一、概述
流化床鍋爐由于具有燃煤適應性強、燃燒效率高,可達98-99%、負荷調節(jié)比大、運行操作方便、爐內噴鈣脫硫率高達90%以上等特點,特別適用于中、小型機組,熱電廠和調峰機組,根據近幾年國內成功的應用實例,將會獲得大力推廣。
流化床鍋爐在燃燒過程中進行脫硫,通常使用的脫硫劑有石灰石(caco3)和白云石(caco3.Mgco3),把石灰石破碎至2-3mm的粒徑,投入流化床內,石灰石受熱分解產生cao,cao與煙氣中的so2結合成caso4,從而具有煙氣脫硫的作用。脫硫所生成的caso4隨灰分排出,這些排除物由電除塵器進行收集。
在氧化性氣氛中,這一脫硫反應為:
caco3=cao+co2-0.1794×106KJ/Kg 吸熱反應
cao+so2+1/2co2=caso4+0.502×106KJ/Kg 放熱反應
脫硫反應速度決定于cao的生成速度,由于吸熱反應速度緩慢,放熱反應速度迅速,所以cao的生成速度比caso4的生成速度要緩慢。因此,一旦生成cao就會很快轉變成caso4,但從單位鈣而言,caso4體積大于caco3的體積,從而cao表面的細化就很容易被caso4所覆蓋,cao失去為反應所必需的多孔性表面。因此,如果要達到較高的脫硫率,應投入比化學劑多得多的石灰石。在常規(guī)的流化床鍋爐中ca/s比為2-3范圍內。另一方面要提高脫硫率,最好使石灰石的粒徑減小,使反應的表面積增加,但當粒徑過小時,帶出量增大,影響脫硫率。如果把帶出的脫硫劑回收循環(huán)使用,可使脫硫劑利用率和脫硫率上升。采用循環(huán)流化床,可使脫硫效率提高且鈣硫比可以降低。綜上所述,硫化床鍋爐給煙氣和粉塵帶來的特點是:
1、 煙氣含塵量增加。一般煤粉爐的煙氣含塵濃度約為20-30g/Nm3但使用流化床鍋爐,其含塵量約在60g/Nm3以上,甚至可高達80 g/Nm3,容易產生電暈封閉。
2、 由于爐內摻鈣脫硫,較大幅度降低了煙氣中的so2的含量,并使粉塵中金屬氧化物含量下降,煙塵中鈣的化合物含量大量增加,如caso3、caso4、及ca(oH)2,這些成分使粉塵的比電阻值增高,約可達1012-1013Ω?cm,易發(fā)生反電暈現象。
3、 因氧化鈣與硫酸鈣的生成速度不一,從而使cao表面很容易被caso4覆蓋,因此使一部分粉塵的中性粒徑變大。
4、 灰塵的粘性較大,細粉塵多容易造成陽極板和陰極線沾灰嚴重,不易振打脫落。
二、電除塵器的技術保證措施對于以上情況的分析,針對流化床鍋爐對電除塵器的除塵機理和粉塵特性所帶來的影響,本公司在選型設計與結構設計采取了以下一些技術措施,以確保電除塵器的效率、壽命及可靠性。
1、做好電除塵器的選型設計,合理選定驅進速度值,雖然多依奇推導效率公式過程中,作出了一些與實際情況有較大出入的假設,但至今仍然是電除塵器設計中的一項基本公式。它所表達的驅進速度值的物理意義,不僅反映塵粒向極板運動的速度,而是包括諸如二次揚塵、氣流分布、電氣條件、本體結構以及其它影響電除塵性能的各種因素的總和。本公司吸收國內外的選型技術,結合實際經驗,根據用戶所提供的煙氣性質、粉塵特點和環(huán)保要求計算機選型來選定電除塵器的主要工藝參數Wk(驅進速度)和Vs(電場風速)以及f(比集塵面積)等。
2、煙氣流速決定了電除塵器的截面積大小,對于一定的收塵面積,提高電場風速,除塵效率則有所降低。由于流化床鍋爐的煙氣含塵濃度較大,且粉塵的中性粒徑變粗,因此,不宜選擇過大的電場風速,據經驗一般選0.7m/s上下較為合適。
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