簡易麻石水膜脫硫除塵裝置運行中的問題及改進
隨著國家環(huán)保執(zhí)力度的加強，鍋爐的煙塵zui 高允許排放濃度、二氧化硫zui高允許排放濃度等都 受到了越來越嚴格的限制，這就對鍋爐煙氣除塵脫硫技術提出了更高的要求。目前中小型鍋爐廣泛使 用的是麻石水膜除塵器http://www.xinyifrp。。ｃｏｍ/其除塵效率可達95%以上, 但脫硫效率僅為10%左右。簡易濕法煙氣脫硫除塵 一體化技術是利用同一裝置或系統(tǒng)，在原有麻石水 膜除塵器筒體內(nèi)加裝脫硫裝置及脫水裝置，將其改 造為新型麻石水膜脫硫除塵器，同時脫除煙氣中的 煙塵和二氧化硫。本文以保定石化廠熱電站應用簡 易濕法脫硫除塵一體化裝置對原麻石水膜除塵器進 行的技術改造為例,證明該裝置具有技術可行、工藝 簡單、占地面積小、投資省和脫硫效率高等優(yōu)點，但 也發(fā)現(xiàn)改造后存在一些問題，如經(jīng)過脫硫除塵之后 的煙氣帶水和由此而引起的風機帶水、積灰振動、磨 損及尾部煙道腐蝕等,對發(fā)現(xiàn)的問題分析探討,并采 取相應措施進行改進。
1問題提出
根據(jù)國家現(xiàn)行HCRJ 040-1999《花崗巖類濕式 煙氣脫硫除塵裝置》及GWPB3-1999《鍋爐大氣污染 物排放標準》，要求鍋爐煙塵排放濃度在200mg/m3 以下,S02排放濃度在900mg/m3以下,除塵效率大于 95%,脫硫效率大于60%。
爐，鍋爐主要參數(shù)如下：額定蒸發(fā)量：35t/h;額定蒸汽 壓力：3.82MPa;額定蒸汽溫度JSOt;給水溫度： 104T;排煙溫度鍋爐實際運行熱效率平均為 60%~70%,除塵裝置采用文丘里麻石水膜除塵器。在 未改造前，除塵器存在著下列問題：氣、液、固3相接 觸交換不充分；水膜除塵器內(nèi)壁水膜形成效果不好； 水膜筒環(huán)形槽溢水效果不好,除塵效率不高(<90%)，脫 硫效率低下(<10% )。
由于上述原因，原文丘里水膜除塵器無法達到國 家環(huán)保要求。為適應鍋爐運行工況，滿足環(huán)保要求，該 廠應用簡易濕法脫硫除塵一體化裝置分別對兩臺原 水膜除塵器進行了改造。
2改造過程
2.1設備結(jié)構(gòu)
把原水膜除塵器溢流槽之上部分拆掉后，筒體重 新砌筑升高，在塔底砌筑1個導流塔，塔內(nèi)裝1層導 流塔板、3層旋流塔板，塔頂裝噴淋裝置，副塔內(nèi)裝1 層脫水裝置。
2.2工作原理
鍋爐煙氣切向旋轉(zhuǎn)進人麻石水膜脫硫除塵器后， 利用離心力除塵，利用離心力脫水。在該項安裝有旋 流板塔的煙氣脫硫除塵器中，其主塔內(nèi)旋流塔板板形 如汽輪機的隔板,運行時，煙氣由塔底向上切向進塔， 塔頂噴淋除塵水，除塵水經(jīng)旋流塔板中的葉片表面均
勻向下流動，煙氣在塔內(nèi)旋流塔板葉片的導向作用下 與除塵水(或堿液)接觸，使液滴與煙氣充分接觸后能 得到有效的分離，其氣液負荷為常用板塔的150%以 上。因塔板葉片上液層薄，開孔率大，使吸收塔內(nèi)阻力 很少，比常規(guī)塔少50%，且彈性寬，抗堵性強。煙氣經(jīng) 主塔后從塔頂進人副塔，通過脫水裝置經(jīng)引風機、煙 囪排向大氣，主塔中配有沖洗塔板的裝置。利用酸堿 中和反應脫硫，其脫硫的反應機理如下： 2Na0H+S02=Na2S03+H20, Na2S03+Ca(0H)2=CaS03+2Na0H(苛化反應)， CaS03+l/202=CaS041 3存在問題分析
該除塵器改造完成后初步測試表明除塵效率較 高，達98%，脫硫效率也可達70%，脫硫效果受噴淋水 pH值的影響很大，pH值高，脫硫效果好。但在運行 中發(fā)現(xiàn)鍋爐排煙溫度降低較多，煙氣仍然帶水。
氣帶水原因及其后果
