高效除霧器在超低排放中應用的技術經濟分析

劉尚前

摘 要：脫硫系統共除塵技術路線在充分利用現有設備的前提下，可達到煙塵的超低排放。經過對三級屋脊式除霧器、管式除塵器和冷凝式除塵器的技術比較，可以看出三級屋脊式除霧器穩定、成熟、可靠，沿用廣泛。在相同改造條件下，三級屋脊式除霧器的改造成本低于其他兩種除塵除霧裝置。

關鍵詞：除塵除霧器;低排放;經濟價值

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.24.036

對照《煤炭和發電節能減排升級改造行動計劃》發布的有關要求，燃煤電廠煙囪入口煙氣排放規定在為10 mg/m以下。為了避免排放標準，一些發電機組需要按5mg/m的排放濃度進行排放，然后再進行升級，進行第二次改造。如果絕大部分的除塵器出口部位的粉塵濃度20mg/m以下，如果能夠更好地利用環保技術對其進行改裝，則會導致資金消耗過多。由于避免了新的二次除塵設備，降低了投資和運行成本，脫硫高效共除塵技術路線逐漸受到青睞。

1 脫硫系統協同除塵技術

石灰石-石膏濕法脫硫技術是我國燃煤機組脫硫裝置中應用最為成熟、應用最為廣泛的一種煙氣脫硫技術。脫硫體系從上到下的噴霧層具有對可以對空氣中的煙塵進行洗滌，但是這種洗滌不能夠達到完全去除灰塵的目的。吸收塔可以過濾掉部分灰塵，但是仍有部分灰塵，但是仍有部分灰塵從吸收塔中外泄，這些粉塵主要包括兩類，第一類屬于吸收塔，不能捕捉的極微小顆粒，另一類則是留在除霧器中的漿狀顆粒。通過提高吸收塔噴淋區和除霧區的效率，可以提高脫硫系統的共除塵能力。采用以下方法可提高吸收塔噴淋區的效率：（1）在吸收塔中可以增加氣流和液體的接觸面積，可以通過增加煙霧的分布面積是氣流和液體分的接觸，從而達到提高吸收效率的目的;（2）另外，吸收液體的選擇也十分重要，可以通過對吸收塔中煙氣的成分分析，針對其有害需吸收的成分進行吸收液的配置，提高吸收液的吸收效率，從而達到進一步增加吸收液與煙塵接觸的面積的目的;（3）設置集氣環，減少煙氣沿塔壁逸出;（4）進一步優化流場;根據物理模型和數值模擬的結果，確定吸收塔的標志;在煙氣通過噴霧層后，通過連續的除霧區域去除含漿液的霧滴。去除區的效率主要通過更換高效除塵裝置來提高，從而來減小吸收塔出口位置的煙氣濃度，根據具體要求，該位置的濃度小于20mg/m。當前，除塵的有效裝置可以分為三類：三級屋脊式、管束式和冷凝式。

2 高效除塵除霧裝置

2.1 三級屋脊式除霧器

根據實際的吸收塔吸收速率，從而對儲氣器的大小進行從側面控制制器的速率，有效使得極細小顆粒分離，從而有效降低除霧器出口位置的煙霧濃度，最終達到減小液滴對煙塵的影響。

2.2 管束式除塵除霧裝置

一般在吸收塔內，都會設有管束式除塵裝置，這種儲存章裝置由分離器、增速器、導流環、合流器、管束等組成，其原理主要是通過高速旋轉是細小的液滴形成一層動態薄膜，從而達到增大煙氣和動態薄膜接觸面積的目的，大量的大液滴從葉片表面溢出，通過液滴層的小液滴被捕獲。

3 三種脫硫系統協同除塵技術比較

3.1 負荷適用性

負荷對于不同的機組有著不同的影響，在脫硫過程中，由于煙氣量較多，所以在吸收塔內空氣流速的變化對其有著十分顯著的影響，下面以三種除塵裝置的工作狀態進行分析，在一般情況下，除塵裝置的設計是根據實際情況進行調整，在達到有效去除煙塵的情況下，盡量減少其負荷的產生。通過實行滿負荷運行，可以有效的通過離心原理去除空氣中的塵，大大提高了除塵效率，在一些吸收塔中，相關的設計人員為了增大低負荷時煙塵空氣的流速率，在鹽城裝置入口處增加了調節裝置，從而來調節煙氣通道內的流速，但是，這種裝置不但無法有效增加吸收煙塵的效率會顯著增加成本得不償失。根據屋脊市除塵裝置相關科研人員研制了冷凝除塵裝置，冷凝裝置適用于兩層屋集成裝置之間的一種裝置，類似于三級屋脊式除塵裝置但如果風速過快，負荷適應性與傳統的三級屋脊式除霧裝置相似。從煙霧中沉淀下來的水顆粒將進一步攜帶水滴并逃逸。

3.2 適用范圍

為了達到粉塵濃度小于5毫克每立方米的目標，三種除塵裝置的應用范圍不同。屋脊式除霧器的改造路線對入口粉塵濃度有嚴格要求，適用于粉塵濃度不超過20 毫克每立方米的場合。管束除塵裝置入口粉塵濃度較大，可滿足單塔總粉塵濃度不大于35毫克每立方米，雙塔入口粉塵濃度不大于毫克每立方米的要求。設計除塵效率高。但低負荷運行的穩定性有待提高。如果要求滿負荷段達到超低排放，則需要將入口粉塵濃度送入其中。步進控制。冷凝除塵霧化裝置能滿足脫硫裝置總粉塵濃度小于30毫克每立方米的要求，但運行性能較差，且性能不足，無法證明其長期穩定運行的可靠性。

4 改造的經濟指標分析

三條改造路線的投資成本差異主要體現在除霧和配套改造上。三級脊型除霧器改造成本最低。管束除塵裝置具有一定的專利壁壘，價格相對較高。冷凝除塵除霧裝置系統較為復雜，塔內設有高效除霧器和冷凝裝置，塔外增設冷卻水站，整體價格也較高。針對本工程，三級屋脊式除霧器體現了投資成本的優勢。

5 改造效果

對于除塵器的改造效果來說，大多數項目多采用三級屋脊式除塵，只有少量項目使用了管束式和冷凝式除塵，但是這不能說完全說明后兩種比前者除塵效果差，這三種儲存類型需要根據不同的需求和方案進行利用和設計，從而達到最優質的除塵效果。

6 結束語

三種除塵方式各有利弊：首先，三級屋脊除霧技術是當前在吸收塔中運用最為普遍的一種技術，但是其對于除塵的入口處的煙塵濃度有較高的需求，該除塵方式具有運行穩定、成熟可靠、投資成本較低等優點。管束除塵及防霧裝置主要依靠慣性來完成煙塵的超低排放，具有一定的應用性能和廣泛的應用范圍，但當機組運行負荷較低時，需要進一步控制煙氣和粉塵的濃度。根據實際情況進行除塵方式的選擇，從而達到高效除塵的目的。

參考文獻：

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