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石膏雨:
“石膏雨”是指由于脱硫存在系统问题,导致脱硫后烟气在排放过程中“落雨”,并携带石膏的现象。“石膏雨”频发的原因在于石灰石/石膏湿法脱硫工艺中,经过喷淋层浆液洗涤后的烟气会携带大量细小的液滴到达除雾器,这些液滴中包含着固形物或可溶物,主要是石灰石浆液吸收SO2后的生成物、过剩的脱硫剂以及未被捕集的粉尘。如果烟气在除雾器处的流速超过设计值,除雾性能将大大降低,甚至失效,除雾器也会在高速的烟气下发生二次携带现象,大量的石膏浆液将会随烟气被带入烟囱,出现“石膏雨”现象。
“石膏雨”的产生主要与脱硫系统的设计及操作、维护有关。以除雾器为例,当吸收塔设计不恰当、除雾器选型不合适时,会引起烟囱周围会降落大量的石膏雨,其对烟尘的贡献值可高达20mg/Nm3[2]。
系统偏流影响:
湿法脱硫系统的烟气偏流是导致粉尘排放浓度高的重要因素之一。
一方面,由于我国燃煤电厂污染物治理起步较晚,在燃煤电厂建设中未给污染治理设备预留充足的空间,导致新建或改造的湿法脱硫设备烟道布置不合理,烟道布置难以满足流场设计基本要求,烟气经过烟道进入吸收塔前偏流严重。
另一方面,湿法脱硫装置普遍采用单侧入口进气方式,该方式会造成烟气沿塔截面的流场不均,在入口对侧形成高速烟气流场,致使烟气到达首层喷淋层入口处流场分布偏流严重:远离吸收塔入口区域的液气比较低,而靠近吸收塔入口区域的液气比较高,这是引起近塔壁烟气逃逸,脱除效率偏离设计值的原因之一。超低排放对SO2、尘等主要污染物的排放浓度要求极低,烟气偏流的影响更是不可忽视。
高效脱硫除尘托盘塔技术助力超低排放
烟气进入吸收塔后,依次通过托盘、喷淋层及除雾器。喷嘴喷出的浆液由塔上部喷入落到托盘上,与烟气接触,部分SO2、粉尘和其它污染物被托盘筛孔流下来的液滴所捕获,或由于气流在改变方向时的惯性力作用,部分较粗的尘粒沉降到塔的底部被底部液膜捕集;而大部分SO2、微细粉尘与烟气一起通过小孔进入托盘上部的液膜层,烟气高速进入液膜层激起大量的液泡,形成的液膜能有效增大烟气与浆液的传质表面积,烟气在惯性、扩散作用的同时又不断地受到液泡的扰动,而改变方向,增加了SO2、粉尘与液体的接触机会,气体得到良好净化。
脱硫效率:
托盘上的液膜增加了烟气在吸收塔中的停留时间,气液得到充分接触,从而提高脱硫效率,有效降低液气比,降低循环浆液泵的流量和功耗。另一方面,石灰石的溶解速率与浆液内水合氢离子的浓度[H+]成正比,而托盘上浆液的pH比反应池浆液的pH低,这可以大大加速石灰石的溶解,从而提高脱硫效率。例如:如果反应池内的pH为5.5,那么托盘上浆液的pH将约为4.0,pH为4.0条件下石灰石的溶解速率是pH为5.5条件下的30倍以上。
除尘效率:
脱硫塔入口烟气中粉尘粒径的大小直接影响脱硫塔的除尘效率,而对细小颗粒的捕集效率是体现脱硫塔除尘性能的关键。
图1为空塔对烟尘粒径的分级去除效率,由图可知:空塔喷淋对于1~2.5μm粉尘的脱除,分级除尘效率较小,粉尘去除效率变化不明显;对于3~5μm的粉尘,分级除尘效率较大,粉尘去除效率变化明显;对于大于5μm的粉尘,分级除尘效率区趋于稳定接近100%。
图2为托盘对烟尘粒径的分级去除效率,由图可知:托盘对不小于2μm的粉尘具有较高的捕集效率,对于0.1~1μm的粉尘,有10%~30%的捕集效率;对于1~2μm的粉尘,有30%~40%的捕集效率。由此可见,托盘塔对PM2.5的粉尘具有较为显著的脱除性能优势,其总除尘效率也远高于空塔。
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