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礦山布袋除塵器的結露問題分析與預防

  為了能把煙氣結露的問題說清楚,首先讓我們來了解燃料的燃燒過程,以及煙氣結露的條件。

  燃燒是指燃料在溫度升高時發生的一種劇烈氧化反應。這里的燃料主要指各種碳氫化合物(CXHY)。 當燃料溫度升高燃燒過程發生時,燃料中的碳-碳或碳-氫鍵斷裂而釋放出熱能。以下是碳氫化合物燃料在空氣中發生燃燒的化學方程式:

  CXHY+bO2+(79/21)bN2=xCO2+y/2H2O+(79/21)bN2

  方程式中 b=x+(y/4)為碳氫化合物 CXHY 燃燒時需要的氧量。

  需要注意的是:燃燒過程中,通常燃料不可能很純凈,不純的燃料在燃燒過程中會形成SO2或SO3等。

礦山布袋除塵器的結露問題分析與預防

  燃燒過程中,燃料中的氫與空氣中的氧進行反應一定會形成H2O,高溫下以水蒸氣的狀態存在。燃料中都含有氫,不同燃料(碳氫化合物)中的“氫/碳”比例是不同的,所以燃燒后,煙氣中的水份含量不同。如果以天然氣為燃料,煙氣中的水份含量可高達25%;褐煤要比無煙煤燃燒后的水份含量高。

  煙氣中水蒸氣開始凝結的溫度稱為露點。實際燃燒過程產生煙氣的露點溫度,其高低與很多因素有關。煙氣中的水蒸氣含量多即水蒸氣分壓高,則露點溫度高。燃料中的含硫量高,則露點溫度也高。燃料中硫燃燒時生成二氧化硫,二氧化硫進一步氧化成三氧化硫。三氧化硫與煙氣中的水蒸氣生成硫酸蒸氣,硫酸蒸氣的存在,可使露點大為提高。燃料中的含硫量高,則燃燒后生成的SO2多,如果此時過量空氣系數增加,則SO2轉化成SO3的數量越多。如果煤中含1%的硫,燃燒后的煙氣中就可能會產生600ppm(約1700 mg/m3)的SO2。如果煙氣中的水份含量為10%,SO3的含量達到為10ppm 時,煙氣的露點溫度就會達到約135度。

  還有,不同的燃燒方式、不同的燃料、以及燃料中不同的重金屬含量(即使燃料含硫量相同)等都會使煙氣的露點溫度發生改變。

  為了袋式除塵器的正常運行,除塵器的運行工況溫度必須高于煙氣露點溫度20°C以上!煙氣一旦在濾袋上結露,就會造成濾袋上粉塵層糊袋和板結,造成除塵布袋運行阻力迅速上升,影響系統的正常運行。更有甚者,煙氣中的SO3會與水發生不可逆的反應而生成硫酸 H2SO4。硫酸將不斷扮演干燥劑角色在濾袋或粉塵上霧狀結聚,隨后對濾袋和設備金屬部件進行氧化腐蝕。如果要使 H2SO4 再轉換成氣態,溫度必須升到315度以上才有可能。

  因此,在對燃燒過程尾部煙氣進行凈化時,必須注意控制好煙氣的溫度,防止的煙氣的結露。

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