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超低排放案例

岩棉负压风生产线烟气处理技术方案

2021-5-13 9:04:12

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详细介绍

陕西合力保温材料有限公司

岩棉负压风生产线烟气处理技术方案

江西双诺环保设备有限公司


工艺设计:采用岩棉生产线专用湿式静电除尘器独特的结构方式,本工艺适用于岩棉生产工序中集棉机及固化炉尾气治理超低排放项目。烟气中含有大量短棉纤维粉尘、水溶性酚醛树脂以及游离酚和游离醛等物质。烟气首先进入到喷淋塔内进行喷淋水洗、水洗后的烟气中短棉纤维变成了雾滴大颗粒,一部分冲刷到了水中,一部分通过烟气进入到湿式静电除尘器中,烟气中的醛类同时也被水吸收了,酚类也被水冲洗掉一部分,进入到湿式静电除尘器中的雾滴、颗粒物完全可以被吸附回收,同时高压静电场内会产生大量的高压离子和臭氧能把酚类氧化和吸收,所以净化后的烟气能达到很好的效果。本公司系统特点:湿式高压静电除尘器采用上进下出的方式,此种结构能保证阳极管上的污垢能很好的清洗下来,进而能很好的提高除尘器的吸收效率,冲洗的循环水采用沉淀的方式,上层的漂浮物定期清理后进入到建筑用砖厂进行处理,中间的中水进行二次喷淋使用,下层的沉淀物采用污泥分离罐进行分离,分离后的污泥颗粒物进入到建筑用砖厂进行处理,可溶性的胶类进入到生产中作为岩棉用胶的稀释剂,此种方案的设计避免了人工清理污泥的工作,整体工艺中的烟气得到了处理,二次污染也得到了解决。

一、工作原理

烟气首先经过喷淋塔进行喷淋清洗并达到洗涤的目的,经过洗涤后的烟气再进入湿式静电除尘器,湿式静电除雾除尘器由高压静电装置和电除雾器本体组成,其工作原理与静电除尘器一样,只是沉淀极采用管束结构,每个沉淀极管对应1根阴极电晕线。工作时利用高压静电装置对架设在湿式静电除雾除尘器内的电晕线施加的高压电,从而在电晕线和沉淀极管之间形成不均匀的高压静电场并且两个电极是同轴布置的,沉淀极管内各点的电场强度与该点和电晕线之间的距离成反比。在电场力的作用下,整个沉淀极管内部都形成电晕区,在电晕区内,高浓度的负离子(电子)从电晕电极源源不断地向沉淀极管做定向运动从而形成电晕电流。当含有水雾及其他污染物的烟气进入沉淀极管时,由于离子的碰撞和扩散,水雾和污染物荷电,然后在电场力的作用下迅速抵达沉淀极管的内壁并同时释放出电荷,在沉淀极管内壁形成液膜,液膜在重力作用下流到静电除雾器下部的集液槽中集中处理,从而达到捕集烟气中雾滴和其它污染物的目的。湿式静电除雾除尘器的除尘除雾过程可概括为以下四个阶段:气体的电离、尘雾等粒子的荷电、荷电尘雾粒子的沉集、集尘的清理。与静电除尘器相比,岩棉生产线湿式静电除雾除尘器具有以下4项优点:

(1)由于粉尘、树脂胶与水相互交融形成的雾滴具有良好的导电性,因此,能够收集静电除尘器不能收集的高比电阻的粉尘,此设备最大的设计为既能处理掉树脂胶、又不能让树脂胶粘结在设备上,所以能保证设备在此工况下稳定运行。

(2) 没有振打装置而采用单管单冲装置,不存在二次飞扬问题,也不存在传动装置容易出故障的问题。

(3) 能提供几倍于静电除尘器的电晕功率,具有很高的除雾除尘效率,尤其对于细小的粉尘颗粒、雾滴、气溶胶、金属颗粒、酸雾等具有很强的捕集能力。电极之间的电场Ex为半径方向,其值为 式中:  U:施加在电极间的电压;R:外部电极的半径;r:内部电极的半径;X:空间任一点离轴线的距离。

