濕法脫硫超低排放應用關(guān)鍵技術(shù)復習進程

1、濕法脫硫超低排放應用關(guān)鍵技術(shù)傳統(tǒng)濕法脫硫能否達到超低排放 ?隨著燃煤電廠污染物 “超低排放 ”的呼聲越演越烈，人們對實現(xiàn) “超低排放 ”技術(shù)的關(guān)注度也越來越高。目 前， 煙氣協(xié)同治理技術(shù)已成為燃煤電廠滿足 “超低排放 ”的主流技術(shù)之一， 可使燃煤污染物排放濃度達到或接 近燃機標準。 國內(nèi)已有多套采用煙氣協(xié)同治理技術(shù)路線的燃煤電廠煙氣 “超低排放 ”機組投運， 為燃煤電廠污 染物控制提供了重要參考。在國外，煙氣協(xié)同治理技術(shù)是在現(xiàn)有的燃煤電廠污染治理技術(shù)路線進行升級改造，即能實現(xiàn)超低排放 的要求，該技術(shù)主要以日本燃煤電廠為代表，重點在于采用了低低溫電除塵器技術(shù)，但煙囪出口污染物超 低排放控制還是要

2、靠濕法脫硫技術(shù)來把關(guān)，從這一點看，濕法脫硫技術(shù)在煙氣協(xié)同治理技術(shù)中扮演著一夫 當關(guān)、萬夫莫開的角色。相比較國外先進技術(shù)，我國已形成成熟的燃煤電廠煙氣污染治理技術(shù)(煙氣脫硝 (SCR)+ 電除塵 + 濕法脫硫) ，與煙氣協(xié)同治理技術(shù)沒有本質(zhì)上的差異， 那為什么我國燃煤電廠不能做到超低排放呢?關(guān)鍵在于忽視了濕法脫硫在污染物把關(guān)控制中起到的關(guān)鍵作用。我國早在 90 年代就引進了濕法脫硫技術(shù)， 通過消化吸收已全面掌握。 目前， 市場上 80% 以上燃煤電廠 采用石灰石 /石膏濕法脫硫技術(shù)。通過對現(xiàn)有的濕法脫硫裝置進行分析，低二氧化硫排放已有成熟案例，但 難對粉塵實現(xiàn)超低低排放鮮有報道，其主要原因表現(xiàn)為

3、以下幾個方面：(1) 忽視了濕法脫硫協(xié)同除塵能力 傳統(tǒng)的濕法脫硫系統(tǒng)主要以脫除二氧化硫為主，在設(shè)計時忽視了吸收塔的協(xié)同除塵能力。國家權(quán)威機 構(gòu)結(jié)合大多數(shù)脫硫裝置，包括空塔、托盤塔得出的經(jīng)驗值，認為濕法脫硫的除塵效率僅為50% 左右，該觀念廣泛地被環(huán)保企業(yè)和燃煤電廠所接受，產(chǎn)生這種觀念的主要原因在于：一方面，現(xiàn)有環(huán)保標準尚不能促 使企業(yè)關(guān)注濕法脫硫的脫硫效率之外的除塵效率，即采用常規(guī)的濕法脫硫系統(tǒng)就能滿足現(xiàn)有的二氧化硫和 煙塵的排放限值 ;另一方面，濕法脫硫的除塵機理復雜尚無成熟理論可循。攜帶煙塵的煙氣進入吸收塔后， 與噴淋層噴出的漿液發(fā)生一些列復雜的碰撞、攔截等物理過程，鮮有成熟的機理研究案例

4、和工業(yè)示范應用 為濕法脫硫的除塵效率提供明確的理論依據(jù)，因此要想深入地研究濕法脫硫的除塵機理并非易事。(2) 石膏雨現(xiàn)象的困擾 當吸收塔設(shè)計不恰當、除霧器選型不合適時，會引起脫硫裝置排放的煙氣中夾帶大量的小液滴，嚴重 時煙囪周圍會降落大量的石膏雨，對設(shè)備造成堵塞、結(jié)垢、腐蝕等問題及對電廠周圍環(huán)境造成二次污染?！笆嘤?”是煙氣中夾帶的石膏漿液隨煙氣排放以 “雨 ”的形式落到地面的一種現(xiàn)象。 “石膏雨 ”頻發(fā)的原因 在于石灰石 /石膏濕法脫硫工藝中，煙氣經(jīng)過噴淋層噴出的漿液洗滌后會攜帶大量的帶細小的液滴到達除霧 器，這些液滴中包含著固形物或可溶物，主要是石灰石漿液吸收 SO2 后的生成物、過剩的

5、脫硫劑以及未被 捕集的粉塵。如果煙氣在除霧器處的流速超過設(shè)計值，除霧性能將大大降低，甚至失效，除霧器也會在高 速的煙氣下發(fā)生二次攜帶現(xiàn)象，大量的石膏漿液將會隨煙氣被帶入煙囪，出現(xiàn)石膏雨現(xiàn)象?！笆嘤?”的形成與多方面的因素有關(guān)， 主要包括除霧器的除霧效果、 吸收塔的設(shè)計、 運行操作等。 目前， 我國已能自主設(shè)計生產(chǎn)除霧器，大多除霧器的排放出口液滴攜帶量的保證值為 75mg/Nm3 ，且國內(nèi)業(yè)界認 為除霧器出口霧滴含固量等同于塔內(nèi)石膏含固量 (20%) ，即除霧器出口排放的液滴對煙塵的貢獻值為 75mg/Nm3104粒徑分布Cpm)圖1傳統(tǒng)電除塵器排放粉塵的粒徑分布具有關(guān)數(shù)據(jù)報道，對低低溫電除塵

