1石油焦循环流化床锅炉尾气的特点1. 1锅炉尾气参数石油焦循环流化床锅炉尾气温度为149 155 ,压力为微负压。尾气中的固体颗粒浓度预计为10 15 g/ m 3。
1. 2尾气中的固体颗粒成分高硫石油焦外观一般呈黑色块状,略有光泽。
它的结构松散且多孔,易被粉碎成颗粒。是高硫石油焦的分析数据。可见在石油焦的成分中,碳含量很高( > 80% ) ,挥发分少( 5% 16% ) ,灰分也少,具有较高的热值( 31. 0 MJ/ kg)。
石油焦作为燃料在燃烧过程中,一般要加入石灰石进行脱硫处理。致使脱硫过程尾气中除了固体颗粒燃烧产生的灰分外,还含有硫酸钙、亚硫酸钙以及过剩的氧化钙。
1. 3固体颗粒粒径和颗粒密度石油大学对美国某石油焦循环流化床锅炉布袋除尘器中所收集的灰样,用英国Coulter Multisiz er颗粒计数仪器分析,得到的颗粒粒径的分布。颗粒密度为2 500 kg/ m 3。
1. 4灰的电阻率测定温度149 ,固体颗粒的电阻率大于或等于1 000 G m.
2除尘方法的选择根据石油焦循环流化床锅炉尾气的特点和环保的要求,在众多的除尘方法中选择合适的除尘器,所要考虑的因素是比较多的,但主要应考虑以下几方面:排放标准,尾气量,颗粒的物性,除尘设备的除尘效率、压力损失、一次投资、维修管理等。
2. 1选用的除尘器应满足标准规定的排放浓度尾气净化要达到环保所要求的排放标准,这里主要是指尾气中固体颗粒的浓度而言。能否达到排放标准取决于除尘器的分离效率,分离效率必须大于98. 5% ,才可达到排放标准。对于运行状况不稳定的系统,还要注意处理量变化对除尘器分离效率和压力损失的影响,操作弹性一般对除尘性能的影响很大。例如,旋风分离器的分离效率和压力损失,随处理尾气量的增加而增加,但大多数除尘器(如电除尘器)的分离效率却随处理尾气量的增加而下降。压力损失是除尘器选择要考虑的另一个主要因素,旋风分离器的能耗主要是主风机的电耗,在保证分离效率的条件下压力损失越小能量消耗越小,布袋式除尘器也是如此。
而电除尘器的压力损失远小于旋风分离器的压力损失,能量消耗主要是维持系统的运行和清灰。
2. 2粉尘的物理性质对除尘器性能的影响一般除尘器的分离效率与颗粒粒径的分布密切相关,尤其是惯性除尘器。一般高效旋风分离器的分离粒径为5 100 m,过滤袋式除尘器为0.
1 100 m,电除尘的分离粒径为0. 1 100 m.
