湿法除尘脱硫后的烟气除湿

湿法除尘脱硫后的烟气除湿

薛红军

(大唐长春第三热电厂吉林省长春市130103)

摘要：烟气除尘脱硫装置一体化设计，开发了配套组件文氏消泡器、人字除沫器、湿式静电除尘(雾)器，通过消泡、除沫、除尘(雾)湿法除尘脱硫后烟气的除湿效能，在进一步巩固了烟气除尘脱硫效果的同时，明显改善了烟囱冒白烟和拖尾现象。

关键词：环保设备；烟气脱硫；除尘；除雾；除湿；

造成我国大气环境污染的主要因素为燃煤和燃油烟气，它主要由二氧化硫和其他颗粒污染物组成，污染了环境和影响了人体健康。鉴于此，我国从上个世纪就已经着手脱硫除尘设备的研发工作，截止到目前，我国绝大多数燃煤和燃油装置都安装了这种设备。但由于经济的较快发展，大气污染情况进一步严重，因此，研发出一种高效湿式除尘脱硫设备变得十分必要和紧迫。

1烟气除尘脱硫装置一体化设计与作用

烟气除尘脱硫装置主要由洗涤塔和综合塔构成。洗涤塔主要用于烟气除尘脱硫高效湍冲洗涤，由急冷段、急冷喷头(或溢流堰)、湍冲洗涤段及洗涤喷头组成。综合塔主要用于气液分离，由综合塔塔体及其内部组件文氏消泡器及其喷头、人字除沫器及其反冲洗喷头等组件构成，还可按要求再配置湿式静电除尘(雾)器和水珠分离器等组件。该主体设备湍冲洗涤烟气除尘脱硫装置通过湍冲洗涤、斜微孔曝气、文氏消泡、人字除沫、静电除尘(雾)、水珠分离烟气除尘脱硫一体化设备，提高了脱硫除尘效率和氧气利用率，消除洗涤喷头堵塞和循环洗涤液沉降，有效控制湿法脱硫后尾气冒白烟和拖尾现象。由于湿法除尘脱硫的洗涤液中含尘、酸和盐等有害成分，脱硫后尾气湿含量高，其中水沫、水雾也含尘、酸、盐等有害成分，而脱硫剂的添加、pH值提升、副产盐度的提高促使泡沫产生，进一步增加尾气含湿量。因此在综合塔气液分离后，依次配套文氏消泡器、人字除沫器、湿式静电除尘(雾)器，目的是实现除湿效能，进一步巩固除尘脱硫效果，改善烟囱冒白烟和拖尾现象。双屿公司典型的烟气除尘脱硫装置一体化设计见图1。

图1烟气除尘脱硫装置一体化设计主体设备示意

二、人字除沫器设计与作用

人字除沫器设计由多个侧卧状人字形除沫板通过榫接并按一定间隔组合而成，人字形除沫板上部设有成侧倒状“人”字形的导水纹路，下部设有多个成侧倒状“人”字形的捕沫纹路。该捕沫纹路的表面粗糙处理设置，人字除沫器通过上下栅板挟持固定在综合塔塔内支耳上。通过设计为多重人字形、流线形结构，以及有效消除死角等多种措施，从而提高除沫效率，改善防垢、冲洗等性能。人字除沫器置于文氏消泡器之上，含沫烟气通过人字除沫器时能够有效收集、吸附小粒径水沫并将其汇集成较大水滴滴落回去，从而达到除沫效果，减少烟囱冒白烟或拖尾现象。人字除沫器所有与烟气、洗涤液接触部位均采用耐蚀、抗磨、防垢设计，如:除沫器及其压条、冲洗喷头均采用改性PP材料;除沫器冲洗管采用聚氯乙烯管材料并外包玻璃钢加强;其余与烟气、洗涤液接触的上下栅板、冲洗管短接均采用碳钢紧衬聚烯烃(PO/C.S)材料。

