应用水汽相变促进湿法脱硫净烟气中PM2.5和SO3酸雾脱除的研究

2.3.3湿空气添加量的影响

湿空气添加量会直接影响混合后烟气的过饱和度及PM2.5、SO3酸雾凝结长大与脱除效果。图9为不同湿空气添加量下的两者数浓度脱除效率测试结果(注:扣除了添加湿空气所引起的浓度稀释效应);实验中，脱硫净烟气相对湿度为95%左右，温度约为55℃，湿空气相对湿度约为90%，温度为20℃左右，脱硫塔操作条件同上。

由图9可知，添加湿空气能够有效促进脱除净烟气中PM2.5及SO3酸雾的脱除，脱除效率随着添加量的增加而提高，如当脱硫净烟气与湿空气体积比由10∶1.5增至10∶3时，其脱除效率可分别由约16%、20%提高到43%、41%左右;但当湿空气添加量进一步增加时，脱除效率趋于平缓。

添加湿空气后的水汽过饱和度随湿空气添加量的变化特性也存在类似规律，具体见图10，这可以从两个方面进行解释:第一，混合烟气温度随着低温湿空气添加量的增加而降低，有利于过饱和水汽环境的建立;同时，湿空气的相对湿度低于脱硫净烟气，即湿空气含湿量低于脱硫净烟气，这使得混合烟气含湿量随着低温湿空气添加量的增加反而减少，这不利于过饱和水汽环境的建立。因此，混合后烟气的过饱和度随着湿空气添加量的增加先提高然后趋于平缓，最后逐渐降低。

由图10可知，过饱和度在脱硫净烟气与湿空气体积比为10∶16时达到峰值1.45左右，但是湿空气添加量过高会导致混合后烟气量显著增加，引起增压风机或引风机能耗增大;根据实验结果，适宜的脱硫净烟气与湿空气混合体积比为10∶(2.0-2.5)，即在脱硫净烟气中添加为20%-25%(体积比)的湿空气。

2.3.4脱硫净烟气温度的影响

由2.3.1节理论计算结果及图8可知，采用添加蒸汽方式建立过饱和水汽环境，混合烟气过饱和度及可凝结水汽量均随脱硫净烟气温度升高而降低，添加湿空气方式则呈相反的变化规律。为此，实验考察了脱硫净烟气温度对采用添加蒸汽及湿空气两种方式促进PM2.5脱除效果的影响，实验工况:蒸汽温度为160℃，添加量为0.06kg/m3，脱硫净烟气与湿空气混合体积比5∶1，脱硫净烟气与湿空气相对湿度分别约为95%、90%;脱硫塔液气比为15L/m3，空塔气速约2.9m/s，实测结果见图11。

由图11可知，添加蒸汽方式，PM2.5总脱除效率随着脱硫净烟气温度升高而降低，添加湿空气时的脱除效率则明显呈上升趋势;如当烟气温度由46℃升高至60℃时，前者脱除效率从50%降至35%，后者则由18%升至45%左右;这与混合烟气过饱和度及可凝结水汽量的变化规律相一致。

上述结果进一步表明，添加蒸汽方式适合于脱硫净烟气温度较低(≤50-55℃)的场合，添加湿空气方式则特别适合于脱硫净烟气温度较高(≥55-60℃)的场合。因此，在实际应用中，结合湿法脱硫净烟气温度条件选择添加湿空气或蒸汽方式，有利于降低建立过饱和水汽环境所需的能耗。

3结论

石灰石-石膏法脱硫净烟气中细颗粒物除燃煤飞灰外，还含CaSO4、CaSO3及未反应的CaCO3等组分，从数浓度角度主要属亚微米级微粒;SO3酸雾主要属于亚微米级雾滴，WFGD系统对SO3酸雾的脱除效率仅为35%-55%。

采用添加蒸汽建立过饱和水汽环境，其混合烟气过饱和度、可凝结水汽量及促进PM2.5、SO3酸雾脱除效果均随脱硫净烟气温度升高而降低，该方式适合于脱硫净烟气温度较低(≤50-55℃)的场合。

采用添加湿空气建立过饱和水汽环境，其混合烟气过饱和度、可凝结水汽量及促进PM2.5、SO3酸雾脱除效果均随脱硫净烟气温度升高而增加，该方式适合于脱硫净烟气温度较高(≥55-60℃)的场合。

《燃料化学学报》作者：潘丹萍，吴昊，姜业正，刘亚明，徐齐胜，杨林军

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