麻石水膜除尘器碱法脱硫技术

1、. 麻石水膜除尘器碱法脱硫技术 张家港市三奇工业设备清洗有限公司- 屈红彬 关键词 脱硫 碱法 阻力 浓缩倍率 上世纪建造的小型热电厂， 烟气除尘在设计时绝大部分采用的是麻石水膜除尘器，一般没有脱硫装置。近年来，随着国家对二氧化硫排放日益重视，脱硫排放指标愈来愈高，在“十一五”期间所有电站锅炉烟气都要达标排放。因此，对未建脱硫装置的老电厂带来了及大的压力，老厂如何在现有设施基本不改动的情况下，选择合适的脱硫工艺，确保达标排放，这是个棘手的问题。笔者对麻石水膜除尘器碱脱硫技术改造有一点心得体会，希望能起到抛砖引玉的作用。麻石水膜除尘器有各种不同类型，但基本原理是相同的。含有烟尘的气体，从烟道进入

2、除尘器，一部分较粗的尘粒和凝聚的尘团，随着旋转的烟气，在离心力的作用下，与桶壁上的水流接触，便沉积下来，随冲灰水硫至沉灰池。脱硫装置一般装在麻石水膜除尘器前，对于新建电厂来说，只要在设计时，加大引风机的风量和烟道大截面积，便可抵消脱硫装置的阻力。但对老厂来说，烟道、风机都已固定，锅炉引风机的负压没有多大余量，一般不会超过500Pa，而国产一体式脱硫装置，烟气阻力都在800Pa以上，一旦装上后，锅炉系统风量就会不足，出力也就会下降。另外，烟气经过脱硫以后，温度下降，湿度增加，可能会使引风机叶轮积灰，发生震动。烟囱桶壁上会有酸性的黄白色含硫结晶物产生，特别对于砖烟囱，会使其强度降低，影响使用寿命。

3、脱硫改造除了要达到一定的脱硫效率以外，还必须遵循两原则：一不降低锅炉的出力；二烟气不带水。一、 碱法脱硫的基本原理对于烟气中的二氧化硫的吸收，可归纳为物理吸收和化学吸收。物理吸收是指二氧化硫单纯地被水吸收，其特点是随水温的增加，被吸收的气体量减少。物理吸收的程度，取决于气液平衡，只要气相中被吸收的分压大于液相呈平 P1衡时该气体的分压。吸收过程就会进行。由于物理吸收的推动力很小，吸收速率较低。所以，除尘器中的水吸收烟气中的二氧化硫，吸收率不会超过15%。而化学吸收有极高的吸收率，其原理是：被吸收的二氧化硫气体与吸收液NaOH发生化学反应，使二氧化硫气体与NaOH液体组分引起了变化，有效地降低了

4、溶液NaOH表面被吸收二氧化硫气体的分压，增加了吸收过程的推动力。所以，化学吸收率可达95%以上。 SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O Na2SO3 +1/2O2=Na2SO4影响碱液吸收二氧化硫的主要因素是碱浓度。经研究，有氢氧化钠吸收二氧化硫时，碱液浓度的高低对化学吸收的传质速度有很大的影响。当碱液的浓度较低时，化学传质的速度较低；当提高碱液浓度时，传质速度也随之增大；当碱液浓度提高到某一值时，传质速度达到最大值。此时碱液的浓度称为临界浓度。当碱液浓度高于临界浓度时，传质速度并不增大。为此，在烟气脱硫的化学吸收过程中，当使用碱液吸收烟气中的而氧化硫时，适当提高碱液浓度，可

5、以提高对二氧化硫的吸收率。但是，碱液的浓度不能超过临界浓度。当超过临界浓度，脱硫效率并不能提高。碱液的最佳浓度为临界浓度，此时，脱硫效率最高。二、 碱法脱硫方案的选择 选择碱法脱硫方案时，首先应在脱硫达标的前提下，尽可能对现有设备少改动。市场上碱脱硫装置种类繁多，良莠不齐。如何选择同自己原有除尘器相匹配的脱硫装置呢？笔者认为：第一，在锅炉带满负荷时，引风机还有多少负压余量？原则应大于接入的脱硫装置的阻力。否则，会使锅炉降低出力。为解决此问题，好多单位采用更 P2换引风机的方案，加大风机压头，以抵消脱硫装置的阻力。它产生的问题有两：一是投资加大了，不仅要换风机，还要换电机、电缆，甚至电柜。二是风

6、机加大了，引风能力得到了提高，很有可能使烟气带水加剧，引起风机振动、砖烟囱内壁渗出酸性物质，腐蚀烟囱。所以，建议尽量不要更换引风机；第二，加大烟道截面积。烟道截面积增大后，也就是降低了烟气的流速。根据烟道摩擦阻力计算公式：Pt=L/De.w2/2g. Pt-烟道摩擦阻力，mmH2O ；-摩擦阻力系数；L-烟道长度，M ；De-烟道内径，M ； w -烟气流速，m/s ；g -重力加速度，g=9.81m/S2 -烟气重度，Kgf/M3 ；由此可见，烟道摩擦阻力与烟道截面积成反比。：第三，降低烟气通流系统阻力。对炉膛、过热器、省煤器、空预器等清灰、清焦处理，尽可能地降低系统阻力。第四，烟气经过脱硫

