循環流化床鍋爐除塵裝置的設計與改進

摘要：煤炭燃燒后的粉塵和二氧化硫污染對人的身心健康危害極大，治理意義重大。本文采用濕式除塵器和袋式除塵器（二級除塵）作為系統除塵主要設備。濕式除塵器的主要作用是去除小顆粒和二氧化硫氣體，而袋式除塵器的作用是去除一些大的粉塵顆粒。通過一些具體要求，進行了除塵系統的設計。

關鍵詞：循環流化床鍋爐 濕式除塵 袋式除塵 系統設計

0 引言

在我國經濟高速發展的今天，大量燃煤煙氣的排放，尤其是粒徑在0.5-5um之間的飄塵，對人體健康危害最大，是大氣中各種毒物的元兇，是大氣中粉塵防治的重點。因此，除塵設備的設計及開發在生產和生活中得到普遍重視，一些新型通風除塵設備不斷涌現和完善。

本文設計了一套流化床鍋爐的除塵系統。其中原始參數為：處理風量15000m3/h，粉塵濃度25g/m3，SO2濃度2100mg/m3，林格曼黑度Ⅲ級。要求除塵后粉塵濃度小于200mg/m3，SO2濃度小于850mg/m3，林格曼黑度小于Ⅰ級。

1 循環流化床鍋爐介紹

循環流化床鍋爐，一般的流化速度較高，小顆粒被吹起很多，在稀相區產生很高的顆粒濃度，以至于爐膛出口煙氣物料濃度依然很高，大量的細物料被帶到爐膛出口，而經分離器捕集后，由回料裝置送到爐膛。所以，有大量的物料在爐膛一分離器一回料器一爐膛之間循環，這就是循環流化床鍋爐燃燒區域二相流的重要特征。循環流化床鍋爐具有燃料適應性廣、燃燒效率高、高效脫硫、NO2釋放率低、爐膛面積小、負荷調節比例大和負荷調節速度快等優點，同時也存在著受熱面磨損嚴重、排渣問題突出、風室漏灰嚴重、啟動爐時間長等不足之處。

對于循環流化床鍋爐除塵本文采用袋式除塵器作為一級除塵裝置，來去除大一些的顆粒，因為它效率高，結構簡單，不受煙氣成分、含塵濃度、顆粒分散度、比電阻等粉塵性質的影響；用一種新型的濕式除塵器作為二級除塵，用來除去特別細小的顆粒，再加上濕式除塵器可以脫硫，也達到了除去有害氣體的目的。

2 袋式除塵系統設計

袋式除塵器是使含塵氣體通過濾袋濾去其中離子的分離捕集裝置，是過濾式袋式除塵器中一種，濾布只要有透氣性，兩面之間有壓力差，氣體就可以從濾布的間隙中穿過流向對面。含塵氣體向濾布粉塵被濾布阻擋，動量接近于0，沉淀在布袋表面，經振打落入灰斗，穿過濾布的氣體已被凈化。袋式除塵器通過由棉、毛、人造纖維等所加工成的濾料來進行過濾，主要依靠濾料表面形成的粉塵初層和集塵層進行過濾作用。

DS型袋式除塵器是機械振動袋式除塵器，機械振動結構非常簡單，只裝上附著式振動器便可，是最經濟的一種清灰方式。加上袋式除塵器只是作為一級除塵，后面還有二級除塵，所以做的越簡單越好。然而通過大量的除塵技術的資料，發現DS系列除塵器有兩個缺點：一是它只能離線清灰，不能在線清灰，在清灰的一瞬間，大量粉塵會隨風排出；二是雖然它有維修門，但是濾袋間隔太小，維修工不能直接進入到除塵室里面。

本文設計了一個分室清灰的除塵器，單室的原型來自DS/A型袋式除塵器，在此基礎上，適當的增加其除塵室的個數來達到在線清灰，分室進行的目的。工作濾袋數要達到83條以上，這里將其分成三室，每室28條濾袋，再增加一個同樣大小的清灰室，一共4室，需要112條濾袋。在濾袋的間隔上，為維修工流出了一定的空隙，可以在安裝好濾袋的情況下進入濾室，具體布局如圖1所示。

一般的只有一個除塵室的除塵器的進出風口管道都是等截面的，現在這個除塵器有四個除塵室，要是管道還是等截面的就會導致每個除塵室的進氣量有所不同。為了盡可能的使每個除塵室的進氣量和出氣量相同，管道做成減縮的，如圖2所示。

3 濕式除塵系統設計

幾乎所有的粉塵都可以被水或其他液體吸附，用液體吸附粉塵的除塵器稱之為濕式除塵器。水除了吸附粉塵之外還可以吸納熱量。高溫含塵氣體與水相接觸進行熱交換，氣體溫度急劇降低，而水的熱容量大，溫度升高有限。濕式除塵的機理可概括為兩個方面：一是塵粒與水接觸時直接被水捕獲；二是塵粒在水的作用下凝聚性增加。這兩種作用而使粉塵從空氣中分離出來。要保證用水最大限度的吸附粉塵，有兩個必要條件：其一含塵氣體細化，其二是潛入水中。結構合理效果理想的濕式除塵器必須滿足以上兩個條件。

SS／D型濕式除塵器采用若干個內室組合使用。內室未封閉與外界相通，內室外的空間連成一體成為外室。含塵氣體進入外室之后下潛，穿過小孔上浮進入內室，直接排放到大氣中。水箱的下部是一個沉淀室，在水箱上部安裝引風室，引風室是由若下個單體除塵裝置組成。組合后的單體除塵裝置去掉了它的外圍部分，使通氣道外的空間相通。在每一個通氣道下部裝設一個振動子，振動子是通過螺桿與振動架相連，振動架由振動器來引振。圖3中所示是正壓操作，把含塵氣體打人引風箱，在風壓作用下下潛穿過孔盤，從通氣道上浮，凈化后的氣體直接排放到大氣中。這里設計成負壓操作，則氣體的流向相反，要求排出氣體不能直接進行，要通過一段管道，就要在匯風箱上部加設一個罩子，使氣體在通氣道上面集聚，罩子與管道相通。

4 結論

本文所設計的循環流化床鍋爐除塵系統，通過兩級除塵（袋式除塵和濕式除塵）所排氣體滿足國家環境保護所要求的排放標準，并且具有適用范圍廣、可靠性高、一次投資及維護費用低、使用壽命長等優點。

綜上所述，該除塵器既滿足環保的排放要求，在技術上具有先進性，在經濟上又合算，并能安全連續運行。

參考文獻：

[1]張殿印.袋式除塵技術.北京：冶金工業出版社，2008.3.

[2]鍋爐大氣污染物排放標準.GB13271-2001.

[3]馬雙忱.煙氣循環流化床脫硫技術實驗研究.華北電力大學工學博士學位論文.2002，09.

[4]Z.Tan.Development of an aerodynamic deduster technology for particle separation from air stream. University of Calgary.

[5]Wang Z.L，Kang C.Reasearch on Rotary Granular Bed Deduster for Removing Dust by Fluidization. World Engineers′Convention. November2-6，2004.