濕法除塵脫硫后的煙氣除濕

林德生，林立東，施和謙

(浙江雙嶼實(shí)業(yè)有限公司，浙江溫州 325029)

設(shè)備與自動(dòng)化

濕法除塵脫硫后的煙氣除濕

林德生，林立東，施和謙

(浙江雙嶼實(shí)業(yè)有限公司，浙江溫州 325029)

通過煙氣除塵脫硫裝置一體化設(shè)計(jì)，開發(fā)了配套組件文氏消泡器、人字除沫器、濕式靜電除塵(霧)器，通過消泡、除沫、除塵(霧)濕法除塵脫硫后煙氣的除濕效能，在進(jìn)一步鞏固了煙氣除塵脫硫效果的同時(shí)，明顯改善了煙囪冒白煙和拖尾現(xiàn)象。

環(huán)保設(shè)備 煙氣脫硫 除塵 除霧 除濕

1 煙氣除塵脫硫裝置一體化設(shè)計(jì)與作用

煙氣除塵脫硫裝置主要由洗滌塔和綜合塔構(gòu)成。洗滌塔主要用于煙氣除塵脫硫高效湍沖洗滌，由急冷段、急冷噴頭(或溢流堰)、湍沖洗滌段及洗滌噴頭組成。綜合塔主要用于氣液分離，由綜合塔塔體及其內(nèi)部組件文氏消泡器及其噴頭、人字除沫器及其反沖洗噴頭等組件構(gòu)成，還可按要求再配置濕式靜電除塵(霧)器和水珠分離器等組件。

該主體設(shè)備湍沖洗滌煙氣除塵脫硫裝置通過湍沖洗滌、斜微孔曝氣、文氏消泡、人字除沫、靜電除塵(霧)、水珠分離煙氣除塵脫硫一體化設(shè)備，提高了脫硫除塵效率和氧氣利用率，消除洗滌噴頭堵塞和循環(huán)洗滌液沉降，有效控制濕法脫硫后尾氣冒白煙和拖尾現(xiàn)象。

由于濕法除塵脫硫的洗滌液中含塵、酸和鹽等有害成分，脫硫后尾氣濕含量高，其中水沫、水霧也含塵、酸、鹽等有害成分，而脫硫劑的添加、pH值提升、副產(chǎn)鹽度的提高促使泡沫產(chǎn)生，進(jìn)一步增加尾氣含濕量。因此在綜合塔氣液分離后，依次配套文氏消泡器、人字除沫器、濕式靜電除塵(霧)器，目的是實(shí)現(xiàn)除濕效能，進(jìn)一步鞏固除塵脫硫效果，改善煙囪冒白煙和拖尾現(xiàn)象。雙嶼公司典型的煙氣除塵脫硫裝置一體化設(shè)計(jì)見圖1。

2 文氏消泡器設(shè)計(jì)與作用

文氏消泡器結(jié)構(gòu)示意見圖2。

在氣液分離綜合塔內(nèi)固定設(shè)置的消泡器由多根并列的文丘里管組成文丘里管束，每個(gè)文丘里管包括內(nèi)徑向上逐漸縮小的收縮段、喉管以及連通于喉管上端且內(nèi)徑向上逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)散段。在相對(duì)擴(kuò)散段上端固定設(shè)置噴淋管，噴淋管下方連接數(shù)量和位置與擴(kuò)散段相對(duì)應(yīng)的傘狀噴淋頭(消泡器噴頭)，每個(gè)消泡器噴頭噴出的傘狀水幕下緣位于擴(kuò)散段上端部之外。氣液分離綜合塔筒體內(nèi)位于文丘里管束上下兩端之間設(shè)置集液斗，集液斗與氣液分離綜合塔筒體內(nèi)壁密封適配，集液斗將消泡器筒體(氣液分離綜合塔)內(nèi)腔分隔成上腔和下腔。集液斗下端設(shè)置引流管，引流管將噴淋水引出至消泡器循環(huán)泵進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)。該設(shè)計(jì)可消除濕法煙氣除塵脫硫后形成的氣泡，以及因氣泡破裂而產(chǎn)生的霧沫，從而減少煙囪冒白煙或拖尾現(xiàn)象。