(4) 在采用微机控制电源和新型放电电极的情况下,烟气中的粉尘颗粒、雾滴、气溶胶、金属颗粒、酸雾等在电场的驱进速度可以达到0.1m/s以上,有的高达0.19m/s。(本公司生产的新型放电电极经实践使用测得二次电晕电流大于0.6mA/m。)

特别值得注意的是宽极距的湿式静电除雾除尘器,在提高除尘除雾效率,降低除尘除雾成本方面有很大的优势,同时也是解决电晕闭塞的方法之一,是目前湿式静电除雾除尘器发展的一个新趋势。

总之,岩棉生产线湿式静电除雾除尘器特点是除雾除尘效率高,最高可达到95%,能捕集1um左右的粒子,且压力损失小,一般为0.2~0.5kPa,运行稳定。由于岩棉生产线湿式静电除雾除尘器里有液体介质存在且温度在露点以下,因此选材时必须考虑介质的耐温耐腐蚀性。


高压电源及其控制

a、高压供电电源及其控制:

湿式静电除尘除雾器的高压电源由升压变压器经高压整流器整流后供给。高压直流的负极经阻尼电阻后用高压电缆送到湿式静电除尘除雾器上。阻尼电阻可缓冲瞬时火花放电的电流并起到抑制高频分量的作用。电源和可控硅之间还串有电抗器。电抗器的作用是改善电压波形,使之连续平滑,有利于获得较高的运行电压和电流;限制电流上升率,对瞬间电流变化起缓冲作用;抑制电网高次谐波,改善可控硅的工作条件。电抗器设若干个抽头,以便根据不同的高压负载电流进行换接。负载电流越大,电抗器应换接匝数越少的抽头,反之则应换接匝数多的抽头,使高压供电稳定运行。图高压供电电源的主回路原理图:

 

可控硅的触发角和导通角的改善,可以以给定量和反馈量为依据,由自动控制回路自动调节。火化率控制是利用湿式静电除尘除雾器的火花闪络信号作为反馈指令来实现调节的。湿式静电除尘除雾器正常工作时允许有一定的火化率,但为了避免由火花放电过渡到电弧放电,除了要有阻尼电阻之外,湿式静电除尘除雾器一旦出现火花放电还可由自动控制系统立即对可控硅进行封锁,使电压立即下降到零值并使可控硅关闭一定时间(一般为 10~40ms ),然后再从某一个较低的电压继续上升到再一次发生闪络。视运行需要,也可采用火花放电后可控硅不封锁而只减小其导通角的火花控制方式,这样反复循环使湿式静电除尘除雾器保持一定的火花率下运行。调节电压下降的幅值(即电压上升的起始值)和电压上升的速度即可使火化率发生变化。为了使湿式静电除尘除雾器在各种工况下都能保持在最佳火花率下运行,就需对火花率进行调节。检测器把火花闪络信号取出,送到火花率偏差检测器与整定的火花率比较,并把比较结果送入调压控制器,当出现偏差时,由调压控制器发出信号对电压下降幅值或电压上升速度进行调节。

b、高压控制的组成

由高压控制柜、高压发生器和隔离开关柜组成;高压控制柜通过 PLC 来控制;高压发生器将高压柜的控制输出整流成直流电进入湿式静电除尘除雾器。

c、低压控制系统:

低压控制柜集中控制

喷淋冲洗水阀

绝缘箱加热控制同时显示加热器的温度

热风清扫系统电加热炉加热控制同时也显示电炉的温度、热风清扫系统中风机的开停。

贵公司因为不涉及到含氧量的折算值,所以可以采用不用保温箱加热和热风加热的形式,另外贵公司有充足的热源,所以我们决定设计使用热源清扫的方式。这样能大大节省了运行中的使用成本。

冲洗系统:

由管道、喷嘴、阀门、水泵组成。

冲洗要求采用实心喷淋冲洗,冲洗装置安装在上气室内。

绝缘系统:

