简易麻石水膜脱硫除尘装置运行中的问题及改进

摘要：应用简易湿法脱硫除尘一体化装置对原麻石水膜除尘器进行改造，对使用中存在的问题进行分析, 探讨了旋流板除湿装置、PH值及出口烟温对运行的影响，并采取相应措施进行改进。
关键词：脱硫除尘一体化旋流板技术改造 中图分类号:701.3 文献标识码：B
随着国家环保执法力度的加强，锅炉的烟尘最 高允许排放浓度、二氧化硫最高允许排放浓度等都 受到了越来越严格的限制，这就对锅炉烟气除尘脱 硫技术提出了更高的要求。目前中小型锅炉广泛使 用的是麻石水膜除尘器,其除尘效率可达95%以上, 但脱硫效率仅为10%左右。简易湿法烟气脱硫除尘 一体化技术是利用同一装置或系统，在原有麻石水 膜除尘器筒体内加装脱硫装置及脱水装置，将其改 造为新型麻石水膜脱硫除尘器，同时脱除烟气中的 烟尘和二氧化硫。本文以保定石化厂热电站应用简 易湿法脱硫除尘一体化装置对原麻石水膜除尘器进 行的技术改造为例,证明该装置具有技术可行、工艺 简单、占地面积小、投资省和脱硫效率高等优点，但 也发现改造后存在一些问题，如经过脱硫除尘之后 的烟气带水和由此而引起的风机带水、积灰振动、磨 损及尾部烟道腐蚀等,对发现的问题分析探讨,并采 取相应措施进行改进。
1问题提出
根据国家现行HCRJ 040-1999《花岗岩类湿式 烟气脱硫除尘装置》及GWPB3-1999《锅炉大气污染 物排放标准》，要求锅炉烟尘排放浓度在200mg/m3 以下,S02排放浓度在900mg/m3以下,除尘效率大于 95%,脱硫效率大于60%。

炉，锅炉主要参数如下：额定蒸发量：35t/h;额定蒸汽 压力：3.82MPa;额定蒸汽温度JSOt;给水温度： 104T;排烟温度锅炉实际运行热效率平均为 60%~70%,除尘装置采用文丘里麻石水膜除尘器。在 未改造前，除尘器存在着下列问题：气、液、固3相接 触交换不充分；水膜除尘器内壁水膜形成效果不好； 水膜筒环形槽溢水效果不好,除尘效率不高(<90%)，脱 硫效率低下(<10% )。
由于上述原因，原文丘里水膜除尘器无法达到国 家环保要求。为适应锅炉运行工况，满足环保要求，该 厂应用简易湿法脱硫除尘一体化装置分别对两台原 水膜除尘器进行了改造。
2改造过程 2.1设备结构
把原水膜除尘器溢流槽之上部分拆掉后，筒体重 新砌筑升高，在塔底砌筑1个导流塔，塔内装1层导 流塔板、3层旋流塔板，塔顶装喷淋装置，副塔内装1 层脱水装置。
2.2工作原理
锅炉烟气切向旋转进人麻石水膜脱硫除尘器后， 利用离心力除尘，利用离心力脱水。在该项安装有旋 流板塔的烟气脱硫除尘器中，其主塔内旋流塔板板形 如汽轮机的隔板,运行时，烟气由塔底向上切向进塔， 塔顶喷淋除尘水，除尘水经旋流塔板中的叶片表面均
匀向下流动，烟气在塔内旋流塔板叶片的导向作用下 与除尘水(或碱液)接触，使液滴与烟气充分接触后能 得到有效的分离，其气液负荷为常用板塔的150%以 上。因塔板叶片上液层薄，开孔率大，使吸收塔内阻力 很少，比常规塔少50%，且弹性宽，抗堵性强。烟气经 主塔后从塔顶进人副塔，通过脱水装置经引风机、烟 囱排向大气，主塔中配有冲洗塔板的装置。利用酸碱 中和反应脱硫，其脱硫的反应机理如下： 2Na0H+S02=Na2S03+H20, Na2S03+Ca(0H)2=CaS03+2Na0H(苛化反应)， CaS03+l/202=CaS041 3存在问题分析
该除尘器改造完成后初步测试表明除尘效率较 高，达98%，脱硫效率也可达70%，脱硫效果受喷淋水 pH值的影响很大，pH值高，脱硫效果好。但在运行 中发现锅炉排烟温度降低较多，烟气仍然带水。
3.1烟气带水原因及其后果
