生物質(zhì)鍋爐煙氣治理技術(shù)

目前，國內(nèi)眾多小微企業(yè)在開發(fā)竹資源、進行竹制品工業(yè)生產(chǎn)活動過程中，產(chǎn)生了大量邊角料。為充分利用這些生物質(zhì)能，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，生物質(zhì)鍋爐由此應(yīng)運而生得到推廣使用，但隨之也成為分散式的大氣污染源。
傳統(tǒng)生物質(zhì)鍋爐的煙氣治理有兩種技術(shù)：一是采用水膜除塵器，不僅除塵效率低，且煙氣會帶走大量的水分，并產(chǎn)生白煙現(xiàn)象，影響達標排放；二是采用布袋除塵器，但由于煙溫過高、煙氣夾帶火星和焦油等原因，導(dǎo)致布袋除塵器出現(xiàn)燒袋、糊袋和破袋現(xiàn)象，影響設(shè)備正常運行。某竹炭生產(chǎn)廠的生物質(zhì)鍋爐規(guī)格為12t/h，燃料為竹屑、竹粉等，采用“微霧除塵器+濕式靜電除塵器”工藝技術(shù)路線，系統(tǒng)投運后，設(shè)備運行穩(wěn)定，粉塵達標排放并消除了白煙現(xiàn)象。

一、生物質(zhì)鍋爐煙氣特性

生物質(zhì)鍋爐煙氣具有如下特性：
1）煙氣中粉塵顆粒粒徑小、濃度大、比電阻大、比重??；
2）生物質(zhì)燃燒不充分，煙氣夾帶火星；
3）煙氣排放溫度高，通常為170℃～190℃；
4）煙氣量受燃燒工況影響大，在3.4萬～3.6萬m 3 /h之間波動；
5）450℃～500℃溫度區(qū)間為生物質(zhì)炭化過程，此過程中，生物質(zhì)會熱解生成大量的焦油并蒸發(fā)混合至煙氣中；
6）在氧氣供應(yīng)不足，燃燒不充分的情況下，生物質(zhì)會轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂泻軓婐ば缘奶亢冢?br />7）煙氣含有HCl和SO 2 成分，會腐蝕煙氣治理設(shè)備。

二、生物質(zhì)鍋爐煙氣治理方案的確定

生物質(zhì)鍋爐煙塵粒徑小、比重小，采用傳統(tǒng)的水膜除塵器作為煙氣治理設(shè)備，粉塵不易被水膜捕捉，除塵效率低；煙溫高，會帶走大量水分，產(chǎn)生白煙現(xiàn)象。煙氣中粉塵的黏性強，夾帶火星和焦油，采用布袋除塵器作為煙氣治理設(shè)備，常出現(xiàn)燒袋、糊袋和破袋現(xiàn)象，降低濾袋的使用壽命，增加設(shè)備的維護費用。此外，傳統(tǒng)處理設(shè)備都無法捕捉PM 2.5 粉塵顆粒。基于生物質(zhì)鍋爐的煙塵具有粒徑小、親水性好等特性，采用能形成多層“微霧層”的微霧除塵器。煙塵穿過“微霧層”與微霧結(jié)合、凝聚，黏附有微霧的粉塵顆粒之間相互聚集，形成一個細微粉塵顆粒成長為粉塵大顆粒并沉降去除的煙氣凈化的過程。微霧除塵器預(yù)處理后的煙氣流入濕式靜電除塵器，通過電暈_使粉塵荷電、收塵_收塵、定時噴淋沖洗等過程，去除煙氣中的細微粉塵顆粒物，煙氣達標排放。該煙氣治理技術(shù)對PM 10 以下粉塵捕集率為90%，其中PM 2.5 粉塵捕集率達到30% [1] 。

三、生物質(zhì)鍋爐及其煙氣治理工藝流程 （如下圖）




四、微霧除塵器選型設(shè)計
4.1 設(shè)計參數(shù)（見表1）





4.2 微霧除塵器系統(tǒng)設(shè)計
4.2.1 材料選型
根據(jù)微霧除塵器工作特點和煙氣腐蝕性特性，設(shè)備本體選用SS304L不銹鋼。
4.2.2 微霧層發(fā)生器
微霧層發(fā)生器為微霧除塵器的核心設(shè)備，其微霧層形成的好壞，直接影響微霧除塵器的運行。通過向微霧層發(fā)生器霧化噴嘴提供高動能的水或水氣混合流體，產(chǎn)生_聲波震蕩，水被霧化形成“微霧層”，微霧粒徑≤10μm。霧化噴嘴材料選用SS316L不銹鋼。微霧層發(fā)生器收塵原理是基于微霧顆粒和粉塵顆粒粒徑接近，能增大粉塵顆粒與微霧碰撞接觸機率，而黏結(jié)在一起。微霧粒徑越小，凝聚的機率越大，粉塵因而變大加重而沉降。

五、濕式靜電除塵器選型設(shè)計

5.1 設(shè)計參數(shù)（見表2）
5.2 選型設(shè)計
根據(jù)濕式靜電除塵器工作特點和煙氣腐蝕性特性，設(shè)備本體選用SS304L不銹鋼。
表2 濕式靜電除塵器設(shè)計參數(shù)



5.3 陰_線和陽_板選型
濕式靜電除塵器陰、陽_的選型設(shè)計準確與否，影響到設(shè)備運行過程中性能的好壞。煙氣經(jīng)微霧除塵器預(yù)處理后，煙溫降低、濕度增大，且具有腐蝕性。因此，陰_線采用三角芒刺線設(shè)計，材料為SS304L不銹鋼；陽_板選用818型陽_板，材料為SS304L不銹鋼。
5.4 清灰方式
濕式靜電除塵器清灰方式采用噴淋沖洗系統(tǒng)，清收沉降在陰_線和陽_板上的粉塵。系統(tǒng)選型設(shè)計準確與否，影響到設(shè)備運行過程中性能的好壞。噴淋系統(tǒng)噴嘴采用霧化效果好的噴嘴，以_在陽_板表面形成連續(xù)、厚度均勻的水膜，達到可觀的清灰效果。霧化噴嘴材料選用SS316L不銹鋼。
5.5 控制系統(tǒng)
濕式靜電除塵器控制系統(tǒng)分為低壓和高壓控制系統(tǒng)。低壓控制系統(tǒng)采用西門子S7-200，對噴淋沖洗系統(tǒng)、絕緣子加熱系統(tǒng)、熱風吹掃系統(tǒng)、水泵（噴淋水泵、循環(huán)水泵和給水水泵）等進行實時監(jiān)控和控制。該系統(tǒng)預(yù)留DCS接口，可向DCS實時傳送和接收數(shù)據(jù)。高壓控制系統(tǒng)采用CHMOS 16位單片機。對高壓硅整流變壓器的一次電壓電流、二次電壓電流進行實時數(shù)據(jù)采樣和控制。

微霧除塵器和濕式靜電除塵器結(jié)構(gòu)簡單、運行維護成本低，同時具有協(xié)同脫除多種污染物的功能。
微霧除塵器和濕式靜電除塵器各系統(tǒng)運行穩(wěn)定，煙塵測試折算濃度小于15mg/Nm 3 ，實現(xiàn)了煙塵_低排放。生物質(zhì)鍋爐灰渣和微霧除塵器、濕式靜電除塵器收集的廢水中富含鉀鹽，是植物生長不可或缺的營養(yǎng)素，可用于經(jīng)濟作物的澆灌施肥，實現(xiàn)資源的回收利用，具有良好的經(jīng)濟和環(huán)境效益。