怎样改善湿式烟气脱硫除尘净化器的性能

本文简述了湿式烟气脱硫除尘一体净化技术的基本原理 ,并结合近几年的脱硫除尘实践 ,提出了改善湿法烟气脱硫除尘器性能的技术措施。指出实际设备运行中存在的问题 , ,并提出了技术措施。

引言
近年来 ,我国实行大气污染物的总量控制政策 ,对环保工作提出了更高的要求 ,加大了大气污染的治理力度 ;由于实行了更严格的大气污染排放标准且实行排硫排尘收费制度 ,大大提高了广大科技人员的积极性 ,促进了脱硫除尘技术的发展。现在适用于中小型工业锅炉的烟气脱硫除尘一体净化技术发展最快 ,最为成熟 ,并已较广泛的应用于工业实践。在我国 ,石灰石 (石灰 )资源丰富 ,取材广泛 ,湿法脱硫的脱硫剂将主要是石灰石或石灰。石灰湿法脱硫除尘一体净化技术相对其它脱硫除尘技术具有净化效率高 ,初投资省 ,脱硫产物易于处理等优点 ,石灰石湿法脱硫除尘一体净化技术将是我国中小型锅炉及中小型电站锅炉脱硫除尘的主导技术之一。潍坊天洁环保科技有限公司近年来致力于湿法烟气脱硫除尘的研究 ,取得了一些成果 ,积累了丰富的实践经验 ;开发研制了流化床烟气脱硫除尘器 ,用于中小型锅炉的烟气净化 ,取得了很好的社会效益。