6、器排放出口粒徑變化狀況進行了試驗測試，當電除塵入口溫度在 130 C左右時，出口粉塵粒徑分布小于 2.5卩m當電除塵器入口溫度降至 90C附近時，電除塵器出口平均粉塵粒徑 大于2.5 jim。而對于濕法脫硫系統(tǒng)，煙塵粒徑越大相對應的煙塵去除效率越大，因此在濕法脫硫系統(tǒng)前增設(shè)低低溫 電除塵技術(shù)，將為濕法脫硫超低排放技術(shù)的實施創(chuàng)造有利條件。(2)凱迪n代高效除塵托盤技術(shù)技術(shù)原理煙氣進入吸收塔后，依次通過托盤、噴淋層及除霧器。噴嘴噴出的漿液由塔上部噴入落到托盤上，與含塵煙氣接觸，部分粉塵被托盤篩孔流下來的液滴所捕獲，或由于氣流在改變方向時的慣性力作用，部分較粗的塵粒沉降到塔的底部被底部液膜捕集；而大

7、部分微細粉塵與煙氣一起通過小孔進入托盤上部的持液層，煙氣高速進入持液層并激起大量的液泡，形成的液膜能有效的增大煙氣與漿液的傳質(zhì)表面積，粉塵在慣性、擴散作用的同時又不斷地受到液泡的擾動，使粉塵不斷改變方向，增加了粉塵與液體的接觸機會，氣體得 到凈化。PM2.5去除效率高如圖2所示，為空塔對煙塵粒徑的分級去除效率，由圖可知，空塔噴淋對于12.5 ym的粉塵，分級除塵效率較小，粉塵去除效率變化不明顯；對于35ym的粉塵，分級除塵效率較大，粉塵去除效率變化明顯；對于大于5ym的粉塵，分級除塵效率區(qū)趨于穩(wěn)定接近100%。如圖3所示，為托盤對煙塵粒徑的分級去除效率，由圖可知，托盤對不小于2ym的粉塵具有較

8、高的捕集效率。對于0.11 ym的粉塵，有10%30%的捕集效率；對于12ym的粉塵，有30%40%的捕集效率。 在一定條件下，在同一粒徑分布區(qū)間，托盤的分級除塵效率比空塔噴淋高。 因此，凱迪的托盤塔技術(shù)對 PM2.5 的粉塵具有較為顯著的脫除性能優(yōu)勢。80%60%Hi40%20%0%dp (pm)圖2空塔對煙塵粒徑的分級去除效率關(guān)系4,567 S 910dp (gm圖3托盤對煙塵粒徑的分級去除效率關(guān)系流場均布效果好托盤還能提供煙氣均布效果，左邊圖為空塔中煙氣進入吸收塔后達到噴淋層時的流場分布圖，可以發(fā)現(xiàn)偏流很嚴重；右邊圖為托盤塔中煙氣進入吸收塔后達到噴淋層時的流場分布圖，煙氣經(jīng)過托盤后得到了

9、強制均布，能較好的與噴淋層漿液分布匹配。ttkr*圖4噴淋層出口流場優(yōu)化前后效果對比技術(shù)優(yōu)點煙塵最低可達到 5mg/Nm3;高效去除PM2.5;裝置能耗低；項目實施工程量小，工期短；與濕式電除塵器相比，系統(tǒng)簡單，占地小，投資成本低，運行能耗低、設(shè)備維護較易、廢水排放量小(3) 高性能除霧技術(shù)針對石膏雨現(xiàn)象，凱迪環(huán)保對除霧器的理論模型、結(jié)構(gòu)及做了全面的研究。認為除霧器排放的液滴中的含固量與石膏漿液池中的含固量不一樣，即除霧器中排放的液滴含固量小于20%，跟除霧器排放的液滴粒徑分布有關(guān)，如圖 5所示。120%100%30%0%40%20%0%020406080100120 140 160除霧器出口

10、液滴粒徑分布(以“)圖5除霧器出口液滴粒徑分布與質(zhì)量百分比關(guān)系(4) 全煙氣流場仿真技術(shù)全煙氣流場仿真技術(shù)是指借助流場計算軟件將上述濕法脫硫超低排放技術(shù)進行計算機試驗優(yōu)化，通過 增設(shè)導流裝置、調(diào)整塔內(nèi)件布置、優(yōu)化吸收塔關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，調(diào)校吸收塔內(nèi)流場分析并輔以冷態(tài)物理模型予以 流場驗證，使吸收塔流場達到理想狀態(tài)以實現(xiàn)設(shè)計值。凱迪環(huán)保是國內(nèi)最早關(guān)注煙氣流場分布對濕法脫硫系統(tǒng)性能影響的企業(yè)，通過借助先進的流場分析軟 件及冷態(tài)物理模型試驗對濕法脫硫的關(guān)鍵位置進行分析，以使煙氣與漿液充分接觸，達到理論計算的性能 要求。凱迪環(huán)保擁有一流的 CFD數(shù)值模擬研究團隊，通過自主研發(fā)，實現(xiàn)了對復雜的濕法脫硫系統(tǒng)進行氣、 液、固多相流的流場分析，借助該技術(shù)已對華能長興電廠、華能玉環(huán)電廠、華能邯峰等多個燃煤電廠的流 場進行設(shè)計優(yōu)化，確保高效除塵超低排放設(shè)計能達到最佳效果。如圖6所示，為濕法脫硫超低排放技術(shù)優(yōu)化設(shè)計前、后流場分析圖。優(yōu)化弭圖6全煙氣流場仿真技術(shù)濕法脫硫超低排放技術(shù)應用案例(1)華能長興高效超超臨界