解決石膏雨和煙氣漂滴的方案

摘要：介紹煙氣濕法脫硫當中“石膏雨和煙氣漂滴”產(chǎn)生的原因及解決的辦法。

關鍵詞：煙氣濕法脫硫 石膏雨和煙氣漂滴產(chǎn)生的原因 應對

措施

1 概述

某發(fā)電廠2×330MW機組自2008年投產(chǎn)運行以來，由于煙氣沒有加裝凈煙氣的再加熱措施，使脫硫后煙氣排放溫度較低，“煙氣漂滴”現(xiàn)象非常嚴重，對電廠及周邊地區(qū)環(huán)境和建筑物帶來了一定的污染，雖說經(jīng)過加強對除霧器的沖洗使煙氣漂滴中含固量降低和得到遏制，但由于除霧器沖洗頻繁加大了煙氣中的水分且煙氣溫度較低，煙氣中的水分不能處于過熱狀態(tài)，自煙囪排出后不能有效的抬升擴散到大氣中，因此，目前“飄雨”仍非常嚴重。

2 石膏雨和煙氣漂滴產(chǎn)生的原因分析

“石膏雨”就是煙氣漂滴中含有石膏漿液的雨滴，嚴重時煙氣帶出的都是石膏漿液，俗稱“飄漿”。

“飄漿”即煙氣中的石膏漿液的飄落。凈煙氣中的石膏漿液主要來源于吸收塔噴淋層噴嘴霧化后的細小液滴，噴嘴霧化后的石膏漿液霧滴直徑一般在920μm，經(jīng)碰撞后還會產(chǎn)生少量在15μm 左右的液滴，99.99%的22μm 以上的霧滴以及50%的15-22μm 的霧滴能夠被除霧器除去。所以，凈煙氣中會有一定的石膏漿液的存在。

“煙氣漂滴”是指凈煙氣中的飽和水隨煙氣帶出后凝結飄落的水滴，俗稱“煙氣漂滴”。在沒有加裝凈煙氣加熱裝置和提升煙囪高度的鍋爐，產(chǎn)生漂滴是不可避免的，屬正常凝結飄落。

“煙氣漂滴”的形成，煙氣中除了含有飽和水蒸汽外， 還攜帶有未被除霧器除去的液滴，飽和濕煙氣在煙囪里的上升過程中，壓力被降低了，絕熱膨脹后的煙氣溫度被降低了，從而形成細小的液滴（直徑<1μm），因此，在煙囪中產(chǎn)生了大量的霧滴。另外，在煙囪內(nèi)部，由于慣性的作用，較大的水滴撞到煙道和煙囪壁上，與壁上的冷凝液結合，受氣流的影響重新被帶入到煙氣中，重新被帶出的液滴直徑通常為100-500μm，其數(shù)量是與煙囪壁的特性和煙氣的流速有關，一般粗糙的壁面或較高的煙氣流速會使液滴的數(shù)量增加。環(huán)境的因素也是形成飄雨的重要原因，環(huán)境氣溫低以及氣壓低會造成雨的出現(xiàn)，由于凈煙氣溫度在50℃左右，抬升和擴散能力相對較差，煙氣中的飽和水遇冷變成過飽和狀態(tài)，形成了冷凝液落到了地面而形成“雨”。

3 某電廠“煙氣漂滴”現(xiàn)象

3.1 脫硫系統(tǒng)的概況

某電廠2×330MW 機組采用全煙氣脫硫裝置系統(tǒng)，兩臺機組各設計一套脫硫（FGD）系統(tǒng)，采用濕法石灰石-石膏就地強制氧化脫硫工藝。吸收塔采用單回路空塔噴淋設計，設有氧化空氣噴槍的漿池直接布置在吸收塔下部，塔內(nèi)吸收段設置三層噴淋，塔上部設置二級除霧器。煙氣從除塵器引出后，經(jīng)引風機送至吸收塔，與來自上部三層噴淋層的漿液逆流接觸，進行脫硫吸收反應，脫硫后的凈煙氣經(jīng)吸收塔頂部兩級除霧器除去攜帶的液滴，通過210 米煙囪排放至大氣。煙氣系統(tǒng)取消了原有的旁路煙道，實現(xiàn)FGD系統(tǒng)與機組同步啟動。在FGD系統(tǒng)中原設計有增壓風機，2011年為了滿足環(huán)保要求和節(jié)省廠用消耗，將煙氣旁路煙道拆除并退出運行。系統(tǒng)沒有煙氣/煙氣換熱器（GGH），采用了濕煙囪技術，進入吸收塔的煙氣溫度為120-135℃，脫硫后的煙氣出口溫度為50℃左右。

3.2 “煙氣漂滴和石膏雨”現(xiàn)象及當前狀況

某電廠2×330MW 機組自2008 年投運以來，由于濕煙囪沒有凈煙氣的再加熱措施，脫硫后的煙氣排放溫度較低，“石膏雨”現(xiàn)象非常嚴重，對大唐遼源電廠及周邊地區(qū)的環(huán)境產(chǎn)生了嚴重的污染，甚至腐蝕了設備等。由于除霧器的沖洗過于頻繁，加大了煙氣中的水分且煙氣溫度較低，煙氣中的水分不能處于過熱狀態(tài)，自煙囪排出后不能有效的抬升擴散到大氣中，因此，目前“飄雨”仍非常嚴重。

