在燃煤锅炉、垃圾焚烧炉、预焙电解槽以及化工炉窑排放的烟气中含有SOx、HCl、NOx、HF等腐蚀性气体。袋式除尘器具有除尘和除有害气体的双重功能,在系统流程、除尘器结构设计及滤料选用方面均应采取特殊措施。
1.酸性气体的中和处理
燃煤锅炉及垃圾焚烧炉烟气中分别含有SOx、NOx、HCl、HF等酸性气体。采用Ca(OH)2和NH3等碱性物质喷入烟气,在适宜的温度工况下起中和反应,反应生成颗粒物与粉尘混在一起被袋式除尘器捕集。1962年,美国哈佛空气净化实验室在Edison公司燃煤锅炉开创性地应用了袋式除尘器,采用预喷助滤剂进行烟气干法脱硫的工业应用,至今已被全面推广,并开发了烟道喷入、循环流化床反应塔、干法和半干法等多种形式。
图9-23 循环半干法脱硫净化工艺流程
图9-23为锅炉烟气脱硫工程广泛应用的循环半干法脱硫净化工艺流程。利用消石灰作为反应剂与袋式除尘器的收下尘混合,并经增湿、流化,喷入反应器,使烟气降温脱酸,生成硫酸钙、亚硫酸钙等颗粒,与烟气中的飞灰一起被袋式除尘器捕集,并利用粉尘层进行二次脱酸,综合脱酸效率可达99%。此外,可在袋式除尘器进口喷入氨水(NH3、H2O),利用滤袋粉尘层自身的催化作用脱除NOx。
2.系统与除尘器结构设计对策(www.xing528.com)
1)严格控制入口烟气温度,使除尘器运行温度高于烟气酸露点15~20℃,箱体与灰斗保温。
2)除尘器内壁喷涂氯磺化聚乙烯等防护漆或GFT类高性能防护涂料。对特种工程,在灰斗内衬橡胶板或环氧树脂。
3)除尘器关键部位及阀门、伸缩节等重点部件采用耐腐蚀材料制作,如不锈钢板或合金钢板。奥氏体不锈钢适用于氯化物含量≤2%,双联不锈钢适用于氯化物含量≤4.5%,高镍合金钢适用于氯化物含量>4.5%。
4)滤袋框架采取阴离子电泳处理,喷涂耐酸涂料,或采用不锈钢丝制作。
3.选用耐腐蚀滤料
对酸性气体具有较好防腐蚀性能的滤料材质有丙纶(PP)、聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)以及玻纤等。各自又有一定的局限性,如PP的耐温性较差,不宜超过90℃;PPS抗氧化性较差,适宜在体积分数φ(O2)≤10%条件下使用;PTFE强度较低,价格较高;而玻纤的抗折、耐磨以及抱合性能较差。于是,混合纤维滤料脱颖而出,我国自主开发的ZMS®、PUNATE®、FMS®品牌滤料具有良好的耐酸防腐和过滤性能,在燃煤锅炉、垃圾焚烧炉烟气治理工程中得到广泛应用。切记缝袋用线必须具有与滤料本体相同的耐腐蚀性能。
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