圖1 煙氣除塵脫硫裝置一體化設(shè)計(jì)主體設(shè)備示意

圖2 文氏消泡器結(jié)構(gòu)示意

將文氏消泡器安裝于濕法除塵脫硫綜合塔內(nèi)，濕法除塵脫硫后煙氣在綜合塔內(nèi)進(jìn)行氣液分離。含濕煙氣從文丘里管下端進(jìn)入文丘里管，煙氣在穿過喉管時(shí)，因煙道截面積變小，煙氣在喉管處受到壓縮，煙氣中的氣泡破裂，氣泡被消除;煙氣繼續(xù)上升進(jìn)入擴(kuò)口管中，氣泡破裂產(chǎn)生的霧沫擴(kuò)散，然后煙氣從文丘里管上端出去。此時(shí)，消泡器噴頭噴出的傘狀水幕對(duì)煙氣中的霧沫進(jìn)行清洗，消除了煙氣中的氣泡和霧沫，從而減少煙囪冒白煙或拖尾現(xiàn)象。

消泡器文丘里管中氣流速度高、變動(dòng)大，會(huì)影響傘狀水幕的穩(wěn)定性。對(duì)煙氣中的霧沫、氣泡進(jìn)行清洗、消除也要求傘狀水幕具有一定的抗沖擊動(dòng)能，每個(gè)消泡器噴頭噴出的傘狀水幕的下緣應(yīng)位于文丘里管擴(kuò)散段上端部之外，而工況條件下傘狀水幕的散射會(huì)造成水循環(huán)失衡。此外，消泡器噴頭要避免堵塞、減少磨損，做到快速更換，提高壽命等要求。文氏消泡器噴頭結(jié)構(gòu)示意見圖3。

圖3 文氏消泡器噴頭結(jié)構(gòu)示意

消泡器噴頭設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是:第一圓筒狀內(nèi)腔，位于第一圓筒狀內(nèi)腔的軸向內(nèi)端并與第一圓筒狀內(nèi)腔相通的旋轉(zhuǎn)輸出腔，位于旋轉(zhuǎn)輸出腔的軸向外端并與旋轉(zhuǎn)輸出腔相通的噴頭喉腔，以及位于噴頭喉腔的軸向外端并與噴頭喉腔相通的傘狀水幕成型腔。第一圓筒狀內(nèi)腔的外端面為進(jìn)液口，傘狀水幕成型腔的外端為水幕出口;在第一圓筒狀內(nèi)腔中固定設(shè)置有旋轉(zhuǎn)動(dòng)量導(dǎo)流罩，包括錐臺(tái)狀的環(huán)形錐面板、橫向居中密封固定于環(huán)形錐面板外端部的居中擋板，環(huán)形錐面板上開設(shè)有一對(duì)旋轉(zhuǎn)動(dòng)量孔。其特點(diǎn)是噴頭噴出的傘狀水幕形態(tài)穩(wěn)定，且抗沖擊能力強(qiáng)、水幕不易散射。

3 人字除沫器設(shè)計(jì)與作用

人字除沫器設(shè)計(jì)由多個(gè)側(cè)臥狀人字形除沫板通過榫接并按一定間隔組合而成，人字形除沫板上部設(shè)有成側(cè)倒?fàn)睢叭恕弊中蔚膶?dǎo)水紋路，下部設(shè)有多個(gè)成側(cè)倒?fàn)睢叭恕弊中蔚牟赌y路。該捕沫紋路的表面粗糙處理設(shè)置，人字除沫器通過上下柵板挾持固定在綜合塔塔內(nèi)支耳上。通過設(shè)計(jì)為多重人字形、流線形結(jié)構(gòu)，以及有效消除死角等多種措施，從而提高除沫效率，改善防垢、沖洗等性能。

人字除沫器置于文氏消泡器之上，含沫煙氣通過人字除沫器時(shí)能夠有效收集、吸附小粒徑水沫并將其匯集成較大水滴滴落回去，從而達(dá)到除沫效果，減少煙囪冒白煙或拖尾現(xiàn)象。

人字除沫器所有與煙氣、洗滌液接觸部位均采用耐蝕、抗磨、防垢設(shè)計(jì)，如:除沫器及其壓條、沖洗噴頭均采用改性PP材料;除沫器沖洗管采用聚氯乙烯管材料并外包玻璃鋼加強(qiáng);其余與煙氣、洗滌液接觸的上下柵板、沖洗管短接均采用碳鋼緊襯聚烯烴(PO/C.S)材料。