三、文氏消泡器设计与作用

在气液分离综合塔内固定设置的消泡器由多根并列的文丘里管组成文丘里管束，每个文丘里管包括内径向上逐渐缩小的收缩段、喉管以及连通于喉管上端且内径向上逐渐扩大的扩散段。在相对扩散段上端固定设置喷淋管，喷淋管下方连接数量和位置与扩散段相对应的伞状喷淋头(消泡器喷头)，每个消泡器喷头喷出的伞状水幕下缘位于扩散段上端部之外。气液分离综合塔筒体内位于文丘里管束上下两端之间设置集液斗，集液斗与气液分离综合塔筒体内壁密封适配，集液斗将消泡器筒体(气液分离综合塔)内腔分隔成上腔和下腔。集液斗下端设置引流管，引流管将喷淋水引出至消泡器循环泵进行强制循环。该设计可消除湿法烟气除尘脱硫后形成的气泡，以及因气泡破裂而产生的雾沫，从而减少烟囱冒白烟或拖尾现象。将文氏消泡器安装于湿法除尘脱硫综合塔内，湿法除尘脱硫后烟气在综合塔内进行气液分离。含湿烟气从文丘里管下端进入文丘里管，烟气在穿过喉管时，因烟道截面积变小，烟气在喉管处受到压缩，烟气中的气泡破裂，气泡被消除;烟气继续上升进入扩口管中，气泡破裂产生的雾沫扩散，然后烟气从文丘里管上端出去。此时，消泡器喷头喷出的伞状水幕对烟气中的雾沫进行清洗，消除了烟气中的气泡和雾沫，从而减少烟囱冒白烟或拖尾现象。消泡器文丘里管中气流速度高、变动大，会影响伞状水幕的稳定性。对烟气中的雾沫、气泡进行清洗、消除也要求伞状水幕具有一定的抗冲击动能，每个消泡器喷头喷出的伞状水幕的下缘应位于文丘里管扩散段上端部之外，而工况条件下伞状水幕的散射会造成水循环失衡。此外，消泡器喷头要避免堵塞、减少磨损，做到快速更换，提高寿命等要求。消泡器喷头设计结构是:第一圆筒状内腔，位于第一圆筒状内腔的轴向内端并与第一圆筒状内腔相通的旋转输出腔，位于旋转输出腔的轴向外端并与旋转输出腔相通的喷头喉腔，以及位于喷头喉腔的轴向外端并与喷头喉腔相通的伞状水幕成型腔。

四、双击式除尘脱硫装置

1.主体设备，主体设备为一立式塔,壳体为钢板焊接成型,内衬防腐、耐磨、耐热材料.由烟气分布室、下部水箱、气液混合、气液分离(脱水)等部份构成;水箱下部装有除渣机和水位控制装置.在烟气入口处装有若干个喷咀.烟气在入口处通过喷雾使微细粉尘产生凝并,通过气体分布室较均匀地分布在塔的横断面上并以一定的速度冲击液面,大颗粒的粉尘冲入吸收液中,被击起的吸收液(水花、水滴等)随烟气通过一文氏通道,在此气液进一步充分接触,脱除SO2和微细粉尘.文氏通道上部设有冲击板,它兼有脱水和除尘脱硫作用.塔的最上部设有脱水装置,进一步脱水.落入吸收液中的粉尘和不溶性硫酸盐由下部除渣机定时刮出.水箱液位有水位控制装置自动控制.

2.工艺流程简介，工艺流程如图2所示.除主体设备外,配套设备包括除灰机、再生缶、循环泵等.不需外设循环水池,机械自动除灰.该流程适用于层燃炉和新型的抛煤机炉除尘脱硫过程.

3.主要技术指标除尘效率:92%～96%,排尘浓度小于200mg/Nm3

脱硫效率:70%左右设备阻力:900～1200Pa

五、湿式静电除尘(雾)器设计与作用

随着环保要求不断提高，减少烟囱冒白烟和拖尾现象，要求其配套的湿式静电除尘(雾)器不仅能提高处理气量，而且要有较高的处理气速。由于气速高、变动大，要求湿式静电除尘(雾)器运行稳定、用电效率高。此外，由于湿法除尘脱硫处理后烟气湿度高，还要求设备防腐性能好、绝缘性能佳等。

1.为提高脱除效率和处理气速，阳极管采用加长设计，由通常的4.5m提高至6m，处理气速可由通常的1m/s提高至1.5～2m/s，甚至2m/s以上(处理气速提高将导致脱除效率降低)。

2.由于加长阳极管、提高气速，在阳极管下方设计有水平固定的格栅板，将阴极线下端及其铅锤定格于栅格板上，使阴极线的固定稳定可靠;从而减少摆动和震幅发生，防止局部短路，使其放电均匀、稳定，提高了脱除效率和用电效率。

3.通过阴极系统固定器将格栅板固定于除尘器筒体下部，设计有绝缘子室、绝缘子，使除尘器筒体与阴极线或与之连通的格栅板各组件之间距离大于阴阳放电距离;从而通过绝缘子使阴极线下端及其末端铅锤获得定格，并与筒体绝缘。

4.固定器设计有空气分布器，并通过引入热空气(或引入冷空气并在绝缘子室内腔加热)，以降低绝缘子室内腔空气湿度和提高绝缘子室内腔空气温度;从而使得绝缘子表面温度大于绝缘子室内腔空气露点，不会凝结水膜，造成水膜放电而短路、失稳或降低用电效率，以确保在高湿度、高气速下的绝缘性。改进后的湿式静电除尘器(雾)对捕集湿法除尘脱硫后烟气中的含湿粒子和水沫具有较高的脱除效率，同时提高了处理气速、运行的稳定性和防腐蚀性能等。

参考文献：

[1]张明芳，湿式烟气脱硫除尘装置的技术要求，2015.

[2]秦海洋，探析湿法除尘脱硫后的烟气除湿，2016.