濕法煙氣脫硫反應系統(tǒng)增加了煙氣和脫硫漿液 的氣液兩相傳質(zhì)和反應：煙氣在經(jīng)過脫硫處理之后， 溫度會大幅下降，并且?guī)в写罅克郑此^“煙氣帶。煙氣所帶的水分又可以分為攜帶的水霧滴和煙 氣中處于飽和狀態(tài)的水蒸氣。完備的大型濕法石灰 石/石膏脫硫系統(tǒng)通常在脫硫反應之后的煙氣流程中 設計脫水裝置，以脫除攜帶的霧滴，并且有煙氣再熱 裝置把脫硫之后的煙氣加熱到80T：左右，以防止煙 氣的水蒸氣冷凝，并保證煙氣有足夠的熱浮力。
該工程實踐上應用的簡易濕法脫硫除塵一體化 裝置，為了節(jié)省設備投資，降低運行費用，只有簡單的 除濕裝置，沒有煙氣再熱裝置，并且由于受限于原有 的引風機，對簡易脫硫除塵裝置的壓降要求苛刻，使 得簡易除濕裝置的效率也有所降低。未經(jīng)很好除濕和 再熱的煙氣水分會在其后的煙道內(nèi)和引風機凝結(jié)，進 而易使灰塵粘結(jié)在引風機葉輪上，造成引風機積灰、 振動和磨損，以及加劇尾部煙道和引風機的腐蝕，這 種情況冬季更為嚴重。
3.2影響因素
3.2.1旋流板除濕裝置的影響
旋流板除濕技術的工作原理是：攜帶液滴的氣流
經(jīng)過旋流板旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生離心作用，使液滴甩向壁面， 從而使氣液分離。由于旋流板氣流通道大阻力小且不 易積灰堵塞，運行可靠性好而成為在簡易濕法脫硫除 塵一體化裝置中使用zui多的除濕裝置。旋流板的結(jié)構(gòu) 如圖1所示。其中旋流板的盲板尺寸、葉片仰角對除 濕效果影響zui大。試驗證明?盲板直徑與塔徑比為4/9， 葉片仰角為25°的旋流板除濕效果。
1-盲板2-套筒3-積液溢流口 4-旋流板外緣5-葉片 
垢并進一步造成阻塞。同時，在濕法除塵的過程中， 洗滌液吸收煙氣中的S02形成亞硫酸，若洗滌液pH 值偏低，無法中和亞硫酸，易造成管路、水泵以及引 風機的腐蝕。綜合考慮，洗滌液在除塵器人口 pH值 控制在8~9，在除塵器出口控制在5.5~6.5為宜。
3.2.3露點的影響
當煙氣溫度低于露點時，煙氣中的水蒸氣將結(jié) 露，形成的小液滴附著在煙道內(nèi)壁和風機葉片上，液 滴成分包含水、硫酸和硫酸鹽，從而造成管路和風機 腐蝕。一般當設備低于露點運行，不到3個月就將引 風機腐蝕，使引風機無法運行。當濕煙氣中的水蒸氣 分壓力達到飽和壓力時，水蒸氣的含量達到zui大值。 由于經(jīng)過洗滌凈化后的煙氣基本處于飽和狀態(tài)，因此 即使脫水裝置將煙氣中的液態(tài)水全部脫除，當煙氣到 達引風機的溫度低于露點時，煙氣中的水蒸氣仍將風 機葉片和其后煙道結(jié)露，造成風機帶水。風機帶水還 會使引風機粘灰，嚴重時使風機失去動平衡而無法運 行。冬季環(huán)境溫度低時，尾部煙道若沒有保溫或煙氣再 熱裝置時，這種現(xiàn)象尤為嚴重。煙氣的飽和水蒸汽含量 與煙氣溫度呈指數(shù)關系，煙氣溫度為90尤時，其飽和水 蒸汽含量為時為0.1297kg/ m3，僅為 90尤時的三分之一；當煙氣溫度大于100尤時，煙氣 中的水呈氣態(tài)，風機不帶水。綜合考慮，煙氣在除塵器 出口溫度應在60<070尤，這個溫度也是濕法脫硫除 塵的溫度范圍。
4改進措施
根據(jù)上述分析結(jié)果，該廠采取以下措施對簡易濕 法脫硫除塵一體化裝置設計進行了改進：
(1)選用高效除濕旋流板。該廠將原旋流板更換 為盲板直徑與塔徑比為4/9，葉片仰角為25°的高效 旋流板；
(2)安裝自動控制檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)對pH值和煙 氣出口溫度的實時監(jiān)測，嚴格控制洗滌液在除塵器人 口值為 pH=8~9，出口值為 pH=5.5~6.5;
(3)對脫水器后到引風機前煙道進行加厚保溫， 并加大煙道直徑，降低煙氣流速。保證鍋爐煙氣出口 溫度在60~70尤，在露點以上運行。
5結(jié)語
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