１ 湿法烟气脱硫除尘一体净化原理
湿法除尘就是创造烟气与水接触的机会 ,如果在水中加入脱硫剂 ,那么除尘的同时又能脱硫 ,就是脱硫除尘一体同时进行。烟气与水或洗涤液接触的方式主要有
以下几种 :
１)利用雾化器把含有脱硫剂的洗涤液雾化成细小液滴 ,喷洒到烟气中。如喷雾室烟气洗涤器就是利用此原理。
２)让烟气通过吸收液层 ,烟气以气泡形式与吸收液接触 ,即烟气洗涤 ,利用此原理的装置目前开发应用的较多。如流化床烟气净化器 ,湍球塔烟气净化器 ,水浴式烟气净化器等。
３)利用惯性作用使烟气与水膜接触 ,如旋风水膜除尘器 ,文丘里水膜除尘器等。
４)利用静电力使烟气中的尘粒与液膜接触 ,如静电水膜除尘器。
湿式除尘的机理可归纳以下几点 :
１)利用惯性 ,布朗运动 ,表面张力 ,重力作用使尘粒被液滴、液膜截留、粘附。
２)尘粒增湿相互凝聚 ,蒸汽以尘为凝结核凝结 ,增强尘料的凝聚性 ,强化了上述除尘作用。
３)热泳力、静电力使尘粒在液面上聚集。湿式脱硫除尘器的脱硫机理实际上是烟气中的主要成分二氧化硫被液体吸收 ,是一种化学吸收作用。惯性、表面张力、重力、静电力作用对二氧化硫的化学吸收不起作用 ,对化学吸收起作用的是气体和液体分子、离子的扩散运动以及气体、液体的对流和混合
２ 存在的问题
２ １ 除尘效率、脱硫效率同步提高的问题从上述脱硫除尘机理可以看出 ,利用湿法同时脱除
烟尘和二氧化硫时 ,烟气除尘和二氧化硫吸收的气液接触面积是相同的 ,而惯性、重力等对脱硫不起作用 ,同时烟气中的二氧化硫浓度很低 ,故提高脱硫效率难度更大。主要利用惯性、重力、静电作用的旋风湿式除尘器、喷雾沉降室 ,静电湿式除尘 ,由于主流烟气距离液膜、液滴较远 ,烟气中的二氧化硫难以靠扩散作用到达液面 ,故此类除尘器难以做到脱硫除尘同步高效。在保证烟尘排放达标的同时 ,提高脱硫效率 ,使二氧化硫排放达标是当前烟气脱硫除尘一体净化技术发展的关键。
２ ２ 磨损、腐蚀、结垢问题利用湿法同时脱除烟尘和二氧化硫不可避免地同时存在磨损、腐蚀、结垢问题 ,特别是磨损与腐蚀相互促进 ,使解决问题的难度加大。结垢问题主要是由于加入钙质脱硫剂过量 ,引起洗涤液ＰＨ值过高 ,促进了二氧化碳的吸收 ,生成了过多的碳酸钙 ,硫酸钙等沉淀物质。结垢会造成通道阻塞 ,破坏气液的正常流动工况 ,恶化净化效果 ,使阻力增加 ,风机带水。必须对结垢问题给予足够的重视。
２ ３ 风机带水问题烟气带水引起引风机振动 ,清灰次数增多是困扰湿法除尘的老大难问题。湿法脱硫除尘一体进行 ,使这一问题更加突出。这里既有设计制造方面的原因 ,也有运行方面的原因。设制造的原因主要是脱水器设计不合理 ,临界烟速选择不当 ;特别是实际设备烟气量变小时 ,偏离了脱水器设计工况 ,脱水器性能恶化 ,而设计时对此未预充分重视 ;运行方面的原因突出表现在用户不按
操作规程运行 ,少水运行 ,使水大量雾化 ;另外还有环境因素 ,如设备冬季运行 ,室外温度低 ,而脱硫除尘器以后的烟气处于饱和状态 ,烟道内壁结露 ,烟速过高 ,把露滴带走 ,造成风机带水。
２ ４污液处理问题湿法脱硫除尘必然存在污液处理问题。为做到没有二次污染 ,节约用水 ,洗涤液必须循环使用。要在洗涤液循环系统的合适位置加入适量的脱硫、固硫剂 ,才能真正做到脱硫。如不及时加入脱硫剂 ,必然使循环洗涤液的酸度逐渐上升 ,最后达到和烟气中二氧化硫的含量平衡的状态 ,使脱硫效率大大下降 ,同时设备腐蚀加剧。
３ 解决问题的技术措施
３ １ 提高脱硫除尘效率的措施
３ １ １湿法脱硫除尘器应以洗涤净化机理为主 ,取其气液接触面积大 ,气膜薄 ,气泡小 ,二氧化硫扩散距离 短 ,阻力小的优点。
３ １ ２强化传质过程 ,如通过选择合适的空塔速度 ,利用填料 ,搅拌等措施来减小气膜、液膜厚度 ,增大气液接触面积 ,强化气流、液流的湍动。另外可以在洗涤液中加入可溶性碱性物质 ,作为辅助吸收剂 ,强化洗涤液对二氧化硫的吸收 ,提高液侧的传质阻力。
３ １ ３设计时要充分考虑低负荷时脱硫除尘器性能的变化 ,必要时可增加辅助净化措施 ,以便低负荷时启用 ,保证低负荷时 ,脱硫除尘器具有稳定的净化效果。
３ ２ 解决磨损、腐蚀、结垢问题的措施
３ ２ １根据脱硫除尘器不同部位的特点和要求 ,综合考虑成本 ,寿命等因素选择合适的防腐耐磨材料 ,如耐酸水泥 ,玻璃钢、不锈钢、耐磨耐腐衬里、麻石等。
３ ２ ２为防止腐蚀 ,同时强化传质 ,可适当控制洗涤液的ＰＨ值 ,以使净化器中洗涤液呈弱酸性 ,也可防止
结垢。
３ ２ ３运行单位要严格按操作规程运行 ,以免造成防腐层破坏 ,引起设备腐蚀。如有的单位 ,缺水运行 ,烧坏防腐层 ;有的单位不加脱硫剂或一次性加入过量脱硫剂 ,造成设备腐蚀、结垢、阻塞。
３ ３ 解决风机带水问题
３ ３ １合理选择脱水器的型式和设计参数。低负荷时 ,可采取相应的辅助措施。
３ ３ ２对大型设备 ,经技术经济比较可采用烟气再热的方法彻底解决烟气带水问题。
３ ３ ３适当加大脱水器后引风机前烟道的直径 ,并进行保温 ,防止烟气对凝结水的携带。
３ ４ 对污液处理问题的解决
３ ４ １合理选择脱硫剂的加入量和加入地点。条件许可可采用脱硫剂连续加入办法。脱硫剂加入地点最好在沉淀池的入口 ,辅助吸收剂的加入地点最好在净化器洗涤液的入口。
３ ４ ２根据洗涤液各处的ＰＨ值 ,选择污水泵或耐酸耐磨污水泵及管路 ,鉴于现状 ,最好选耐酸耐磨污水泵作为循环水泵 ,管路也选耐腐管路。
３ ４ ３合理设计沉淀池的大小和洗涤液的流程 ,运行
时及时清除沉淀污泥。
４ 解决问题的管理措施
４ １作为用户要增强环保意识。脱硫除尘的效益主要是环保效益 ,而取得环保效益必须付出经济代价 ,不能为单位利益 ,牺牲环保效益 ,在运行时不加脱硫剂 ,使脱硫除尘器只有除尘功能而无脱硫功能。
４ ２环保部门应加强对湿式脱硫除尘器产品的监督检查 ,制定有关标准 ,防止不合格产品进入市场。
４ ３环保部门应组织有关脱硫除尘的技术培训 ,使用户了解国家有关政策、法规 ,掌握脱硫除尘设备的基本原理和运行操作技术。
４ ４根据已有多种脱硫除尘一体净化产品的运行情况看 ,对湿式脱硫除尘器的研究重点应放在降低阻力 ,提高运行的可靠性上。