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湿法烟气脱硫系统中除雾器的重要性 2020-12-28

     【摘要】本文结合富丰锅炉房脱硫系统运行情况,对湿法烟气脱硫系统中除雾器的工作原理进行总结,分析了影响除雾器除雾效果的影响因素,说明湿法脱硫中除雾器的重要性。

     【关键词】湿法脱硫;除雾器;烟气排放;颗粒物

1、概述

       随着大气污染物排放标准的日益严格,工业锅炉烟气排放也必须经过相应的净化处理,我公司目前采用氧化镁湿法烟气脱硫脱硫方式。然而,湿法脱硫系统排放的烟气中随雾滴携带有硫酸、硫酸盐、二氧化硫等。如不妥善解决,任何进入烟囱的“雾”,实际就是把二氧化硫排放到大气中,同时也造成风机、热交换器及烟道的污染和严重腐蚀。因此,湿法脱硫工艺上对吸收设备提出除雾的要求,被净化的气体在离开吸收塔之前须经除雾处理。因此,除雾器是烟气脱硫系统中至关重要的设备,其性能直接影响到湿法脱硫系统能否连续可靠的运行。

2、除雾器工作原理

       除雾器主要用于气液分离,分离塔中气体夹带的液滴,以保证有传质效能,降低有价值的物料损失和改善塔后压缩机的操作,除雾器通常布置于吸收塔内顶部,可有效去除3~5μm的雾滴,含硫烟气经过反应区时与浆液进行中和反应后形成雾滴,雾滴随烟气上升至除雾器区域,被除雾器捕集除去,防止下游设备的结垢及腐蚀。

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       当含有雾滴的气体以一定速度流经除雾器时,由于气体的惯性撞击作用,雾滴与波形板相碰撞而被聚的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时,液滴就从波形板表面上被分离下来。除雾器波形板的多折向结构增加了雾滴被捕集的机会,未被除去的雾滴在下一个转弯处经过相同的作用而被捕集,这样反复作用,从而大大提高了除雾效率。气体通过波形板除雾器后,基本上不含雾滴。烟气通过除雾器的弯曲通道,在惯性力及重力的作用下将气流中夹带的液滴分离出来:脱硫后的烟气以一定的速度流经除雾器,烟气被快速、连续改变运动方向,因离心力和惯性的作用,烟气内的雾滴撞击到除雾器叶片上被捕集下来,雾滴汇集形成水流,因重力的作用,下落至浆液池内,实现了气液分离,使得流经除雾器的烟气达到除雾要求后排出。

       脱硫除雾器是烟气脱硫系统中非常重要的装置,除雾器除雾效率的高低和压降的大小直接影响到脱硫后烟气的“干净”程度和系统的运行效率,其性能直接影响到湿法洗涤烟气脱硫系统能否连续可靠运行。除雾器故障不仅会造成脱硫系统的停运,甚至可能导致整个机组系统停机。

3、影响除雾器效率的因素

       除雾器的结垢和堵塞,以及冲洗水压力、冲洗频率和冲洗时长等都会影响除雾器的工作效率。

     3.1除雾器堵塞

       除雾器由于冲洗不干净而导致堵塞结垢,从而使除雾效率下降, 堵塞会带来更严重的堵塞,除雾效率会越来越低。除雾器位于吸收塔顶部烟气出口处,属于“湿—干”交界区,属于“湿—干”结垢。由于吸收塔浆液中含有MgSO4、MgSO3及飞灰中含有硅、铁、铝等物质,这些物质具有较大的粘度,当浆液碰撞到除雾器表面及塔壁时,它们中的部分便会粘附于除雾器及塔壁而沉降下来。同时,由于烟气具有较高的温度,加快沉积层水分的蒸发,使沉积层逐渐形成结构致密,类似于水泥的硬垢。

     3.2引起除雾器结垢堵塞的原因

       除雾器冲洗周期长。正常的除雾器冲洗,是保证除雾器洁净的有效措施,特别是除雾器较为洁净时,除雾器运行中附着的少量氧化镁颗粒、飞灰,都能被冲洗水冲刷掉。因此,从除雾器投入运行开始,必须按照设计要求对除雾器进行正常冲洗。冲洗周期是有效冲洗的重要保证,如果冲洗周期太长,石膏颗粒和烟气不断附着,除雾器表面结垢加重,并经高温烟气冲刷不断硬化,直至形成厚实致密的硬垢,此时冲洗已无法冲刷掉垢物。通常最佳的除雾器冲洗周期为1~2h一次,发现除雾器前后压差有增大趋势,应适当缩短冲洗周期。

       1)缩短冲洗周期后,经过几个冲洗周期后,除雾器前后压差有下降趋势;

       2)缩短冲洗周期后,要保证能够维持吸收塔液位,防止溢流现象发生,因此,除雾器冲洗应尽量安排在吸收塔液位降低较多时进行。

          按照常规的设计,脱硫塔顶部除雾器的前后设置有压差变送器,用来测量除雾器前后的压差,如果该压差比正常值(一般为100~200pa)大的很多,说明除雾器发生了堵塞。

     3.3喷淋管道故障

       喷淋管道上的喷嘴堵塞,或者脱落,泄漏等。可以对除雾器进行详细的检查,确定问题的原因,尽快修复,以免造成较大的损失。

4、除雾器设计不合理可能出现的问题

     4.1湿法脱硫除雾器冲洗出口二氧化硫上升:除雾器反冲洗稀释了浆液的浓度,使脱硫效率下降。建议选择在pH较高或二氧化硫较低时机冲洗,冲洗前冲洗中补浆。

     4.2除雾器冲洗时,烟气含水量会增加,旧式的粉尘仪,就会认为粉尘浓度高了。我公司富丰锅炉房脱硫系统就出现了类似的问题,由于改造过程中,只安装了一层除雾器,导致除雾效果不好,反冲洗时粉尘颗粒会超标,因此,须增加一层除雾器,解决这一问题。

5、除雾器发展情况

       目前脱硫市场常用的除雾器分为三种。一种是平板式除雾器;一种是屋脊式除雾器;第三种是旋流式。前两种的除雾器除雾原理是惯性原理,第三种为旋转分离的原理。前两者在脱硫行业较为常用,第三种是近几年才兴起的,为相关公司的专利技术。由于近年国家环保政策要求污染物的超低排放,特别是电力行业,都对原有的脱硫装置进行了改造,同时为了满足粉尘的超低排放,对除雾器进行了改造,一般都改为除雾效果较好的一级管式+二级屋脊式的形式,再在烟气的尾部增加湿电除尘器。应用较多的除雾器形式为一级管式+二(三)级屋脊式。

6、结论

       结合以上分析,除雾器是湿法脱硫系统中的关键设备,在生产运行中应结合实际情况选择合适的除雾器类型和组合方式,使除雾器工作效率更高,为湿法脱硫系统的运行提供最佳工况。