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PPS+PTFE基布除尘滤袋在电站烟气净化中的推广应用

时间:2015-03-25  点击:3028次

袋式除尘器应用于电站燃煤锅炉烟气净化是一种趋势,如何恰当选用纤维滤料制成除尘滤袋是降低除尘成本、提高过滤性将会是未来发展方向,本文就PTFE纤维织成基布与其他耐高温短纤维的组合提出一些意见,供同行参考。

pps+ptfe除尘滤袋                           

电站燃煤锅炉使用煤种的特点

我国是世界上煤炭储量最丰富的国家之一,煤炭也是我国比例最大的初级能源,占所消耗能源总量的3/4左右。尽管我国的水电、核电发电量今后会有较大增长,但是以燃煤锅炉为主的火力发电在相当长的一段历史时期还是主力军。燃煤锅炉电站的烟气净化是环境保护的一个重要课题,燃煤锅炉的烟气体特征除与发电技术水平有关,还与锅炉使用煤种有关。原煤中的硫燃烧的热值也高,但生成有害的SO2 (S02在以氧化铁催化剂可部分转变为SO3 )Cl生成气体HClF可生成HF等等。

我国各地的原煤中东北以低硫煤种为主,山西煤的含硫量大约在1%左右,西南地区的原煤中硫、氟的含量都较高。我国的优质煤以出口贸易为主,国内燃煤电站使用的煤种有害成分相对高一些。

 

电站燃煤锅炉的烟气特点

电站燃煤锅炉的烟气温度在150°C左右,当然烟气温度降低可以提高锅炉效率,但是也增大了烟气结露的危险性,而烟气结露无论对何种除尘器都是一定要避免的。燃煤电站锅炉省煤器排放的烟气粉尘浓度一般在15g/m3,要满足环保要求一定经过除尘净化才行。燃煤锅炉的烟气通常含氧量 68%,含湿量不小于4%

GB13223《火电厂大气污染物排放标准》要求2011年以后新建的电站烟气粉尘排放小于30mg/m3,我国的电站静电除尘器设计的排放浓度可以满足80-100mg/m3。而烟气粉尘排放要降低到 30mg/m3是不容易实现的,这要增加静电除尘器的收尘集极面积。由于电场高度不宜超过15m, 那么只能增加电场长度,这样大大增加除尘器的占地面积,不符合我国人多地少的国情。而袋式除尘器只要更换高效、耐高温除尘滤袋就能轻松满足最高的环保排放要求。在燃煤锅炉烟气净化使用袋式除尘器,滤料一定要满足以下要求:第一,可耐受180°C以上的高温;第二,可耐水解和耐受酸性气体腐蚀,同时抗氧化能力要强;第三,有高的过滤效率,满足 30mg/m3以下的排放浓度要求。

 

袋式除尘器在电站燃煤锅炉烟气净化必须适应的前提

袋式除尘器滤料以针刺毡为主,因其孔隙率高、过滤效率高、阻力小等特点,生产工艺是将短纤维两面穿刺在疏松的基布上。针刺毡的强度由基布决定,过滤效果则依靠对短纤维的针刺密度及表面后处理如覆膜等手段获得。显然,要取得针刺毡滤料的长期使用寿命,必须要有基布在长期烟气环境中具有高强度、耐180°C以上高温、耐腐蚀性、耐水解耐氧化性的基本条件。由于燃煤锅炉烟气中含有S02 HClHF等腐蚀性气体,通常可考虑使用的可耐180°C的纤维材质有芳香族聚酸胺(芳纶)、聚苯硫醚(PPS)、聚芳族酰亚胺(P84)、玻纤、聚四氟乙烯(PTFE)等,它们的性能见下表:
滤料性能表

从表中可见,综合性能最好的是PTFE。采用100%PTFE材料制成的针刺毡滤料,在运行条件恶劣的垃圾焚烧炉烟气净化中已经有三年半的使用业绩。不过100%PTFE的价格目前明显高于其他高性能滤料。为降低使用成本,人们不断探索PPSP84以及玻纤等材料在电站燃煤锅炉烟气净化中的应用。由于前述材料化学性质的限制,其使用寿命一直低于100%PTFE滤料的1/2-1/4以下。滤料的低寿命增加了维护成本和维修换代的工作量,在劳动力成本日益上升的情况下更显出改变的必要性。

 

在电站燃煤锅炉烟气净化中使用pps纤维+PTFE基布针刺毡滤料的优势

虽然电厂燃煤锅炉的烟气条件好于垃圾焚烧烟气,但是其中的二氧化硫、氟化氢和高含水量都破坏了除PTFE以外其它材质的稳定性。用综合性能最好的PTFE制成滤料基布,两面再针刺价格较低性能也较低的pps纤维制成过滤针刺毡。这样可以发挥两方面的优势,既提高了过滤性能,保证了较高的使用寿命,也可以降低成本,在电站燃煤锅炉烟气净化中这是适宜的选择。

 

PPS纤维+PTFE基布在我国的电站燃煤锅炉烟气净化已有多年的实际使用业绩,与其他高温滤料使用对比,有明显的技术和经济优势。山东X X电厂在两台燃煤锅炉烟气净化中使用过PPS+PTFE基布除尘滤袋,已使用2年之久,过滤效果优越。除尘滤袋使用寿命长意味着除尘器可靠性高,维护工作量减小,使用成本降低,有明显的经济效益。

 

从实际使用来看,100%PTFE基布加低价格短纤维滤料是大有前途的。我们相信,随着我国PTFE行业的发展,其价格会越来越低,100%PTFE基布的应用市场一定会越来越广泛。

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