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冶炼行业案例

矾生产尾气处理湿电除尘系统

2021-5-11 9:54:32

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详细介绍


随着国民经济的迅速发展,环境污染和生态破坏日趋严重,国家对大气质量控制越来越严,对除尘设备的性能和可靠性也提出了严格的要求。湿式静电除雾除尘器拥有捕集烟气中雾滴和微小尘粒的强大功能,尤其是对微细/黏性/高比电阻粉尘等有理想的捕集效果。在国内的化工、冶炼、建材等行业有着多年成功应用的业绩,在国外的燃煤电厂中也有近30年的应用历史。我公司根据多年经验,电除雾器在湿度尾气处理方面有很好的效果,应该在炉窑、碳纤维生产尾气处理、垃圾焚烧、锅炉的尾气深度净化采用湿式静电除雾除尘器,肯定能达到PM2.5的排放要求。

工艺流程:采用喷淋塔和湿式静电除尘器二合一的结构方式,前部为喷淋塔,后部为湿电。江西双诺环保设备有限公司


一、工作原理

烟气经过管路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负的高压电,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,湿式静电除雾除尘器具有以下4项优点:

(1)由于粉尘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黏性、高比电阻的粉尘。

(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,湿式静电除雾除尘器特点是除雾除尘效率高,最高可达到99.99%,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。



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,每个电场4台电绝缘箱,架设在顶部平台上,每个绝缘箱内装异型套一支、压盖一个。

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,大梁固定在异型套上。

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1组。具体见管束布置图,管子成蜂窝形排列,管子长度为 4000mm。

二、设计与安装条件

1、 设计原则

① 湿式静电除雾除尘器安装在脱硫塔下部,用来分离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85%(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。

江西双诺环保设备有限公司

5、设备设计技术指标

技术指标

单位

内容

生产厂家

 

双诺环保

湿式静电除雾除尘器型号

 

BWD360-200

湿式静电除雾除尘器外形尺寸

m

6.5*5.0*13

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

100000

电除雾器阳极管材料

 

CFRP

氧指数

 

30

设计烟气温度

50-60

进口含尘浓度

mg/m3

70-80

出口含尘浓度

mg/m3

10

最高允许烟气温度

60

压力降

Pa

400

本体漏风率

%

1

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

 

分体安装

烟气流向

 

底进上出式

湿式静电除雾除尘器阳极管数量

 

200

阳极管尺寸

 

内切圆360mm 正六边形   L=6000mm

临界流速

m/s

1.6

设计流速

m/s

1.5

湿式静电除雾除尘器阳极装置有效截面积

m2

~22.45

湿式静电除雾除尘器阳极收尘面积(A)

m2

~1498

湿式静电除雾除尘器雾滴去除效率

%

85

湿式静电除雾除尘器配用电源

 

80kv 1200mA  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

BWD360-200

1台

玻璃钢+碳钢

1.1

下气室

 

1套

碳钢

1.2

上气室

 

1套

碳钢

1.3

喷淋支撑装置

 

1套

201

1.4

气体分布板

 

1套

材质: 环氧树脂

1.5

气体分布支撑装置

 

1套

201

1.6

阳极管喷淋系统

 

1套

PPR(含喷嘴)

1.7

阳极管喷淋水泵

 

2台

流量30m³/h,扬程35m

1.8

绝缘箱

 

4套

组合件

1.9

阴 极 系 统

 

1套

 

 

 

大梁

1套

60×80空心方管,材质:不锈钢

 

 

小梁

1套

 

 

 

重锤

200个

 

 

 

重锤固定装置

1套

(压盘)

 

 

高效芒刺极线

200根

2205

 

 

电加热器

4件

2kw/件

 

 

加热热电阻

4支

 

 

 

防火保护热电阻

1支

 

2

低压控制柜

380V/10kw

 

1台

 

3

高压硅整流器

80kv/1200mA

 

4

高压控制柜

80kv/1200mA

1台







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