4 濕式靜電除塵(霧)器設(shè)計(jì)與作用

隨著環(huán)保要求不斷提高，減少煙囪冒白煙和拖尾現(xiàn)象，要求其配套的濕式靜電除塵(霧)器不僅能提高處理氣量，而且要有較高的處理氣速。由于氣速高、變動(dòng)大，要求濕式靜電除塵(霧)器運(yùn)行穩(wěn)定、用電效率高。此外，由于濕法除塵脫硫處理后煙氣濕度高，還要求設(shè)備防腐性能好、絕緣性能佳等。

為此，雙嶼公司在設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了一些改進(jìn):

1)為提高脫除效率和處理氣速，陽極管采用加長(zhǎng)設(shè)計(jì)，由通常的4.5 m提高至6 m，處理氣速可由通常的1 m/s提高至1.5～2 m/s，甚至2 m/s以上(處理氣速提高將導(dǎo)致脫除效率降低)。

2)由于加長(zhǎng)陽極管、提高氣速，在陽極管下方設(shè)計(jì)有水平固定的格柵板，將陰極線下端及其鉛錘定格于柵格板上，使陰極線的固定穩(wěn)定可靠;從而減少擺動(dòng)和震幅發(fā)生，防止局部短路，使其放電均勻、穩(wěn)定，提高了脫除效率和用電效率。

3)通過陰極系統(tǒng)固定器將格柵板固定于除塵器筒體下部，設(shè)計(jì)有絕緣子室、絕緣子，使除塵器筒體與陰極線或與之連通的格柵板各組件之間距離大于陰陽放電距離;從而通過絕緣子使陰極線下端及其末端鉛錘獲得定格，并與筒體絕緣。

4)固定器設(shè)計(jì)有空氣分布器，并通過引入熱空氣(或引入冷空氣并在絕緣子室內(nèi)腔加熱)，以降低絕緣子室內(nèi)腔空氣濕度和提高絕緣子室內(nèi)腔空氣溫度;從而使得絕緣子表面溫度大于絕緣子室內(nèi)腔空氣露點(diǎn)，不會(huì)凝結(jié)水膜，造成水膜放電而短路、失穩(wěn)或降低用電效率，以確保在高濕度、高氣速下的絕緣性。

改進(jìn)后的濕式靜電除塵器(霧)對(duì)捕集濕法除塵脫硫后煙氣中的含濕粒子和水沫具有較高的脫除效率，同時(shí)提高了處理氣速、運(yùn)行的穩(wěn)定性和防腐蝕性能等。

濕法除塵脫硫后煙氣在綜合塔內(nèi)氣液分離，并經(jīng)消泡器消泡、除沫器除沫，若再另外配套濕式靜電除塵(霧)器，在進(jìn)一步鞏固煙氣除塵脫硫效果的同時(shí)，達(dá)到更高的除濕效果，使排放的煙氣中塵質(zhì)量濃度低于20 mg/m3、酸霧質(zhì)量濃度低于30 mg/m3，從而有效降低煙囪冒白煙和拖尾現(xiàn)象。

5 結(jié)語

要保護(hù)大氣環(huán)境，首先應(yīng)從源頭抓起，控制和治理污染源。企業(yè)也應(yīng)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，做到達(dá)標(biāo)排放才能持續(xù)發(fā)展，從而造福社會(huì)。雙嶼公司在成套裝置中針對(duì)濕法除塵脫硫后煙氣的除濕措施具有一定的示范效應(yīng)。

Dehumidification of flue gas after wet FGD process and dust removal

LIN Desheng，LIN Lidong，SHI Heqian
(Zhejiang Shuangyu Industry Co.，Ltd.，Wenzhou，Zhejiang，325029，China)

By integration design of flue gas dust removal and desulphurization，relative components of venturi froth breaker，zigzag mist eliminator，electrostatic precipitator are developed.By defoaming，mist eliminating and dust removal，dehumidification efficiency of flue gas after wet FGD process and dust removal were realized，which not only increased desulphurization efficiency，but also removed white smoke from stack and material descending.

equipment for environmental protection;flue gas desulphurization;dust removal;dist eliminating;dehumidification

TQ111.16

B

1002－1507(2017)01－0044－03

2016－08－12。

林德生，男，浙江雙嶼實(shí)業(yè)有限公司總工、高級(jí)工程師，主要從事防腐與環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)開發(fā)工作。電話: 13806697026;E-mail:lds013@qq.com。