脫硫塔出口液滴濃度測試及除霧器性能評價

孟磊

（大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司，北京 100097）

1 引言

煙氣經(jīng)過脫硫塔后會攜帶液滴，液滴中包含可溶性鹽類及煙塵等，排放到大氣后，液滴中的鹽類及煙塵顆粒析出從而形成固體顆粒物。液滴的含量主要由除霧器的性能決定，除霧器性能好，攜帶液滴量少，脫硫塔出口粉塵 濃度排放就低，反之，脫硫塔出口粉塵濃度就會增加，甚至可能高于脫硫塔入口的粉塵值[1]。除霧器是脫硫塔的關(guān)鍵組成部分，其性能直接影響脫硫塔協(xié)同除塵效果。為了考察除霧器的性能，需要測試除霧器進、出口的液滴含量。由于除霧器前煙氣基本是飽和煙氣，因此在除霧器前不進行測試，主要測試除霧器后的液滴含量，以此評價不同除霧器性能，從而為除霧器選型提供依據(jù)。

本文研究了脫硫塔出口液滴濃度的測試方法，并基于該測試方法對采用不同類型除霧器的機組進行了現(xiàn)場測試，并對測試數(shù)據(jù)進行了分析。研究表明，該液滴測試方法可有效測量脫硫塔出口液滴濃度以及漿液滴濃度；進口三級屋脊式除霧器與管束式除霧器性能相當，但管束式除霧器阻力較大。

2 液滴測試方法

2.1 液滴測試方法及采樣系統(tǒng)

脫硫塔除霧器出口等速采集液滴，同時記錄測試期間的電廠鍋爐實際運行參數(shù)，采集WFGD新鮮漿液，在實驗室檢測液滴樣品和漿液樣品中的鎂離子含量，通過兩者的比值折算得到煙氣中的漿液滴含量；樣品干燥并稱重，可以計算得到液滴的含固量及液滴中的粉塵含量。

根據(jù)《燃煤煙氣脫硫設(shè)備性能測試方法》（GB/T 21508-2008），使用等速采樣裝置（WJ-60B煙塵采樣儀）進行采樣。根據(jù)稱重法進行液滴濃度和液滴含固量分析。為了對比液滴濃度和漿液滴濃度，亦按GB/T 21508-2008中的方法進行漿液滴濃度的測量[2]。

下圖為煙氣液滴采樣系統(tǒng)?，F(xiàn)場測試采用WJ-60B煙塵采樣儀及其配件溫度傳感器、含濕量傳感器和取樣槍以及液滴捕集器，液滴捕集器由兩部分組成，等速取樣的煙氣經(jīng)采樣嘴進入一級捕集裝置，大液滴被分離捕集下來，然后煙氣繼續(xù)通過二級液滴捕集裝置，較小的液滴在此被捕捉并黏附在二級捕集裝置的內(nèi)壁上，然后反向折回取樣管道[3]。

煙氣中液滴采樣系統(tǒng)

液滴中鎂離子濃度測試儀采用ICP- AES（原子發(fā)射光譜法），ICP-AES是根據(jù)原子的特征發(fā)射光譜來研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和測定物質(zhì)的化學成分。

2.2 采樣點位置

液滴測試采樣點位置取脫硫塔出口煙道，不同機組的采樣點位置不盡相同。為保證測試的準確性，盡量選擇煙道流場較均勻的位置，采樣點位置要盡可能處于直管段，并且前后有兩倍于直徑以上的直管段，盡量避開彎頭附近。另外，要盡量選用預留的測試孔。

2.3 液滴測試步驟

將煙塵采樣嘴換成液滴捕集器后，將采樣槍放入測孔中進行跟蹤采樣，采樣過程中采集4個測點。液滴含量及液滴含固量的測試分析步驟如下[4～6]：

（1）采樣前，用除鹽水沖洗捕集器，然后在105℃下干燥2h ，待其完全冷卻后放置在干燥器中待用。

（2）采樣后，記錄采樣煙氣體積為V。將液滴捕集器從煙道中取出，立即用膠帶密封采樣口，用純凈水沖洗捕集器外表面，用干棉紗擦拭干凈，進行稱重，重量為G1。采樣前后捕集器的重量差即為采集液滴總重量Gy。

（3）用除鹽水沖洗捕集器內(nèi)表面，將沖洗液裝在采樣瓶中，送回實驗室進行試驗。捕集器在105℃下干燥2h，冷卻后稱重，其重量記為G2。采樣前后捕集器的重量差即為采集液滴的總重量Gy。