湿式静电除雾除尘器共设置 1 个电场,四台电绝缘箱,架设在顶部平台上,每个绝缘箱内装瓷支柱一只。

阴极系统系统:

由大梁、小梁、吊杆、阴极线、重锤、高压电源等组成。电晕电极为 2205 高效芒刺极线。为保证电晕线在沉淀管中心,且不受气体流动的干扰引起的位移,每根电晕线下部设置6kg 重锤,上部固定在阴极小梁上,阴极小梁铺在阴极大梁上,大梁固定在瓷支柱上。

气体分布装置:

烟气由进气口进入湿式静电除尘器,由于截面积突然扩大,容易因涡流而造成整个截面积上的气体分布不均,所以就需要在下气室内设置气体分布装置。材质采用玻璃钢材质,通过开孔的大小及开孔率来达到气体分布的均匀,气流均布系数σr<0.2。

阳极系统:

阳极系统的收尘装置采用集束型,共分8组。具体见管束布置图,管子成蜂窝形排列,管子长度为 5000mm,组装好后,安装时通过其支撑法兰悬挂在壳体内的阳极支撑大梁上。

设计安装条件

1、 设计原则

① 湿式静电除雾除尘器为喷淋收尘一体化设计,喷淋后烟气夹带的雾滴和其它微颗粒。湿式静电除雾除尘器除雾除尘效率不低于80%(PM2.5以上颗粒)。

② 湿式静电除雾除尘器的设计,保证其具有较高的可利用性和良好的去除液滴效果。

③ 湿式静电除雾除尘器的设计,考虑电场内烟气高流速下,确保其除雾效率的应对措施,如阴极系统的固定措施、高效电晕极线型式的选用等,避免电晕极线因高气速情况下出现摆动,导致其运行的二次电压电流出现波动,影响其除除尘除雾效率。

④ 湿式静电除雾除尘器设备,需在正压下运行,设计时已考虑绝缘箱系统的绝缘保护措施,避免出现“污闪”现象,使绝缘子炸裂或产生裂纹,导致湿式静电除雾除尘器出现故障停运。

⑤ 设计特别要注意湿式静电除雾除尘器装置进口雾、微尘、石膏的浓度。湿式静电除雾除尘器冲洗系统应能够对湿式静电除雾除尘器阳极管进行单管全面冲洗,不能有未冲洗到的表面。冲洗水的压力应进行监视和控制,冲洗水母管的布置应能使每个喷嘴基本运行在平均水压。

⑥ 湿式静电除雾除尘器内部通道的布置应适于维修时内部组件的安装和拆卸。

2、性能要求

   ① 设备性能满足设计及使用要求,产品结构设计紧凑、简单,检修维护方便。

   ② 根据介质,湿式静电除雾除尘器部件及冲洗水管与喷嘴均由耐腐蚀耐温材料制成。

   ③ 供方应提供满足安装、调试、质保期内的所有备品备件及专用工具。

   ④ 需方应提供湿式静电除雾除尘器进口烟气的相关数据(与负荷有关)、供方应提供湿式静

  电除雾除尘器烟气出口相关理论数据及冲洗循环程序(冲洗间隔、冲洗时间、冲洗流量)

  的相关数据(与负荷有关)。湿式静电除雾除尘器冲洗用水为工艺水。

   ⑤ 供方应提供整个湿式静电除雾除尘器系统所必需的全套设备。

   ⑥ 供方应采取措施使所有烟气均不会产生烟气“逃逸”(即湿式静电除雾除尘器本体漏风

  率为零)。

   ⑦ 湿式静电除雾除尘器的设计充分考虑冲洗系统的设计和喷嘴的选择等对湿式静电除雾

  除尘器运行的影响(彻底解决阳极管和阴极线石膏结垢的问题)。

   ⑧ 喷嘴在设计中应具有良好的冲洗效果并考虑防堵措施,要确保整个湿式静电除雾除尘器

  阳极管内表面均能被冲洗到,喷嘴压力不小于0.25MPa。

   ⑨ 为保证现场安装工作顺利进行,结构件在出厂前进行预组装工作以保证现场组装尺寸。

3、电气自控要求

    对电气设备的基本要求:国产名牌

4、设备性能保证值

湿式静电除雾除尘器的主要保证值如下,但不限于此:保证在设计烟气流速下湿式静电除雾除尘器总压力损失不大于0.5kPa(带气体分布装置时)。湿式静电除雾除尘器系统所有设备引起的压力降均应包括在内。

