3

 

最高允許煙氣溫度

100

噴淋+濕電壓力降

Pa

1500

本體漏風率

%

0

氣流分布均勻性

%

70%,濕式靜電除霧除塵器進口加裝氣體分布裝置。

布置位置

 

洗滌塔和濕式靜電除塵器分體安裝

煙氣流向

 

上進下出式

濕式靜電除霧除塵器陽極管數量

 

488

陽極管尺寸

 

內切圓360mm 正六邊形   L=6000mm

臨界流速

m/s

1.53

設計流速

m/s

1.8

濕式靜電除霧除塵器陽極裝置有效截面積

m2

55

濕式靜電除霧除塵器陽極收塵面積(A)

m2

3665

濕式靜電除霧除塵器霧滴去除效率

%

95

濕式靜電除霧除塵器配用電源

 

80kv  1800mA  數量1套







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