火电厂烟气团聚强化除尘协同脱硫废水零排放技术

3.3电厂脱硫废水细颗粒物团聚试验

为验证化学团聚剂的效果，首先测试了喷入不同化学溶液后，除尘器后颗粒物浓度。试验结果如图8所示。由图可知，喷入团聚剂溶液和脱硫废水等化学试剂后，除尘器后颗粒物浓度均有明显下降，说明化学团聚技术可有效提高除尘器对飞灰细颗粒物的脱除效率。

其中，喷入0.1%团聚剂效果最好，颗粒浓度由33mg×m-3降至19–22mg×m-3，除尘效率提高约40%。喷入脱硫废水后，除尘效率也有一定提高。脱硫废水中各种离子，包括Mg2+、Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等，有利于细颗粒活化和脱除。喷入工业废水后，颗粒物浓度略有降低，效果并不明显。说明没有化学团聚剂剂的作用，并不能降低烟气中颗粒物浓度。

图8化学团聚效果对比图

图9飞灰细颗粒物场发射扫描电子显微镜图

为进一步分析化学团聚剂对飞灰细颗粒物的作用效果。我们将实验前后的飞灰放入场发射扫描电子显微镜下观察其结构变化。结果如图9所示。由图可知，团聚前，燃煤飞灰细颗粒物呈颗粒圆球状。由于其粒径较小，故而难以被现有除尘器捕集脱除。

当添加化学团聚剂后，团聚剂分子间靠氢键作用而形成规则的螺旋结构，且双螺旋之间还存在经由弱作用力而形成的网状立体结构。其链状及网状结构分支有利于吸附细颗粒，颗粒物通过高分子链的吸附架桥作用发生团聚，增大颗粒粒径。随着团聚剂浓度增大，团聚效果增强，脱除颗粒物效率随之提高。综合以上试验结果可知，化学团聚剂能有效促进细颗粒物凝并结合，飞灰颗粒粒径增大后，被除尘器捕捉并加以脱除，从而降低颗粒物排放浓度。

为了检验化学团聚系统是否会对电厂现有工艺设备造成影响。我们检测了电厂相关运行参数，包括SO2、NOx、O2浓度及烟气温度等。探究新技术工业应用的可行性。喷入团聚剂后，NOx浓度变化如图10所示。由图可知，喷入团聚剂后，NOx含量均有少许降低，其中，喷入0.1%团聚剂效果最为明显。分析原因，化学团聚剂溶液能促进NOx溶于水，且对NOx有一定的吸附作用。故化学团聚系统对降低NOx排放有促进作用。

图10：NOX浓度变化图

 喷入团聚剂后SO2浓度变化如图11所示。由图可知，除喷入工业用水后，SO2浓度略有降低外，喷入其他液体后，SO2浓度均有所提高，分析原因，由于脱硫废水中不稳定的硫酸盐部分分解造成的，其它可能与电厂负荷变化以及煤质变化有关。化学团聚系统对SO2浓度影响不明显。

图11：SO2浓度变化图

喷入团聚剂后O2浓度变化如图12所示。由图可知，喷入团聚剂溶液后，O2浓度均有所提高。O2浓度增加与喷入团聚剂时使用的压缩空气有关。O2含量增加0.5%–1.5%之间。化学团聚系统对O2浓度影响有限。

图12：O2浓度变化图

喷入团聚剂后烟气温度变化如图13所示。由图可知，喷入团聚剂溶液后，由于溶液蒸发会带走一部分热量，故烟气温度略有降低。约降低8℃左右。由于烟道温度仍远高于烟气露点温度，同时加入防腐添加剂，故不会对除尘器等造成影响，不会造成烟道腐蚀。

图13烟气温度变化图

4结论

本文针对某50MW燃煤电厂进行了烟气团聚强化除尘协同脱硫废水零排放示范研究，考察了脱硫废水化学团聚技术对燃煤电厂细颗粒物PM2.5脱除效率及电厂运行工况及参数的影响。探究了该技术工业应用的可行性。结果表明：

（1）喷入脱硫废水团聚剂，细颗粒物排放浓度显著降低。其中质量分数0.1%的团聚剂可提高除尘效率约40%。脱硫废水对颗粒团聚还有一定促进作用。

（2）喷入脱硫废水团聚剂溶液后，电厂烟气温度降低约8°C左右，烟气中NOx含量降低明显，SO2和O2浓度无明显变化；脱硫废水团聚强化除尘技术对电厂运行参数影响很小。

（3）团聚强化除尘系统能有效促进燃煤飞灰细颗粒团聚，实现燃煤细颗粒物高效脱除，且对脱硫废水实现一体化零排放处理。长期运行需要关注腐蚀和堵塞问题。

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