湿法烟气脱硫反应系统增加了烟气和脱硫浆液 的气液两相传质和反应：烟气在经过脱硫处理之后， 温度会大幅下降，并且带有大量水分，即所谓“烟气带 水”。烟气所带的水分又可以分为携带的水雾滴和烟 气中处于饱和状态的水蒸气。完备的大型湿法石灰 石/石膏脱硫系统通常在脱硫反应之后的烟气流程中 设计脱水装置，以脱除携带的雾滴，并且有烟气再热 装置把脱硫之后的烟气加热到80T：左右，以防止烟 气的水蒸气冷凝，并保证烟气有足够的热浮力。
该工程实践上应用的简易湿法脱硫除尘一体化 装置，为了节省设备投资，降低运行费用，只有简单的 除湿装置，没有烟气再热装置，并且由于受限于原有 的引风机，对简易脱硫除尘装置的压降要求苛刻，使 得简易除湿装置的效率也有所降低。未经很好除湿和 再热的烟气水分会在其后的烟道内和引风机凝结，进 而易使灰尘粘结在引风机叶轮上，造成引风机积灰、 振动和磨损，以及加剧尾部烟道和引风机的腐蚀，这 种情况冬季更为严重。
3.2影响因素
3.2.1旋流板除湿装置的影响
旋流板除湿技术的工作原理是：携带液滴的气流
经过旋流板旋转时产生离心作用，使液滴甩向壁面， 从而使气液分离。由于旋流板气流通道大阻力小且不 易积灰堵塞，运行可靠性好而成为在简易湿法脱硫除 尘一体化装置中使用最多的除湿装置。旋流板的结构 如图1所示。其中旋流板的盲板尺寸、叶片仰角对除 湿效果影响最大。试验证明™盲板直径与塔径比为4/9， 叶片仰角为25°的旋流板除湿效果最好。
1-盲板2-套筒3-积液溢流口 4-旋流板外缘5-叶片 图1旋流板结构图
垢并进一步造成阻塞。同时，在湿法除尘的过程中， 洗涤液吸收烟气中的S02形成亚硫酸，若洗涤液pH 值偏低，无法中和亚硫酸，易造成管路、水泵以及引 风机的腐蚀。综合考虑，洗涤液在除尘器人口 pH值 控制在8~9，在除尘器出口控制在5.5~6.5为宜。
3.2.3露点的影响
当烟气温度低于露点时，烟气中的水蒸气将结 露，形成的小液滴附着在烟道内壁和风机叶片上，液 滴成分包含水、硫酸和硫酸盐，从而造成管路和风机 腐蚀。一般当设备低于露点运行，不到3个月就将引 风机腐蚀，使引风机无法运行。当湿烟气中的水蒸气 分压力达到饱和压力时，水蒸气的含量达到最大值。 由于经过洗涤净化后的烟气基本处于饱和状态，因此 即使脱水装置将烟气中的液态水全部脱除，当烟气到 达引风机的温度低于露点时，烟气中的水蒸气仍将风 机叶片和其后烟道结露，造成风机带水。风机带水还 会使引风机粘灰，严重时使风机失去动平衡而无法运 行。冬季环境温度低时，尾部烟道若没有保温或烟气再 热装置时，这种现象尤为严重。烟气的饱和水蒸汽含量 与烟气温度呈指数关系，烟气温度为90尤时，其饱和水 蒸汽含量为时为0.1297kg/ m3，仅为 90尤时的三分之一；当烟气温度大于100尤时，烟气 中的水呈气态，风机不带水。综合考虑，烟气在除尘器 出口温度应在60<070尤，这个温度也是湿法脱硫除 尘的最佳温度范围。
4改进措施
根据上述分析结果，该厂采取以下措施对简易湿 法脱硫除尘一体化装置设计进行了改进：
(1)选用高效除湿旋流板。该厂将原旋流板更换 为盲板直径与塔径比为4/9，叶片仰角为25°的高效 旋流板；
(2)安装自动控制检测系统，实现对pH值和烟 气出口温度的实时监测，严格控制洗涤液在除尘器人 口值为 pH=8~9，出口值为 pH=5.5~6.5;
(3)对脱水器后到引风机前烟道进行加厚保温， 并加大烟道直径，降低烟气流速。保证锅炉烟气出口 温度在60~70尤，在露点以上运行。
5结语
2004年经当地环保部门测试并验收，经改进的 简易湿法脱硫除尘一体化装置达到了脱硫除尘技术 指标：其烟尘排放浓度为150mg/m3，S02排放浓度为 876mg/m3，证明该装置的应用和改进是成功的。