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燃煤锅炉耐高温防酸复合过滤材料的研究与开发
作者:管理员    发布于:2016-01-06 14:39:43    文字:【】【】【

  用耐高温防酸复合过滤材料的研发状况。

  我国燃煤锅炉高温烟气除尘目前采用的主要方式是电除尘,但其大的不足是除尘效率低,且受粉尘比电阻的影响,很难达到国家规定的排放标准,烟气粉尘严重影响了人们赖以生存的环境,而袋式除尘器除尘效率高,能达到99. 99,且不受粉尘比电阻的影响。近年来随着国家对环境质量要求的提高,燃煤锅炉的排放标准也越来越严,一些发达国家燃煤锅炉烟气粉尘排放标准为25~ 30mg/Nm3,我国现行标准为200mg/Nm3以下。若采用袋式除尘器,其粉尘排放浓度可达到50mg/Nm3以下,大大低于国家现行标准。现在有些环保设备制造商正在研究开发脱硫除尘一体化的袋式除尘设备。若开发成功,则袋式除尘器在燃煤锅炉烟气除尘上的使用必将得到进一步的推广。

  1国内燃煤锅炉高温防酸过滤材料的发展前景早在上世纪80年代初,国外火力发电厂燃煤锅炉就已经开始推广袋式除尘技术,特别是澳大利亚近90火电厂燃煤锅炉采用袋式除尘器。而在我国目前还未得到有效推广,关键在于袋式除尘的技术和过滤材料的使用寿命达不到要求,还因我国针刺材料有限公司总经理。

  用于电力生产的煤种较复杂,这些都影响了袋式除尘在电力行业的推广。2001年内蒙古呼市丰泰电厂2台20万1W机组成功引进了国外先进的袋式除尘技术以及2003年河南焦作电厂改造的成功,为国内袋式除尘器在燃煤锅炉上推广应用提供了许多宝贵的经验。

  我国现有火力发电装机容量2亿1W,2004年电力缺口在3000万1W以上。随着国民经济的高速发展,大力发展电力势在必行,特别是火力发电厂的新建和扩建改造,将为袋式除尘器的发展提供很好的机遇。如果按1 1W装机容量使用过滤材料08m2计算,若有50机组使用袋式除尘器,则配套的过滤材料需用量将达到8000万m2,再加上垃圾焚烧炉的高温烟气除尘用过滤材料,预计今后5年过滤材料的需求量将达到1亿m2,过滤材料国产化已经成为许多权威人士的共识。生产过滤材料的专业厂家必须与时俱进,投入更多的精力来加大燃煤锅炉和垃圾焚烧炉高温烟气除尘过滤材料的开发研究。

  2国内外主要烟气脱硫技术目前国际上已应用于工业化生产的燃煤锅炉烟气脱硫技术主要有:①湿法脱硫技术,占85左右,其中石灰一石膏法占35左右,其他湿法脱硫技术占50;②喷雾干燥脱硫技术,约占84;③吸收剂再生脱硫法,约占3 4;④其他烟气脱硫基布技术,约占32.其中湿法石灰/石灰烟气脱硫技术的突出优点是:脱硫效率高(有的装置当Ca/S=1时,脱硫效率可达90);吸收剂利用率高(大于90);设备运转率高(在90以上)。所以,湿法脱硫技术是国外采用多的燃煤锅炉高温烟气脱硫技术,其次就是喷雾脱硫技术。

  国内采用的脱硫技术主要有干法脱硫、湿法脱硫、半干法脱硫(喷雾脱硫),还有就是通过在燃煤锅炉炉内喷吸收剂,石灰石/活化脱硫技术,即在锅炉尾部、烟道尾部安装活化反应器,使烟气增湿,将剩余的吸收剂与S2反应。这种技术适合于中、低硫煤种,即硫的含量在15以下。当Ca/S=25时,脱硫效率可达80以上。

  3耐高温防酸过滤材料的研发3-1设计思路根据对都市废弃物焚化炉和煤燃烧后的高温烟气成分分析,在都市废弃物焚烧炉和燃煤锅炉中典型的烟道气体成分为HClSx、Nx、HF、H2O、O2和一定量粉尘。一般进入除尘箱体时的温度为100~200°C,因此在开发过滤材料时必须考虑到产品既要耐高温,又要耐酸性气体的腐蚀。本研究针对以上目标研究开发的耐高温防酸过滤材料,主要用于燃煤锅炉高温烟气除尘。

