新型湿法脱硫气动增效除雾降尘技术分析

北极星环保网讯:为根本治理日益严重的雾霾天气，国家和各地各行业纷纷提出比国标更严格的排放要求。随着《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)的实施和《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》的印发，对于粉尘排放要求逐渐提高，迫切需要创新的先进技术有效降低电厂的粉尘排放浓度。

在中国科学院力学研究所等单位的支持下，北京东方天蓝科技股份有限公司研发的“气动增效除雾降尘技术”为实现这种目的提供了性价比最高、具有专利技术的支撑。

该方案关注除雾器这一控制粉尘排放的关键和最终环节，面向石灰石浆液这一粉尘排放的重要载体，引入增强型气动除雾降尘导流器组件，应用提升局部流速与湍流度、加强小雾滴直接吸收、促进小尺寸雾滴聚合等流体力学原理，达到有效降低出口雾滴含量、抑制粉尘排放的目的。

1、技术构成与原理

1.1主要技术构型

针对当前粉尘超低排放的要求和除雾器的运行现状，本公司提出一种取代湿式电除尘器的专利技术，开发出了一种增强型气动除雾降尘导流器组件，与原有除雾器形成一种新型组合，可以大幅度降低除雾器出口雾滴含量，同时祛除烟气中的细微燃烧颗粒及石膏浆液中的固态微粒，满足严格的粉尘排放要求。

本设计提出的气动增强除雾器方案，通常采用一级屋脊式+气动增强导流器+一级屋脊式除雾器结构形式，其中导流器部分依据不同的电厂脱硫系统运行数据及技术指标要求进行详细设计，具体形式包括圆柱形、水滴形、非对称翼型及涡流发生器等结构，以适应不同的烟气流量、入口粉尘与雾滴含量、压降限制等技术要求。导流器部分典型的三层顺流结构示意图如图

1.2设计理论基础

湿法脱硫通常以石灰浆液作脱硫剂，在吸收塔内对SO2烟气喷淋洗涤。洗涤过程会产生大量的不同尺度雾滴，需要通过脱硫塔末端的除雾器进行去除。除雾效果与雾滴尺寸密切相关，脱硫装置中的石膏浆液经喷嘴雾化后雾滴直径一般在15μm～1150μm左右，雾滴在经过除雾器后，直径不小于22μm的雾滴去除率一般为99.99%，直径15～22μm的液滴去除率为50%，15μm以下的雾滴无法拦截，因此净烟气中通常带有石灰浆液。

对于净烟气排放而言，石灰浆液是粉尘排放的重要载体，国外典型研究结果中总粉尘排放中进行元素分析，石灰浆液蒸发产物所占比例接近50%，而对于超细粉尘中，石灰浆液蒸发产物比例更高。另一方面燃烧产物飞灰经脱硫喷淋，大量也以液滴形式存在。

因此，除雾器是控制烟尘排放的关键（最终）环节：通过捕集液滴，能够有效的降低前述粉尘的排放；出口粉尘形态的团聚和不规则特征，更容易采用气动原理进行捕集；通过脱硫和除雾相结合的系统优化，能够有效的降低石膏浆液和粉尘排放。

气动效应是雾滴捕集的关键因素。本技术通过强化气液传质和捕集、聚团效应，降低净烟气中游离水的方法，达到降低烟气中粉尘排放的效果。本技术的主要理论基础要点包括：

（1）离散雾滴粒子团的受力分析与大规模行为追踪；

包括离散相数值方法的运用、建立粒子在空气中的受力模型、刻画粒子与粒子团的运动行为、以及离子行为的大规模数值计算等。

（2）湍流色散效应与湍流增强效果运用

湍流色散效应反映了湍流作用下粒子不规则运动，是自然界水气交换的最重要因素，是雾滴粒子充分扩散撞击以及除雾器高效捕集的基础。

（3）雾滴例子撞击与聚合模型与改进

撞击与聚合是小尺度粒子吸收的重要条件，通过求解粒子撞击概率，模拟小尺度粒子合并过程，能够更好地模拟壁面捕捉粘附过程，为优化小尺度粒子吸收提供重要条件。

（4）基于涡流发生器的局部涡流增强技术

涡流发生器（VortexGenerator）对于促进边界层转捩、提高湍流脉动，以及抑制流动抑制分离、降低系统阻力与压力损失都具有非常好的前景，是导流装置可采用的有效措施。

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