（4）采集的吸收塔漿液，送實驗室進行試驗。

（5）將采樣瓶中的沖洗液用定容瓶進行定容，定容后的體積為V1，測定鎂離子濃度C1，同時分析吸收塔漿液鎂離子濃度C2。用鎂離子平衡法得到煙氣中漿液滴濃度C。

（6）分析吸收塔中漿液含固量 Cx，將純水換算得到漿液滴濃度C，單位為mg/DNm3（標態(tài)、干煙氣、6%）。

液滴中的固體成分采用XRF（X射線熒光光譜儀）分析。XRF可對固體表面進行元素含量的定量分析。液滴中的固體成分分析步驟為：1）取一定吸收塔漿液進行干燥，干燥得到的固體備用；2）固體重量除以取樣煙氣量，得到漿液滴含固量；3）漿液滴含固量乘以Cx，得到漿液滴中漿液固體含量；4）漿液滴的含固量減去漿液滴中的漿液固體含量，即為漿液滴中粉塵含量。

3 試驗電廠及工況情況

為了保證測試結(jié)果的準確性，除了除霧器不同外，其他外部條件要盡可能相同或具有可比性。本次測試選擇同一個電廠采用不同類型除霧器的3臺機組進行測試，機組的情況如表1所示。

表1 試驗電廠概況

在不同的負荷下，除霧器的性能會有變化。為了掌握在不同負荷下的除霧器性能參數(shù)，分別選擇了低、中、高三種不同類型工況進行了測試。同時，為保證數(shù)據(jù)的準確性，每個測試工況分別進行3次以上測量，并對測試結(jié)果進行互相驗證，剔除壞值。

3.1 同類型機組不同除霧器測試結(jié)果分析

按照液滴采樣測試方法，對3臺同類型機組脫硫塔出口的液滴進行現(xiàn)場測試，測試結(jié)果如表2。

表2 同類型機組不同除霧器測試結(jié)果

從整體趨勢看，隨著機組負荷增加，脫硫塔出口漿液滴含量增加，其原因是負荷高時，機組煙氣量增加、漿液噴淋量大、煙氣攜帶漿液量增加。從機組脫硫出口漿液滴濃度看，1號機組全負荷平均漿液滴濃度為33.47mg/Nm3，2號機組全負荷平均漿液滴濃度為46.31mg/Nm3，3號機組全負荷平均漿液滴濃度為32.47mg/Nm3，1號、3號機組除霧器性能相當，2號機組除霧器性能較差。

3.2 同一機組不同噴淋層測試結(jié)果分析

從表3可以看出，同一機組噴淋層增加時，脫硫塔出口漿液滴濃度增加。因此，在實際運行時，在保證脫硫效果的前提下，盡可能降低噴淋層數(shù)，可以獲得較好的協(xié)同除塵效果，同時還有節(jié)能的效果。另外，由于該機組采用了脫硫提效裝置，在采用相同除霧器形式下，脫硫塔出口漿液滴濃度較低，原因是，增加脫硫提效裝置后，煙氣流場分布更加均勻，有利于提高除霧器性能。

表3 4號機組脫硫塔出口液滴測試計算結(jié)果

3.3 除霧器性能評價

除霧器是脫硫塔重要的組成部分，尤其在超低排放條件下，除霧器性能直接影響脫硫塔出口液滴濃度，從而影響脫硫塔出口粉塵濃度。因此，選擇合適的除霧器對于實現(xiàn)二氧化硫、粉塵一體化脫除具有重要意義。

除霧器的性能與煙氣流場及除霧器結(jié)構(gòu)的特點有關(guān)。從測試數(shù)據(jù)看，管束式除霧器效果略優(yōu)于“三層屋脊”式除霧器，但管束式除霧器存在煙氣阻力大的問題。國外進口屋脊式除霧器性能較為穩(wěn)定。另外，增加塔內(nèi)脫硫提效裝置，有助于提高除霧器脫除性能。

4 結(jié)論

本文主要分析了脫硫塔出口液滴測量方法、取樣位置、測量儀器等，給出了同類型機組不同除霧器在不同工況下的液滴測試結(jié)果、同一機組不同噴淋層的液滴測試結(jié)果以及同類型除霧器不同機組的液滴測試結(jié)果，通過對測試結(jié)果分析得到以下結(jié)論：

（1）隨著負荷增加，脫硫塔出口液滴濃度增加。

（2）管束式除霧器性能優(yōu)于三層屋脊式除霧器性能，進口廠家屋脊式除霧器性能較為穩(wěn)定。

（3）增加脫硫提效裝置，能有效提高除霧器的脫除性能。

參考文獻：

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