高效除霧器在超低排放中應(yīng)用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

劉尚前

摘 要：脫硫系統(tǒng)共除塵技術(shù)路線在充分利用現(xiàn)有設(shè)備的前提下，可達(dá)到煙塵的超低排放。經(jīng)過(guò)對(duì)三級(jí)屋脊式除霧器、管式除塵器和冷凝式除塵器的技術(shù)比較，可以看出三級(jí)屋脊式除霧器穩(wěn)定、成熟、可靠，沿用廣泛。在相同改造條件下，三級(jí)屋脊式除霧器的改造成本低于其他兩種除塵除霧裝置。

關(guān)鍵詞：除塵除霧器;低排放;經(jīng)濟(jì)價(jià)值

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.24.036

對(duì)照《煤炭和發(fā)電節(jié)能減排升級(jí)改造行動(dòng)計(jì)劃》發(fā)布的有關(guān)要求，燃煤電廠煙囪入口煙氣排放規(guī)定在為10 mg/m以下。為了避免排放標(biāo)準(zhǔn)，一些發(fā)電機(jī)組需要按5mg/m的排放濃度進(jìn)行排放，然后再進(jìn)行升級(jí)，進(jìn)行第二次改造。如果絕大部分的除塵器出口部位的粉塵濃度20mg/m以下，如果能夠更好地利用環(huán)保技術(shù)對(duì)其進(jìn)行改裝，則會(huì)導(dǎo)致資金消耗過(guò)多。由于避免了新的二次除塵設(shè)備，降低了投資和運(yùn)行成本，脫硫高效共除塵技術(shù)路線逐漸受到青睞。

1 脫硫系統(tǒng)協(xié)同除塵技術(shù)

石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)是我國(guó)燃煤機(jī)組脫硫裝置中應(yīng)用最為成熟、應(yīng)用最為廣泛的一種煙氣脫硫技術(shù)。脫硫體系從上到下的噴霧層具有對(duì)可以對(duì)空氣中的煙塵進(jìn)行洗滌，但是這種洗滌不能夠達(dá)到完全去除灰塵的目的。吸收塔可以過(guò)濾掉部分灰塵，但是仍有部分灰塵，但是仍有部分灰塵從吸收塔中外泄，這些粉塵主要包括兩類(lèi)，第一類(lèi)屬于吸收塔，不能捕捉的極微小顆粒，另一類(lèi)則是留在除霧器中的漿狀顆粒。通過(guò)提高吸收塔噴淋區(qū)和除霧區(qū)的效率，可以提高脫硫系統(tǒng)的共除塵能力。采用以下方法可提高吸收塔噴淋區(qū)的效率：（1）在吸收塔中可以增加氣流和液體的接觸面積，可以通過(guò)增加煙霧的分布面積是氣流和液體分的接觸，從而達(dá)到提高吸收效率的目的;（2）另外，吸收液體的選擇也十分重要，可以通過(guò)對(duì)吸收塔中煙氣的成分分析，針對(duì)其有害需吸收的成分進(jìn)行吸收液的配置，提高吸收液的吸收效率，從而達(dá)到進(jìn)一步增加吸收液與煙塵接觸的面積的目的;（3）設(shè)置集氣環(huán)，減少煙氣沿塔壁逸出;（4）進(jìn)一步優(yōu)化流場(chǎng);根據(jù)物理模型和數(shù)值模擬的結(jié)果，確定吸收塔的標(biāo)志;在煙氣通過(guò)噴霧層后，通過(guò)連續(xù)的除霧區(qū)域去除含漿液的霧滴。去除區(qū)的效率主要通過(guò)更換高效除塵裝置來(lái)提高，從而來(lái)減小吸收塔出口位置的煙氣濃度，根據(jù)具體要求，該位置的濃度小于20mg/m。當(dāng)前，除塵的有效裝置可以分為三類(lèi)：三級(jí)屋脊式、管束式和冷凝式。

2 高效除塵除霧裝置

2.1 三級(jí)屋脊式除霧器

根據(jù)實(shí)際的吸收塔吸收速率，從而對(duì)儲(chǔ)氣器的大小進(jìn)行從側(cè)面控制制器的速率，有效使得極細(xì)小顆粒分離，從而有效降低除霧器出口位置的煙霧濃度，最終達(dá)到減小液滴對(duì)煙塵的影響。

2.2 管束式除塵除霧裝置

一般在吸收塔內(nèi)，都會(huì)設(shè)有管束式除塵裝置，這種儲(chǔ)存章裝置由分離器、增速器、導(dǎo)流環(huán)、合流器、管束等組成，其原理主要是通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)是細(xì)小的液滴形成一層動(dòng)態(tài)薄膜，從而達(dá)到增大煙氣和動(dòng)態(tài)薄膜接觸面積的目的，大量的大液滴從葉片表面溢出，通過(guò)液滴層的小液滴被捕獲。

