焦化行业中使用袋除尘器超净排放机理分析
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关键词：烟气超净技术 | 烟气脱硫系统 | 烟气脱硝系统
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焦化行业中使用袋除尘器超净排放机理分析
粉尘常用粒径有微米和纳米。1 微米=1000 纳米。
雾霾，大部分指的是 2.5-10 微米粒径的漂浮在空中的颗粒物。
烟尘的粒径范围为 0.01μm~200μm，而一般重力沉降适用于粒径 100μm 以上的固体颗粒。
粉尘，是指悬浮在空气中的固体微粒。现在正常叫颗粒物。习惯上对粉尘有许多名称，如灰尘、尘埃、烟尘、矿尘、砂尘、粉末等，这些名词没有明显的界限。
国际标准化组织规定，粒径小于 75μm 的固体悬浮物定义为粉尘。
工业环境下的粉尘，其中 5%的是超微粉尘，粒径低于 5 微米。
焦化行业中粉尘超净的要求为≤10mg/Nm3(8%的含氧量)，为了使排放的数据能够达到超洁净排放要求，首先必须了解焦炉烟气中粉尘的特性。焦化炉中的烟气主要含有焦化粉尘、氮氧化物、SO2、煤焦油、少量重金属。采用袋除尘器时，煤焦油的存在对袋除尘器的正常运行使用和除尘效率带来很大的影响。
煤焦油由以下化学成份组成：
1、主要是芳香族化合物，而且大多数是两个环以上的稠环芳族化合物;其中萘熔点 80.5℃，常温下为固体.含氧化合物如呈弱酸性的酚类，以及中性的古马隆、氧芴等;
2、含氮化合物，主要是包括弱碱性的吡吩、喹啉及他们的衍生物;
3、含硫化合物是噻吩、硫酚、硫杂茚等;
4、还有杂环的含氧、含氮、含硫化合物;
5、煤焦油中各种烃的烷基化合物数量甚少，而且它们的含量随着分子中环数增加而减少;
综上化学成份分析，煤焦油属于高分子有机物，环数越多，分子类越大的有机物越不易燃烧。当经过燃烧后的煤焦油气仍有少量的煤焦油没有燃尽，这少量的没有燃尽的煤焦油的固体，也就是后期粉尘的主要成份，并且这些没有燃尽的煤焦油都是些易燃性差的煤焦油组份。这些组份会在 90℃~220℃之间冷凝，并且大多数会在 130℃~160℃之间冷凝，这样我们只要在 130℃~160℃该温度区间内把它们吸收下来，我们的粉尘指标就会很容易超洁净合格。
实践证明，袋除尘器最初在温度为 180°—200°的情况下运行，烟 气 中 的 原 始 浓 度 为 300mg/Nm3 时 , 除 尘 器 出 口 浓 度 为33mg/Nm3 和 28mg/Nm3，除尘器阻力在 900-1100Pa.达不到超净排放的要求，并且在有些情况下，会导致除尘器阻力急剧加大到 5000Pa 以上而堵塞，使除尘器不能正常运转，而且在袋除尘器停止使用后，除尘器出口烟道有大量的稀油粘接在内表面。后采用消石灰喷粉装置，在除尘器 180°—200°运行，除尘效果不明显。最后通过降低除尘器进口烟气温度至 160°以下，消石灰在烟道及除尘器内循环使用，除尘效率大幅度提高，颗粒物出口浓度保持在 2.6-9.5mg/Nm3(8%含氧量)以下，完全达到超净排放的要求。
首先是降低温度对除尘效率的影响。实践证明将烟气温度降到 160 度以下，对除尘效率有明显的影响，温度越低，除尘效率越高，说明除尘袋阻止了颗粒物的通过。烟气降温至 160°以下，焦油开始生成，会将粉尘粘接在一起，大量的超细粉尘通过焦油粘接成较大粒径粉尘，除尘袋阻止了大粉尘的通过。其次消石灰的加入，使得粘上焦油的粉尘被消石灰所包裹，一方面消石灰将冷凝下来的水汽吸收，自身粒径变大，可与 SO2 反应生成亚硫酸钙固体;另一方面含油粉尘与消石灰结合形成更大的颗粒物，使得粉尘易沉降。同时除尘袋表面形成稳定的滤层，除尘效率更高。在余热锅炉开一台的情况下，除尘器烟气温度降到 130°左右，除尘粉尘浓度更低，除尘效率更高。增加消石灰在除尘系统中的循环量，除尘效率会提高。降到 120°以下，除尘效率变化不大。由于 SO2 的存在，烟气的凝固点升高，因此烟气温度控制在 120°以上。
综上所述，在有焦油的烟气中采用袋除尘器，必须采用喷粉循环使用工艺，同时控制烟气温度在 120°至 160°之间，既确保系统稳定运行，又能确保颗粒物的超净排放。(2023-10-23)
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