水膜除尘器改造为HSTⅡ型高效脱硫除尘器的应用与实践

1、第21卷第2期山东科技大学学报(自然科学版Vol.212 2002年6月Journal of Shandong University of Science and T echnology(Natural ScienceJ un.2002文章编号:1000-2308(200202-0107-03水膜除尘器改造为HST型高效脱硫除尘器的应用与实践X王斌1,胡术刚1,牛海丽2,李涛2(1.山东科技大学化学与环境工程学院,济南250031;2.济南裕兴化工总厂,山东济南250033摘要:介绍了原水膜除尘器改造为HST型高效脱硫除尘器的工作原理及改造后的使用情况。说明这一改造不仅可行,而且具有投资少、工

2、期短、运行成本和处理效果好的优点。关键词:除尘器;改造;脱硫中图分类号:X505文献标识码:BT ransforming W ater-Membrane Dust-R emove Equipmentinto H STHigh Desulf urization Dust-R emove EquipmentWAN G Bin1,HU Shu-gang1,N IU Hai-li2,L I Tao2(1.College of Chemical and Environmental Engg,SUST,Jinan250031,China;2.Jinan Yuxing Chemical Plant,Jina

3、n,shandong250033,ChinaAbstract:The principle and application of transforming water-membrane dust-remove equipment into HST II high desulfurization dust-remove equipment have been introduced.It is indicated that the trans2 formation is feasible and has advantages of fewer investment,short time of pro

4、ject,low running cost and better effect.K ey w ords:dust-remove equipment;transformation;desulfurization随着工业的发展,工业污染源SO2的大量排放,已导致许多地区出现了严重的酸雨现象,由此造成的年平均损失在240亿元以上。为解决目前的大气污染问题,我国已制定了严格的SO2控制法规,对“两控区”内的城市要求锅炉烟气脱硫达标排放。由于中小型燃煤锅炉烟气排放高度不够,对城市环境空气的污染分担率相对较大,因此控制中小型燃煤锅炉造成的低空气污染是改善城市空气质量的关键。为此,如何利用原水膜除尘器,经济

5、合理的将其改造为高效脱硫除尘器,将是许多中小型燃煤锅炉使用厂家的首选方案。下面介绍济南裕兴化工总厂对该方案的应用情况。济南裕兴化工总厂20t/h锅炉自1982年改造投运后运行达18年,1999年4月份被济南市环保局列为限期治理单位。通过多方考察论证,该厂选用了济南铁力环保公司烟气治理分公司的脱硫设备,对原水膜除尘器进行改造。其设计依据是:尽可能利用现有系统的设备,最低的投资,最短的工期,不破坏周围的建筑设施,改造后的设施运行简单,维修量小,运行费用低,达标排放。改造后的系统由脱硫除尘器和循环水两部分组成。X收稿日期:2002-02-18作者简介:王斌(1971-,男,甘肃会宁人,工程师,研究方

6、向:洁净煤技术.1脱硫除尘器系统1.1麻石水膜除尘器HST 型脱硫除尘器是在原麻石水膜除尘器的基础上改造而成的。麻石水膜除尘器是60年代末发展起来的新型除尘器,主要特点是采用耐磨材料麻石(花岗石砌筑,由圆柱型筒体、环形喷嘴(或溢流水塔、水封池和沉淀池组成,结构简单且使用寿命长。麻石水膜除尘器的工作原理:含尘烟气从主体下部以高速度切向进入主体,形成急剧的上升旋转气流,烟尘在离心作用下甩向筒体,并被在筒壁内形成的自上而下流动的水膜所捕获,然后随沉渣水经塔底的水封池和排灰沟排到沉淀池,净化后的烟气从塔上部的出口排出,经烟气管道、风机后再由烟囱排入大气。1.2HST 型脱硫除尘器HST 型脱硫除尘器是

7、在利用原除尘器麻石材料主体,在外壳内腔加装了脱硫装置、除尘器装置和脱水装置。其除尘器的结构为:在原水膜除尘器主体内增加两级雾化喷嘴,内腔上部设置隔腔板,在隔腔板上装有1900×2100的脱硫除尘装置。(结构如图1 图1改造方案结构示意图工作原理:燃烧后的烟气进入原有除尘器在其内旋转上升,进行第一级除尘、脱硫,在原水膜除尘器内加装喷淋装置,使烟气受到碱性水溶液淋洗,水雾上下、纵横交错分布,烟气中的小粒径粉尘最大限度地被捕捉,提高了微颗粒粉尘的收集效率,又由于水溶液中有氢氧化钙,因此,同时也具有脱硫功能。淋湿气在内腔向上流动,触及上隔板的三相分离筒,在该筒下有喷淋筒封口,使烟气中的SO

