高效除塵技術在石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統中的應用

李珺+李小宇+程旺斌+高維廣

【摘 要】論文對某電廠#3機組石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統改造設計中所使用的三種高效除塵技術進行了詳細介紹，其主要是利用篩板技術、霧化凝并除塵除霧技術和脫硫入口煙氣調質噴霧技術來共同提高細微粉塵的脫除能力。

【Abstract】Three efficient dedusting technologies used in the transformation design of limestone-gypsum wet flue gas desulfurization system for a certain power plant unit #3 were introduced in detail in this paper. It is mainly to improve the removal ability of fine dust by means of sieve plate technology， atomizing coagulation dedusting and mist removal technology and flue gas desulfurization and tempering spray technology.

【關鍵詞】石灰石—石膏；濕法煙氣脫硫；高效除塵技術

【Keywords】limestone-gypsum； wet flue gas desulfurization； efficient dedusting technology

【中圖分類號】X701.3 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）08-0150-02

1 某電廠#3機組脫硫改造情況概述

某電廠#3機組容量為300MW，其石灰石—石膏煙氣脫硫裝置于2009年建成投運。隨著我國火電廠煙氣污染物超低排放行動的全面實施，#3機組原脫硫裝置出口SO2和煙塵排放濃度達不到超低排放限值，需進行提效改造。

本次#3機組脫硫改造拆除GGH及配套設施，采用4層噴淋+1層篩板的工藝方案，設計入口SO2濃度為1500mg/Nm3，脫硫效率不小于98%，出口SO2濃度不大于30mg/Nm3。脫硫出口煙塵主要由殘余飛灰、霧滴中難溶性固體和可溶性固體組成。傳統噴淋空塔脫硫技術存在著協同除塵效率較低[1， 4]以及出口霧滴攜帶量較大的問題，已經無法滿足煙塵超低排放的要求，本次脫硫改造設計主要采取篩板技術、脫硫入口煙氣調質噴霧技術和霧化凝并除塵除霧技術來有效提高塔內協同除塵能力，從而確保能夠實現在吸收塔入口煙氣粉塵濃度40mg/Nm3條件下出口煙氣粉塵濃度不大于8mg/Nm3和在吸收塔入口煙氣粉塵濃度20mg/Nm3條件下出口煙氣粉塵濃度不大于5mg/Nm3的排放要求。

2 采用的高效除塵技術介紹

2.1 篩板技術

#3機組脫硫改造在入口煙道與最底層噴淋層之間加裝一層篩板，設計阻力不大于500Pa，篩板實物照片如圖1所示。脫硫運行時，噴淋層噴下的漿液在篩板上方形成穩定高度的持液層，當煙氣從下方穿過持液層時，形成液包氣的狀態，煙氣中的二氧化硫和微細顆粒煙塵得到了洗滌脫除；穿過持液層的煙氣均勻分布，避免了常規空塔噴淋的第一層噴淋效果差的弊病，有利于提高噴淋吸收效率。在實際工程應用中，加裝篩板后效果高于一層噴淋層。

2.2 霧化凝并除塵除霧技術

本次脫硫改造將原二級屋脊式除霧器改為使用霧化凝并除塵除霧技術，以便實現出口煙塵和霧滴達標排放。霧化凝并除塵除霧系統結構示意圖如圖2所示，其安裝在最頂層噴淋層之上。

霧化凝并除塵除霧系統與傳統一級管式+三級屋脊式除霧器相比，具有更強的除塵除霧能力，有效地解決了一級管式+三級屋脊式除霧器很難去除粒徑20μm以下（尤其是PM2.5）的細微粉塵和石膏霧滴的問題。霧化凝并除塵除霧技術基本原理描述如下：

第一階段：預除塵除霧

穿過噴淋層的飽和濕煙氣先通過一級管式+第一級粗屋脊式除霧器、第二級細屋脊式除霧器之后，去除粒徑大于30μm以上粉塵和石膏霧滴。

第二階段：霧化凝并

超細霧化噴淋裝置由多個蒸汽霧化雙流體噴嘴在脫硫塔內截面中均勻布置而組成，冷卻水經蒸汽噴射形成細密的霧化噴淋區，水滴霧化粒徑可達40～60μm。經預除塵除霧之后的煙氣在流過超細霧化噴淋區時，煙氣中殘留的大部分細小粉塵和石膏霧滴與霧化水滴和蒸汽冷凝析出水霧進行凝并[2-3]，生成大于20μm的霧滴。

第三階段：精細除塵除霧

煙氣先后通過平板式除霧器、第三級精細屋脊式除霧器，可將煙氣中攜帶的冷卻水霧滴、已凝并放大的含粉塵和石膏霧滴進行分級高效去除。

霧化凝并除塵除霧系統霧化裝置采用蒸汽霧化冷卻水方式（蒸汽霧化雙流體噴嘴），設計的蒸汽耗量約為1512Nm3/h，冷卻水耗量約為4t/h，霧化水滴的粒徑約40～60μm，系統阻力不大于350Pa。

2.3 脫硫入口煙氣調質噴霧技術

原煙氣溫度較高，本次脫硫改造在吸收塔入口煙道上設計一套煙氣調質噴霧裝置往原煙氣噴入較細的霧化水，水滴快速蒸發成水蒸氣，在增加煙氣濕度同時降低煙氣溫度。原煙氣濕度的增加，使煙氣流過塔內噴淋層之后的煙氣濕度更容易達到飽和，有助于噴淋洗滌之后煙氣中剩余的細微粉塵經霧化凝并除塵除霧系統更易凝并長大而脫除，從而提高細微粉塵脫除效率[4]；另外原煙氣溫度的降低，會有效降低塔內蒸發相變強度，減少漿液內未反應石灰石、石膏等固體顆粒因蒸發而進入煙氣相，從而降低煙氣的煙塵濃度。

本次脫硫改造設計的脫硫入口煙氣調質噴霧裝置在原煙道上按兩層噴淋布置，噴嘴采用高壓頭的單流體精細霧化噴嘴，霧化粒徑能達到約100～200μm，設計的總耗水量為12m3/h。

經嚴格校核，為了維持脫硫系統水平衡，在50%-75%BMCR負荷時需關閉其中一層噴淋，在50%BMCR負荷以下時就需關閉脫硫入口煙氣調質噴霧裝置。

3 總結

本文詳細介紹了篩板技術、霧化凝并除塵除霧技術和脫硫入口煙氣噴霧調質技術在某電廠#3機組石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統改造設計中的應用。這三種高效除塵技術突出優點是成本低廉、除塵效果好，尤其是有利于提高對細微粉塵的脫除效率。

【參考文獻】

【1】王琿，宋薔，姚強，等.電廠濕法脫硫系統對煙氣中細顆粒物脫除作用的實驗研究[J].中國電機工程學報，2008，28（5）：1-7.

【2】張小艷.微細水霧除塵系統設計及試驗研究[J].工業安全與環保，2001，27（8）：1-4.

【3】魏鳳，張軍營，王春梅，等.煤燃燒超細顆粒物團聚促進技術的研究進展[J].煤炭轉化，2003，26（3）：27-31.

【4】鮑靜靜.濕法煙氣脫硫系統對細顆粒及汞脫除性能的試驗研究[D].南京：東南大學，2012.endprint