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简易麻石水膜脱硫除尘装置运行中的问题及改进
随着国家环保执力度的加强,锅炉的烟尘zui 高允许排放浓度、二氧化硫zui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http://www.xinyifrp。。com/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。
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。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zui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zui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。
1-盲板2-套筒3-积液溢流口 4-旋流板外缘5-叶片
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zui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
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