3 三種脫硫系統(tǒng)協(xié)同除塵技術(shù)比較

3.1 負(fù)荷適用性

負(fù)荷對(duì)于不同的機(jī)組有著不同的影響，在脫硫過(guò)程中，由于煙氣量較多，所以在吸收塔內(nèi)空氣流速的變化對(duì)其有著十分顯著的影響，下面以三種除塵裝置的工作狀態(tài)進(jìn)行分析，在一般情況下，除塵裝置的設(shè)計(jì)是根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，在達(dá)到有效去除煙塵的情況下，盡量減少其負(fù)荷的產(chǎn)生。通過(guò)實(shí)行滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，可以有效的通過(guò)離心原理去除空氣中的塵，大大提高了除塵效率，在一些吸收塔中，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員為了增大低負(fù)荷時(shí)煙塵空氣的流速率，在鹽城裝置入口處增加了調(diào)節(jié)裝置，從而來(lái)調(diào)節(jié)煙氣通道內(nèi)的流速，但是，這種裝置不但無(wú)法有效增加吸收煙塵的效率會(huì)顯著增加成本得不償失。根據(jù)屋脊市除塵裝置相關(guān)科研人員研制了冷凝除塵裝置，冷凝裝置適用于兩層屋集成裝置之間的一種裝置，類(lèi)似于三級(jí)屋脊式除塵裝置但如果風(fēng)速過(guò)快，負(fù)荷適應(yīng)性與傳統(tǒng)的三級(jí)屋脊式除霧裝置相似。從煙霧中沉淀下來(lái)的水顆粒將進(jìn)一步攜帶水滴并逃逸。

3.2 適用范圍

為了達(dá)到粉塵濃度小于5毫克每立方米的目標(biāo)，三種除塵裝置的應(yīng)用范圍不同。屋脊式除霧器的改造路線對(duì)入口粉塵濃度有嚴(yán)格要求，適用于粉塵濃度不超過(guò)20 毫克每立方米的場(chǎng)合。管束除塵裝置入口粉塵濃度較大，可滿(mǎn)足單塔總粉塵濃度不大于35毫克每立方米，雙塔入口粉塵濃度不大于毫克每立方米的要求。設(shè)計(jì)除塵效率高。但低負(fù)荷運(yùn)行的穩(wěn)定性有待提高。如果要求滿(mǎn)負(fù)荷段達(dá)到超低排放，則需要將入口粉塵濃度送入其中。步進(jìn)控制。冷凝除塵霧化裝置能滿(mǎn)足脫硫裝置總粉塵濃度小于30毫克每立方米的要求，但運(yùn)行性能較差，且性能不足，無(wú)法證明其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性。

4 改造的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析

三條改造路線的投資成本差異主要體現(xiàn)在除霧和配套改造上。三級(jí)脊型除霧器改造成本最低。管束除塵裝置具有一定的專(zhuān)利壁壘，價(jià)格相對(duì)較高。冷凝除塵除霧裝置系統(tǒng)較為復(fù)雜，塔內(nèi)設(shè)有高效除霧器和冷凝裝置，塔外增設(shè)冷卻水站，整體價(jià)格也較高。針對(duì)本工程，三級(jí)屋脊式除霧器體現(xiàn)了投資成本的優(yōu)勢(shì)。

5 改造效果

對(duì)于除塵器的改造效果來(lái)說(shuō)，大多數(shù)項(xiàng)目多采用三級(jí)屋脊式除塵，只有少量項(xiàng)目使用了管束式和冷凝式除塵，但是這不能說(shuō)完全說(shuō)明后兩種比前者除塵效果差，這三種儲(chǔ)存類(lèi)型需要根據(jù)不同的需求和方案進(jìn)行利用和設(shè)計(jì)，從而達(dá)到最優(yōu)質(zhì)的除塵效果。

6 結(jié)束語(yǔ)

三種除塵方式各有利弊：首先，三級(jí)屋脊除霧技術(shù)是當(dāng)前在吸收塔中運(yùn)用最為普遍的一種技術(shù)，但是其對(duì)于除塵的入口處的煙塵濃度有較高的需求，該除塵方式具有運(yùn)行穩(wěn)定、成熟可靠、投資成本較低等優(yōu)點(diǎn)。管束除塵及防霧裝置主要依靠慣性來(lái)完成煙塵的超低排放，具有一定的應(yīng)用性能和廣泛的應(yīng)用范圍，但當(dāng)機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷較低時(shí)，需要進(jìn)一步控制煙氣和粉塵的濃度。根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行除塵方式的選擇，從而達(dá)到高效除塵的目的。

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