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作為生物質鍋爐的一種,蔗渣鍋爐的使用有幾十年的歷史,但國內從2005年起才大規模進行各種生物質發電鍋爐工程。相對燃煤鍋爐來說,生物質鍋爐煙氣處理的系統研究相對較少。蔗渣鍋爐部分的或有時候會摻燒煤,其除塵工藝也主要參考燃煤鍋爐。相對來說,蔗渣鍋爐煙氣含塵濃度低(2000~5000mg/m3),SOX含量很低,NOX含量不高。新標準《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)的實施,要求65t/h以上的生物質發電鍋爐煙塵排放濃度限值≤30mg/m3,原來使用的麻石水膜除塵器等濕式除塵工藝即使自身再優化提效,也不能滿足排放標準,必須使用除塵效率極高的除塵系統或多級除塵系統。
制糖廠鍋爐煙氣除塵現狀全國食糖年均消費量約1400萬噸,制糖工業在國民經濟中占有重要地位。
全國每年糖料入榨量約10000萬噸,而甘蔗入榨量、制糖量均占90%以上。占全國60%產量的廣西甘蔗制糖業有100多家糖廠,既是廣西主要支柱產業之一,也是廣西大氣環境主要污染源之一。甘蔗制糖廠鍋爐燃料一般采用制糖產生的甘蔗渣,屬于生物質鍋爐的一種。
甘蔗渣是一種含水份高、揮發分大、發熱值低、含氮量不高與含硫量低的生物燃料。一般多采用鏈條爐排鍋爐,甘蔗渣的燃燒機理是既有懸浮燃燒又有層燃,供風量大,故煙氣產生量也大,煙氣含氧量高、濕度大。
蔗渣鍋爐的使用有幾十年的歷史,但針對其煙氣的處理僅有20多年歷史。原來北方燒煤鍋爐流行采用麻石水膜除塵器,九十年代進入廣西糖業后得到廣泛的應用并不斷優化。
這種采用麻石制作的“立式/臥式文丘里+旋風水膜/旋流板除塵器”為主的濕式除塵工藝,具有投資及維修成本低、管理簡單方便的特點,大部分能滿足煙塵排放濃度≤200mg/m3的舊環保標準。標準要求不高,故一般沒有用到袋式除塵器、電除塵器等投資較大的除塵工藝系統。
隨著環保標準的不斷提高,煙塵排放濃度控制越來越嚴,小于100、80mg/m3的要求對麻石水膜除塵器來說已經勉為其難。同時廣西糖業按節能減排要求,逐步淘汰小于50t/h鍋爐,而全面實施《火電廠大氣污染物排放標準》與《鍋爐大氣污染物排放標準》的新標準,要求煙塵排放濃度≤30或80mg/m3,提標改造勢在必行。
2提標改造可選工藝
作為生物質鍋爐的一種,蔗渣鍋爐的使用有幾十年的歷史,但國內從2005年起才大規模進行各種生物質發電鍋爐工程。相對燃煤鍋爐來說,生物質鍋爐煙氣處理的系統研究相對較少。蔗渣鍋爐部分的或有時候會摻燒煤,其除塵工藝也主要參考燃煤鍋爐。相對來說,蔗渣鍋爐煙氣含塵濃度低(2000~5000mg/m3),SOX含量很低,NOX含量不高。新標準《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)的實施,要求65t/h以上的生物質發電鍋爐煙塵排放濃度限值≤30mg/m3,原來使用的麻石水膜除塵器等濕式除塵工藝即使自身再優化提效,也不能滿足排放標準,必須使用除塵效率極高的除塵系統或多級除塵系統。
若煙塵排放濃度限值≤100、80或50mg/m3,火力發電廠燃煤鍋爐廣泛采用的電除塵器,或許用于蔗渣鍋爐煙氣除塵。但對于≤30mg/m3限值,傳統電除塵器即使五電場也難以保證長期穩定達標。火力發電廠也在改造其除塵工藝,一個路徑是增加電場,采用旋轉移動電極、高壓高頻電源與低低溫電除塵等優化工藝,另一個路徑是改造為布袋除塵器或電袋復合除塵器,再一個路徑是在脫硫塔后端增加濕式電除塵工藝。
從工程案例來看,三個路徑都不乏成功的案例,但運行中也暴露出它們各自的缺陷。從有效除塵工藝實際工程應用來看,袋式除塵器對微細顆粒物有很高的捕集率,除塵效率甚至高達99.99%以上,排放的粉塵濃度可控制在10mg/m3以下。由于除塵效率高,并隨著濾料、清灰系統、自控水平的改進,近年來袋式除塵器在國內30多個工業行業,尤其在鋼鐵(95%)、水泥(90%)、化工、電力(30%)等高污染行業,得到了廣泛的應用,特別是近年來上馬的垃圾焚燒項目,應用比例達100%。
河北威美環保設計生產的濕式靜電除塵(霧)器,其工作原理為:煙氣通過直流電高壓電場,高壓電暈放電使煙氣中的煙塵和霧滴荷電,荷電顆粒在電場力作用下向相反電荷的電極運動,到達電極后進行放電形成中性塵、霧顆粒,不斷沉積、凝集于電極上,從而實現蔗渣(生物質)鍋爐企業實現達標排放,以下是我司項目云南糖廠甘蔗渣(生物質)鍋爐濕式靜電除霧器運行效果:
云南糖廠甘蔗渣(生物質)鍋爐電除霧器運行效果
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