7、后， 烟温会有较大的降低，一旦烟气温度低于70度，有可能要结露，这样就会使风机叶轮、钢制烟道、烟囱等设施受到腐蚀。锅炉排烟温度一般稳定，要控制烟温在70度以上，只有调节脱硫装置、除尘器的水量。而水量的调节，会影响到脱硫效率。所以，在选择脱硫装置时，不能选雾化效果好的脱硫设备，（仅对脱硫改造而言）因为雾化程度高的脱硫设施，脱硫药剂与烟汽混合均匀，降温效果明显。下面介绍一种碱法预脱硫设施。此预脱硫设施特点是：结构简单，造价低廉，脱硫效果好，运行成本中上等。 P3工艺流程：锅炉排出的烟气经过麻石制的预脱硫装置，预脱硫装置内从喷嘴射出几道碱液水帘，带水烟气再经过止水装置，在进入除尘器前，视情况调节碱液

8、雾化器，对二氧化硫中和。根据引风机风压的富裕量，来决定是否在除尘器内装旋流板。旋流板的作用是使气体产生旋转运动，利用离心力的作用将雾沫甩向筒壁而流下，整个旋流板的设计和使用，都应考虑该除尘器的空塔气速及整个烟气系统的阻力。碱液系统是从预脱硫设施、除尘器经过，废碱在沉灰池内收集后循环使用。此工艺烟气阻力小于400Pa，好多单位已通过江苏省、苏州市环境检测站的验收。值得注意的是，碱液系统除经过预脱硫设施外，还必须经过除尘器。因为根据实际检测经验，预脱硫装置的效率在60%左右，碱液经过除尘器后脱硫效率也可达50%。系统总效率可达80%。其实，影响脱硫效率除了脱硫装置本身因素外，真正起决定作用的是脱硫

9、药剂。脱硫药剂的性能从根本上决定了脱硫的效率。脱硫药剂应选择吸收能力强，腐蚀性小，挥发低，无毒，不易燃烧的物质。一般常用的是氢氧化钙（石灰）、氢氧化钠（烧碱）等等。选用氢氧化钠作脱硫剂，单纯从脱硫效率来看，要大大优于氢氧化钙。因为氢氧化钠是强碱，与二氧化硫的反应是瞬间的、不可逆的反应，反应产物是盐类，在水中的溶解度高，使用中循环倍率要远远高于用氢氧化钙作脱硫剂的产物，即硫酸钠的在水中溶解度大于硫酸钙。也就是说，用氢氧化钠作脱硫剂，灰水不容易结垢。从理论上讲，氢氧化钠与二氧化硫的反应是相当彻底的，只要氢氧化钠的浓度足够高，脱硫效率可达90%以上，我们从实际检测中已得到了证实。 三、 碱法脱硫存在

10、的问题 碱法脱硫虽然工艺简单，脱硫效率高，但还存在不少问题。1、由于脱硫药剂氢氧化钠是循环使用的，必然有灰水浓缩结晶问题产生，运行时间长了以后，管道、喷嘴会结盐垢，但比用石灰轻。这个问题是湿法脱硫都存在的问题，后面会谈如何从根本上解决这个问题。2.循环的灰水中带有杂物，如煤渣、塑料薄膜等等，会使喷嘴堵塞。因此，喷嘴要做活动的，以便随时清理杂物。 P43、小热电厂脱硫系统很少装自动调节装置，所以，循环灰水的PH值高低与脱硫效率不能很好的调节，靠手动调节达不到真正的脱硫排放。为此，建议采用PLC调节，根据PH值的变化，来自动调节灰水系统碱的浓度。4、碱法脱硫成本较石灰高。对有废碱来源的企业，比如印

11、染、造纸、皮革等，利用其排出的含碱废液，来作脱硫剂，效果非常好。5、二氧化硫排放装上在线监测后，脱硫费用十分昂贵。但对小热电厂来讲，笔者认为，石灰等工艺由于本身工艺特点，在闭式循环下，如不对硫酸钙回收，不大可能做到连续运行。而碱法脱硫优于上述工艺。四、 脱硫废水的处理方法、防止二次污染。脱硫废水中既含有一类污染物，又含有二类污染物。所含的一类污染物有镉、汞、铬、铅、等重金属，对环境有很强的污染性；二类污染物有铜、锌、氟、硫化物等。另外，废水的COD、悬浮物都比较高。因此，我国电力行业在2006年制定了火力发电厂脱硫废水的水质标准。对以上一、二类污染物作了明确的排放规定。碱脱硫废水的处理方法：1、混凝、沉淀 废水通过混凝沉淀池，加入混凝剂、沉淀剂能去除废水中的悬浮物、重金属。2、吸附法 采用活性炭是一种常用的吸收重金属的方法。3、离子交换法 离子交换法可以除去难于分离的残余浓度很高的重金属离子。以上废水经过处理后，能使灰水循环运行，不会产生结垢现象总结碱法脱硫首先是一种比较切实可行的工艺，脱硫效率高，特别对要加装脱硫在线检测的小热电厂十分适用。尤其有废碱来源的电厂，笔者认为非此工艺莫属。将来国家对碱脱硫废水排放严格要求时，碱法脱硫更具有优越性。