    在60%到100%BMCR工况下,保证湿式静电除雾除尘器除雾除尘效率大于80%。

    湿式静电除雾除尘器冲洗水采用大流量喷头间断冲洗。

    湿式静电除雾除尘器应该在FGD装置没有停机清洁的情况下能连续运行 16000 小时。

供方应保证整体设备质保期为脱硫系统通过验收后1年,大修周期不低于5年。设计使用寿命为20年。在整个质保期内,非人为因素造成的设备损坏,应有供方及时免费更换。

5、设备设计技术指标

技术指标

单位

内容

生产厂家

 

长兴环保

湿式静电除雾除尘器型号

 

BWD360-384

湿式静电除雾除尘器外形尺寸

m

见图纸

设计使用寿命

20年

无故障运行时间

h

16000

处理烟气量(工况)(Q)

m3/h

250000

电除雾器阳极管材料

 

304不锈钢(或厂家指定材质)

氧指数

 

0

设计烟气温度

100

进口含尘浓度

mg/m3

50

出口含尘浓度

mg/m3

10

游离酚、游离醛进口浓度

mg/m3

35

游离酚、游离醛出口浓度

mg/m3

5

进口含硫浓度

mg/m3

 

出口含硫浓度

mg/m3

 

最高允许烟气温度

100

喷淋+湿电压力降

Pa

1500

本体漏风率

%

0

气流分布均匀性

%

70%,湿式静电除雾除尘器进口加装气体分布装置。

布置位置

 

洗涤塔和湿式静电除尘器分体安装

烟气流向

 

上进下出式

湿式静电除雾除尘器阳极管数量

 

384

阳极管尺寸

 

内切圆360mm 正六边形   L=6000mm

临界流速

m/s

1.62

设计流速

m/s

1.8

湿式静电除雾除尘器阳极装置有效截面积

m2

43

湿式静电除雾除尘器阳极收尘面积(A)

m2

2875

湿式静电除雾除尘器雾滴去除效率

%

95

湿式静电除雾除尘器配用电源

 

80kv  1800mA  数量1套

6、湿式静电除雾除尘器部件一览表

序号

设备名称

型号规格

数量

备注

1

除尘除雾器本体

BWD360-384

1台

Q235

1.1

下气室

 

1套

Q235

1.2

上气室

 

1套

Q235

1.3

管束支撑装置

法兰

1套

Q235

1.4

气体分布板

 

1套

材质: 不锈钢

1.5

气体分布支撑装置

 

1套

Q235

1.6

阳极管喷淋系统

 

1套

Q235

1.7

阳极冲洗水泵

 

2

 

 

雾化水泵

 

1台

 

1.8

绝缘箱

 

4套

组合件

1.9

阴 极 系 统

 

1套

 

 

 

大梁

1套

100×200×8空心方管

 

 

小梁

1套

Φ48×3mm管

 

 

重锤

384

聚乙烯

 

 

重锤固定装置

1套

(压盘)玻璃钢

 

 

高效芒刺极线

384

2205

 

 

电加热器

12件

2kw/件

 

 

加热热电偶

4支

 

 

 

烟温热电偶

1支

 

2

低压控制柜

380V/200kw

1台

 

3

变压器

80kv/1800mA

1台

沧州长兴环保

4

高压控制柜

80kv/1800mA

1台

5

喷淋塔

 

1台

 

5.1

洗涤水泵

 

2台

 

5.2

雾化水泵

 

1台

 



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