  3.2原材料本研究所选择的原材料为:水解性能优,含氧量为10左右,正常使用温度为170……

  P84纤维,该纤维耐温250°C,具有良好的耐酸、耐碱性,抗氧化能力好于普抗纤维。

  PTFE纤维,该纤维具有优良的抗各种化学腐蚀性能,适用于在连续温度为250°C的高温下工作。

  3.3工艺路线在制定试制工艺时,采用了将PPS、P84和PTFE纤维中两种或两种以上纤维复合混纺与先进的非织造布生产工艺,用PPS纤维或PPS/PTFE混合纤维制成基布,再进行特殊方式的后处理。

  3.3.1成毡工艺针刺后处理根据产品的不同要求,采用以下两种方式进行后处理。

  热定型烧毛(双面)热定型热定型4过滤材料的性能特点分析及性能指标4.1产品性能特点分析按上述原料和工艺制成的过滤材料在下列性能方面显现出特点。

  1耐温性提190°C.当燃煤锅炉运行不稳定时,进入除尘器的烟气温度会产生波动,有时会超过PPS过滤材料所能承受的范围。在过滤材料中加入一定比例的P84纤维后,由于P84纤维能耐250°C的高温,若温度瞬间高于190°C,对于过滤材料的性能不会产生较大的影响。

  4.1.2集尘效果更好由于P84纤维具有不规则的截面,比表面积较大,因此其过滤材料对粉尘具有较强的捕集能力,特别是对超细粉尘的收集。

  3抗化性提高PPS纤维具有很好的耐水解、耐酸碱性,而其弱点是抗氧化性不够好,因而必须限制PPS过滤材料所在操作环境中的氧气含量,当含氧量超过PPS过滤材料所能承受的范围,特别是在温度较高时,将对过滤材料的强力产生很大影响。在过滤材料中加入P84纤维后,能够利用P84较好的抗氧化性来弥补PPS性能上的不足。

  4.1.4耐较高的过滤负荷在设计和生产过滤材料时,选用PPS和PTFE长丝复合基布,并提高基布的经纬向密度,该过滤材料的各项指标将优于普通的PPS过滤材料,再经过两次高温热定型后,强力将得到进一步的提高,过滤材料气布比能达到15m3/(m、min)以上,能很好地满足大型燃煤锅炉袋式除尘器的设计要求。

  4.1.5后处理方式改进一般的过滤材料都采用单面烧毛,而本研究采用的则是双面烧毛法。采用该处理方式的过滤材料制成的滤袋有以下优点:G在安装过程中滤袋与袋笼的摩擦力减小,滤袋表面不易损伤;②袋式除尘器脉冲清灰时,能够减少袋笼与滤袋表面由于摩擦碰撞而产生的滤袋损伤;垣燃煤锅炉的烟气粉尘的当量直径相对较小,两面烧毛处理的滤袋对超细粉尘具有更好的捕集能力。

  4.1.6耐酸腐蚀性能提高由于我国燃煤锅炉燃烧的煤质比较复杂,且产地不一,烟气中的酸性气体含量不一,在某些酸性气体浓度较大的地方,可选用特种防酸处理过滤材料,满足特殊工况的除尘要求。在设计生产过滤材料时可充分考虑耐酸腐蚀性的因素,在过滤材料中加入PTFE纤维,并经过PTFE防酸处理,使过滤材料能达到更好的防酸腐蚀效果。

  4.2性能指标本研究制得的过滤材料的性能指标列于表1. 5应用实例某小型燃煤电厂有一台5万1W的发电机组,表1产品性能指标项目型号面密度(g/m2)厚度(mm)抗拉强度经向纬向延伸率()经向纬向透气性气布比使用温度(°C)瞬间温度(°c)耐化学腐蚀性优后处理工艺热定型,热定型,烧毛,烧毛PTFE防酸处理其烟气除尘的过滤面积为3 800m2,所用煤种的含硫量一般为14左右的中硫煤,有时会达到20以上,采用向炉内添加石灰石吸收剂的脱硫工艺,进入除尘器的烟气温度为140°C,高温度为180°C,过滤风速为078m/mi.向该电厂使用的过滤材料是本研究开发的耐高温防酸复合过滤材料,投用日期为2004年4月,通过近半年的使用,运行情况良好,烟气排放浓度在50mg/Nm3以下。

  本研究开发生产的燃煤锅炉专用耐高温防酸复合过滤材料的设计使用寿命3年以上,在性能上可与国外过滤材料相媲美,而在价格上却具有相当的优势,可与燃煤锅炉袋式除尘器的生产厂家及各用户单位展开合作,开发适合我国国情的耐高温防酸除尘过滤材料,以推进我国燃煤锅炉高温烟气袋式除尘的进一步发展。

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