国电泰州电厂GGH取消后采用热二次风加热净烟气方案的探讨

北极星环保网讯:无GGH装置的脱硫系统投产后，虽然有效地解决了GGH的堵塞问题，但由于“湿烟囱”无烟气再热措施，排烟温度较低，吸收塔出口带有饱和水的净烟气在排出过程中部分冷凝形成液滴，落到地面形成“石膏雨”或酸雨，对电厂及周边环境产生污染，甚至腐蚀设备。本文将重点对GGH取消后采用空气预热器（下文简称空预器）后抽取一部分热二次风加热方案进行分析和探讨。

当前大型火电厂以湿法烟气脱硫(WFGD)工艺为主，该系统绝大对数配套GGH加热装置，但是运行实践表明，该系统存在诸多问题，最为突出的就是换热原件的阻塞和GGH漏风，同时加上GGH部件的腐蚀直接降低FGD系统的可用率，增加GGH的维修费用。

若简单把GGH取消，虽解决了GGH的腐蚀和阻塞等问题，但是随之带来另一矛盾却是由于排烟温度降低，吸收塔出口带有饱和水的净烟气在排出过程中部分冷凝形成液滴，烟气自烟囱口排出后不能有效的抬升、扩散到大气中，特别是当地区温度、气压较低或在阴霾天气的时间段，烟气中携带的粉尘及液滴聚集在烟囱附近，落到地面形成“石膏雨”或酸雨，对电厂及周边环境产生污染，甚至腐蚀设备。因此对取消GGH后如何减少“石膏雨”的研究和探讨就尤为重要。

1石膏雨成因分析

石膏雨包含了两层含义：“石膏”和“雨”，“石膏”指的是石膏浆液；“雨”指的是净烟气中饱和水形成的冷凝液液滴。

1.1石膏的成因

“石膏”是烟气中夹带的石膏浆液随烟气排放落到地面形成的。脱硫装置净烟气中的石膏浆液主要来源于吸收塔喷淋层喷嘴雾化后的细小液滴，石膏浆液经喷嘴雾化后雾滴直径一般在920μm，经碰撞后会产生少量在15μm左右。

在经过除雾器后，一般会除去99.99%的不小于22μm雾滴，同时还可以去除50%的15～22μm液滴，15μm以下的雾滴无法拦截，因此净烟气中有一定量的石膏浆液是必然的。但是如果烟气在除雾器处的流速超过设计值，除雾器的效果将大大降低，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，形成净烟气带浆现象。

1.2雨的成因

“雨”是净烟气中冷凝液，其形成的直接原因是烟气除了含有饱和水蒸气外，还携带有未被除雾器除去的液滴，烟气的水分主要是从除雾器中逃逸的雾滴组成。其形成的间接原因是饱和烟气绝热膨胀及接触烟道及烟囱内壁形成的冷凝物。

饱和湿烟气在烟囱上升过程中，烟气压力降低，绝热膨胀后促使烟气降温，形成非常细小的液滴（直径＜1μm），绝热膨胀在烟囱中产生最大数量的雾滴。在烟囱内部，由于受惯性力的作用，烟气夹带的较大水滴撞到烟道和烟囱壁上，并与壁上冷凝液结合，并受气流影响重新被带入烟气，这些重新被带出的液滴直径通常在100～500μm，其数量取决于壁面的特性和烟气流速。

粗糙的壁面、较高的烟气流速会使夹带液滴量增加。“雨”形成的另外一个原因是环境因素的影响，通常情况下，环境气温低及气压低会造成“雨”的出现。如前所述，脱硫后的烟气温度通常在50℃左右，与未脱硫的原烟气直排相比，脱硫后的净烟气在抬升高度及扩散能力方面相对较差，因此当脱硫后烟气从烟囱排出时，由于烟温与环境温度相差较大，烟气来不及扩散，烟气中的饱和态水遇冷变成过饱和状态，最终成为冷凝液落到地面形成“雨”，烟气排放温度与环境温度相差越大，越容易形成“雨”。

2空预器后热二次风加热净烟气

2.1解决石膏雨的设想

从前面的“石膏雨”的成因可以看出，“石膏雨”的形成机理比较复杂，它与塔内烟气量及烟气流速的大小、除雾器的选型和液气比（含硫量）、烟囱内筒的形式及流速等方面有很大关系。

一般来说吸收塔流速、烟囱流速选择越高、越容易发生石膏雨；高硫煤容易发生石膏雨，低硫煤就相对好一点；平板式除雾器容易发生石膏雨，屋脊式的效果就相对好；烟囱内壁光滑比粗糙的严重，增加管式除雾器比不增加要好；但是就目前而言由于环境条件的差异、煤质的差异、以及设计参数的选择上的差异造成出现“石膏雨”的情况时有发生，解决对策为抽取一部分空预器后热二次风加热净烟气。

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