从对尾气粉尘颗粒粒径的分析表明,三种除尘器均适用于石油焦循环流化床锅炉尾气的净化。但电除尘器对固体颗粒的电阻率有要求,电阻率过大( > 1 G m)或过小( < 1 k m)的粉尘,电除尘器的分离效率急剧下降。石油焦循环流化床锅炉尾气中灰的电阻率1000 G m,需要进行处理后才能用电除尘器将其除去。
另外粉尘的沉积和结渣也是除尘器选择必须考虑的因素,尤其是除尘器的排灰问题。石油焦循环流化床锅炉尾气中的固体颗粒的沉积和结渣倾向很大。
2. 3入口颗粒浓度的变化对除尘效率的影响一般高效旋风分离器入口颗粒浓度( g/ m 3)在一至数千之间;电除尘器入口颗粒浓度30 g/ m 3,入口浓度过高会使电除尘器产生电晕闭塞,一般要在电除尘器前加预除尘器,而袋式除尘器的理想含尘浓度为0. 2 10 g/m 3。旋风分离器和电除尘器的清灰可以连续进行,而袋式除尘器是间歇操作。
2. 4温度是选择除尘设备所必须考虑的因素高温条件下一般选择旋风分离器,采用干法除尘;高温时受滤料的限制不适宜采用袋式除尘器,电除尘器在高温下效率会下降。如尾气中同时含有SO 2和NO x等气态污染物,还必须考虑设备的腐蚀问题,尤其是对电器设备的腐蚀。
2. 5投资和维修费用问题给出了常见除尘系统投资费用和运行费用的比较。需要指出的是,任何除尘系统的一次投资只是总费用的一部分,仅以一次投资作为除尘系统选择的准则是不全面的,还须考虑其它费用,包括安装费用、动力消耗、装置杂项开支以及维修费等。
3几种除尘方法的综合对比根据国外石油焦循环流化床锅炉尾气净化工艺的应用经验,对比国内的具体情况,旋风分离器、电除尘器和袋式除尘器是可以选择的尾气净化设备。
旋风分离器的主要特点是结构简单、造价便宜、体积小、操作维修方便;压力损失中等;操作过程是连续的;可以用各种材料制造;适用于粉尘负荷变化大的含尘气体,能用于高温、高压及腐蚀性气体的净化;无运动部件,运行管理和维护简便等。此外,旋风分离器在使用时粉尘不易沉积和结渣。旋风分离器一般对于粒径5 15 m以上粉尘的分离有较高的除尘效率(大于80% ) ,但对于粒径5 m以下粉尘的效率不高。旋风分离器的压力损失相对较大,一般要设高压风机,能量消耗问题是制约其使用的重要因素,因此需要开发高效低阻的旋风分离器。
袋式除尘器是一种干式高效除尘器,可以分离粒径大于0. 1 m的粉尘,分离效率高,性能稳定,操作简便。尤其是反吹风大布袋除尘器,若提高清灰效果减少阻力,完全可以保证设备的处理能力。但在使用中滤布材料受到温度、腐蚀性的限制,操作不连续。尾气温度也不能低于露点温度,否则会结露,使滤袋堵塞。
电除尘器除尘效率几乎不受粉尘颗粒粒径的影响,对细粉尘分离效率高,气流阻力小,还能连续操作,处理气流量大( 10 5 10 6 m 3 / h) ,能在高温下工作。缺点是一次性投资高,占地面积大,使用范围受粉尘电阻率限制,粉尘的沉积和结渣也是必须考虑的因素。此外对制造、安装和维护要求高。若一次性投资不成问题,技术管理水平高,可以考虑选择电除尘设备。
从上述的各种因素分析中可以看出,旋风分离器用于石油焦循环流化床锅炉尾气净化是有一定优势的,也适用于我国的现有国情。但需要作一定的开发研究,尤其是在细粉的分离效率和低压力降方面。
石油大学在催化裂化尾气能量回收系统烟气净化工艺中,开发了立管式三旋用的EPVC型、PDC型单管,卧管式三旋用的PT型、DTC型单管。用这些单管组成的多管式旋风分离器在国内已有30多套,已有成熟的工业应用经验,可以在700 800高温下将尾气中7 8 m的微颗粒基本除净。尤其是卧管式多管旋风分离器由于结构上的特点在两层同心圆壳体上轴对称近水平布置旋风管,而具有多种优点,增加了预分离功能,结构紧凑,处理尾气量大。针对石油焦循环流化床锅炉尾气净化的要求和使用条件,在此基础上再进行一定的开发工作,优化出低阻力高效率的单管就可以满足石油焦循环流化床尾气净化的要求。
4结论从能量消耗上考虑,电除尘器和旋风分离器是首选的除尘设备,但电除尘器的投资大,现有旋风分离器在效率和阻力方面欠佳,因此需要开发高效低阻的旋风分离器才能满足工业需要。 来源:http://www.echuchen.com/news/html/