8、2、烟尘与水溶液进行“过关”式的混合接触、洗涤,并经导流器高速旋转进入双层筒,该双层筒一方面将水与烟气分离,另一方面将水捕捉到的微细烟尘从烟气中分离出。不带水的烟气继续上升,经上述路线后的烟气不仅净化好,而且脱水效率高,该烟气经烟道引风机进入烟囱排至大气,由于该装置的净化烟气脱水好,避免了通常湿法除尘脱硫的引风机风叶挂灰、振动所导致的故障发生。除尘脱硫的废水经原除尘器底部的灰水溢流口排出。2循环水系统为达到理想的脱硫效果,必须有p H 值较大的碱性水,对排出的废水要有合理的再利用方案。我们是用“石灰水乳化法”处理脱硫水。2.1循环水系统工艺流程脱硫除尘后的废水在反应池内与从化灰池内流入的石灰水

9、混合一同流入沉灰池。经沉灰池淀后溢流到清水池,再用循环水泵送往脱硫除尘器与化灰池。如图2所示 。图2循环水系统工艺流程图2.2工作原理在化灰池内生石灰经搅拌成石灰乳状,后同脱硫除尘后的灰水混合。因其吸收了SO 2呈酸性,所以与石灰乳反应中和,使生成的CaSO 3沉淀在沉灰池中,其中包括一部分副产物CaSO 4。脱硫废液经反应沉淀后流入清水池再循环。该反应如下:CaO +H 2O Ca (OH 2Ca (OH 2+H 2SO 3CaSO 3+2H 2O Ca (OH 2+H 2SO 4CaSO 4+2H 2O 为化灰池中的反应;是脱硫废液与石灰乳发生的反应;为反应中的副反应。3应用效果与结论该系

10、统投入运行1年,各方面情况较为理想,表1为环保监测部门对其进行全面测试的结果。根据改造后系统的实际运行情况,可以得出如下结论:801山东科技大学学报(自然科学版第21卷用原水膜除尘器进行脱硫除尘改造是可行的,而且具有投资少、工期短、处理效果好的优点。(1HST型高效脱硫除尘器具有脱硫除尘效果好,不易结垢堵塞的优点。独特的脱水除雾设计,避免了引风机结灰、腐蚀,使排入大气后的水汽明显减少。表1HST型高效脱硫除尘器运行测试结果测试项目进口出口测点全压Pa-944-2924烟气温度15474烟气流速m/s15.812.3烟气流量Nm3/h3344535025烟尘浓度mg/Nm369692.4折算烟尘

11、浓度mg/Nm31187154烟尘排放量kg/h23.28 3.24除尘效率%91 SO2浓度mg/Nm3520.9288.4 SO2排放量kg/h17.4210.10脱硫效率%42(2循环水系统可避免管道系统和塔内的结垢,且脱硫效果较好,避免了废水中SO2的无组织排放,石灰利用率高,p H值较易控制。(3该系统运行稳定可靠,维护简单,操作方便,运行成本低。是对中小型燃煤锅炉进行脱硫除尘进行改造的理想选择。4效益分析济南裕兴化工总厂20t/h锅炉在完成改造并正常运转情况下,通过加强管理,经济效益、社会效益都有了比较显著的提高,具体分析如下:4.1经济效益主要从两套系统运行情况的对比体现。(1原

12、系统的运行费用作以下计算:电费:7.5kw+24h×0.5元/kw=90元水费:20t×24h×1.70元/t=816元全天运行费用:90+816=906元(2新装置正常运行费用如下:(新系统无需补充新鲜水电费:150kw+24h×0.5元/kw=180元1吨煤(含硫1%以下消耗石灰1.4元,每天耗煤70t计石灰费用:70t×1.4元/t=98元全天运行费用:180+98=278元两套系统对比,新装置每天节约906-278= 628元,全年(330天运行费用将下降20.7万元。整个改造工程造价25万元,包括新装置15万元和循环水池及泵10万元,

13、15个月可以收回投资。4.2环境效益根据该厂所处的位置和环保治理要求,新系统投入使用以后,各项环保项目指标均已达到理想效果,其中烟尘削减量为(以全年运行330天计158.7t/a,二氧化硫削减量为57.94t/a,为降低济南市大气污染负荷做出了应有的贡献。表2是济南市环境监测站监测数据。表2济南裕兴化工总厂20t/h锅炉除尘器监测结果测试项目除尘前测试数据除尘后测试数据测孔处静压(HPa测孔处动压Pa过量空气系数(-11031592.9-30301063.0其它检测数据同表1。测试结论:该锅炉在80%的运行负荷情况下,各项环保指标分别为:烟尘排放浓度:154mg/Nm3干,排放量: 3.24kg/h;二氧化硫排放浓度:288.4mg/Nm3干,排放量:10.10kg/h;烟气黑度为林格曼0.5级。以上环保指标均符合G B13271291锅炉大气污染物排放标准烟控区二类区标准。