3.3 解決“煙氣漂滴和石膏雨”的措施

解決“石膏雨”的措施主要從以下三個方面考慮：

3.3.1 改善煙氣的流速

降低煙氣流速可以改善“石膏雨”的現(xiàn)象，但是，由于脫硫塔的設計原因，通過改變脫硫塔的尺寸來達到降低煙氣流速非常困難，實施起來幾乎不可能。

3.3.2 提高除霧器的效率

通過安裝屋脊型和防水滴型管式除霧器以及提高除霧器的有效面積等措施，可以改善“石膏雨”中的現(xiàn)象，但不能徹底解決“石膏雨”中的現(xiàn)象。

3.3.3 提高凈煙氣的溫度

通過提高凈煙氣的溫度，可以去除去煙氣中攜帶的冷凝液滴，使煙氣中的水分處于過熱狀態(tài)，能夠有效的提高凈煙氣的抬升能力，使排煙迅速擴散。提高凈煙氣的排放溫度，可以徹底解決“石膏雨”的現(xiàn)象。也就是說，提高除霧器的效率與提高凈煙氣的排放溫度相結合，能夠有效的解決“石膏雨”的現(xiàn)象。

3.4 改進除霧器，提高除霧器的效率

改進除霧器，提高除霧器的效率，最大程度上增大除霧器的流通面積，可以使除霧器后的煙氣中的霧滴含量小于50mg/Nm3，在邊角處增加除霧器異形模塊，最大面積布置除霧器；增加防水滴型管式除霧器，阻擋大液滴進入粗濾層；均勻煙氣分布，改善除霧器的煙氣分布，降低壓差；優(yōu)化除霧器的沖洗方式；重新核算沖洗水量、改進沖洗水的噴嘴布置，調(diào)整沖洗水邏輯。

4 提高凈煙氣的溫度可以有效消除“石膏雨”的現(xiàn)象

4.1 提高凈煙氣的溫度的計算

①脫硫塔出口的煙氣工況

煙氣溫度48℃，相對濕度100% （1）

②大氣環(huán)境

年平均溫度：10℃，相對濕度70% （2）

冬季溫度：0℃，相對濕度70% （3）

夏季溫度：30℃，相對濕度80%（4）

③加熱10K后的煙囪出口的煙氣狀況

在夏季，煙氣溫度只要提升2K（50℃）后，出口煙氣就沒有液體的滴落和沒有白煙了。在除夏季以外的季節(jié)，煙氣加熱10K（58℃）后，基本沒有液體滴落，但仍然有白煙的存在。根據(jù)計算和運行的經(jīng)驗，凈煙氣的排放溫度提高 10℃以上就能夠基本解決“石膏雨”的現(xiàn)象。因此，提高凈煙氣的溫度的解決方案應該是治理“石膏雨”現(xiàn)象的最佳方案。

4.2 提高凈煙氣溫度的不同的方法

4.3 蒸汽加熱系統(tǒng)（蒸汽/煙氣換熱）（圖1）

采用蒸汽作為加熱介質需要的蒸汽壓力為4-10bar，蒸汽溫度在200℃左右，占地面積小，系統(tǒng)比較簡單投資較低但系統(tǒng)運行高（蒸汽），需要一定的抽汽，增加了汽機的熱耗。

4.4 煙氣/煙氣換熱系統(tǒng)（回轉式GGH）（圖2）

利用原煙氣的熱量加熱凈煙氣的溫度；原煙氣與凈煙氣有一定的泄漏（2%～3%）；微量元素、HF 和HCl等因煙氣泄漏導致FGD 無法滿足嚴格的脫除率的要求；占地面積大；低負荷溫度無法滿足要求；運行的靈活性較差且需要消耗一定的廠用電；容易堵塞，系統(tǒng)維護成本高且需要較高的投資。

4.5 煙氣/煙氣換熱系統(tǒng)（管式GGH）（圖3）

利用原煙氣的熱量加熱凈煙氣的溫度；占地面積小；原煙氣與凈煙氣無泄漏的系統(tǒng)；不影響微量元素和HF以及HCl 的脫除率；運行成本低，中等的投資；目前在歐洲和日本等普遍使用，尤其是在改造項目普遍使用。

通過對以上3 個加熱系統(tǒng)的分析以及綜合各個因素的考慮，采用煙氣/煙氣換熱系統(tǒng)或熱量轉換系統(tǒng)是合理的。

5 結論

綜上所述：解決“煙氣漂滴和脫硫石膏雨”的方案有很多種，各個電廠因根據(jù)自身的實際情況，采用不同的解決方案，最終目的是通過提高煙氣出口溫度，解決和降低煙氣漂滴的問題，從而滿足環(huán)境需求。

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