王昌盛

摘要：通過(guò)對(duì)3×420t/h鍋爐裝置脫硫系統(tǒng)吸收塔增加高效托盤(pán)脫硫裝置，并將兩級(jí)屋脊式除霧器改造為管束式除塵除霧裝置，使得凈煙氣中的SO2和煙塵濃度達(dá)到超低排放要求。

關(guān)鍵詞：超低排放；高效托盤(pán)；管束除塵

引言

發(fā)改能源[2014]2093號(hào)關(guān)于印發(fā)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020年）》的通知，明確提出有條件的30萬(wàn)千瓦以下公用燃煤發(fā)電機(jī)組實(shí)施大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值的環(huán)保改造。環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的《關(guān)于編制“十三五”燃煤電廠超低排放改造方案的通知》中提出的“推動(dòng)燃煤電廠超低排放改造”工作，要求有條件的企業(yè)將原計(jì)劃2020年完成的超低排放改造任務(wù)提前至2017年前完成。環(huán)發(fā)[2015]164號(hào)關(guān)于印發(fā)《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》的通知明確提出“到2020年，全國(guó)所有具備改造條件的燃煤電廠力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)超低排放（即在干態(tài)、標(biāo)態(tài)、基準(zhǔn)氧含量6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50 mg/Nm3）”。 發(fā)改價(jià)格[2015]2835號(hào)《關(guān)于實(shí)行燃煤電廠超低排放電價(jià)支持政策有關(guān)問(wèn)題的通知》”中明確提出“為鼓勵(lì)引導(dǎo)超低排放，對(duì)2016年1月1日以前已經(jīng)并網(wǎng)運(yùn)行的現(xiàn)役機(jī)組，對(duì)其統(tǒng)購(gòu)上網(wǎng)電量加價(jià)每千瓦時(shí)1分錢(qián)（含稅）”。發(fā)改能源[2016]565號(hào)要求組織開(kāi)展煤電超低排放和節(jié)能改造情況監(jiān)管，聯(lián)合有關(guān)部門(mén)加大對(duì)煤電機(jī)組超低排放改造和節(jié)能升級(jí)改造任務(wù)督促落實(shí)，促進(jìn)國(guó)家專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)。

一、某3*420t/h鍋爐裝置脫硫系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀

該廠脫硫吸收塔對(duì)應(yīng)3臺(tái)420t/h鍋爐，采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，不設(shè)煙氣換熱器（GGH），采用側(cè)進(jìn)式攪拌器及氧化風(fēng)管、4層噴淋層（其中一層為在線備用噴淋層）、2級(jí)屋脊式除霧器等。設(shè)計(jì)脫硫效率≥95%，塔出口SO2濃度為不高于195mg/Nm3（干態(tài)，6%O2），塔出口粉塵濃度不高于30 mg/Nm3。

某一時(shí)期該廠凈煙氣中SO2和煙塵濃度如圖1所示，SO2濃度運(yùn)行在145-185 mg/Nm3，煙塵濃度運(yùn)行在15-20 mg/Nm3，達(dá)到其初始設(shè)計(jì)運(yùn)行值及GB13223-2011[ 1 ]要求，但排放物中SO2濃度和粉塵濃度無(wú)法達(dá)到超低排放要求（SO2濃度小于35 mg/Nm3、煙塵濃度小于5 mg/Nm3（標(biāo)態(tài)，干基，6%O2））。

圖1-1 某一時(shí)期3×420t/h鍋爐脫硫系統(tǒng)凈煙氣中SO2和煙塵濃度

根據(jù)發(fā)改能源[2014]2093號(hào)、環(huán)發(fā)[2015]164號(hào)和發(fā)改能源[2016]565號(hào)等通知精神，基于該廠脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行情況，考慮節(jié)能減排要求，必須對(duì)脫硫系統(tǒng)進(jìn)行超低排放改造.

二、脫硫系統(tǒng)改造方案

煙氣脫硫系統(tǒng)在原石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝（簡(jiǎn)稱(chēng)FGD）上，對(duì)脫硫吸收塔進(jìn)行了如下進(jìn)行改造：

1.吸收塔內(nèi)煙道入口上方與第1層噴淋層下方之間的空間安裝高效托盤(pán)脫硫裝置。

2.拆除吸收塔塔內(nèi)第一層噴淋層并移至第四層噴淋層上方。

3.拆除吸收塔塔內(nèi)設(shè)置的兩級(jí)屋脊式除霧器，沖洗水管和支撐梁；對(duì)上部塔體進(jìn)行加高，改造后預(yù)留出來(lái)的空間安裝移位后的噴淋層和管束式除塵除霧裝置。

三、離心管束式除塵除霧裝置

離心管束式除塵除霧裝置由分離器、增速器、導(dǎo)流環(huán)、匯流環(huán)及管束等構(gòu)成。煙氣在一級(jí)分離器作用下使氣流高速旋轉(zhuǎn)，液滴在壁面形成一定厚度的動(dòng)態(tài)液膜，煙氣攜帶的細(xì)顆?；覊m及液滴持續(xù)被液膜捕獲吸收，連續(xù)旋轉(zhuǎn)上升的煙氣經(jīng)增速器調(diào)整后再經(jīng)二級(jí)分離器去除微細(xì)顆粒物及液滴。同時(shí)在增速器和分離器葉片表面形成較厚的液膜，會(huì)在高速氣流的作用下發(fā)生“散水”現(xiàn)象，大量的大液滴從葉片表面被拋灑出來(lái)，穿過(guò)液滴層的細(xì)小液滴被捕獲，大液滴變大后被筒壁液膜捕獲吸收，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)小霧滴的脫除。最后經(jīng)過(guò)匯流環(huán)排出，實(shí)現(xiàn)煙塵低于5mg/Nm3超凈脫除。

離心管束式除塵除霧裝置工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)突破的技術(shù)難點(diǎn)

· 氣體斷面平均流速與筒體直徑、高度的選取；

· 除塵分離效率與增速器、分離器葉片角度的選??；

· 筒體壁面液膜厚度的控制措施；

· 除塵器內(nèi)氣流的分布調(diào)整與阻力控制措施；

· 適應(yīng)30%—110%不同煙氣負(fù)荷的運(yùn)行工況；

· 獨(dú)有的除塵器沖洗水系統(tǒng)。

四、脫硫吸收塔改造后運(yùn)行效果

按照?qǐng)D2-1的改造方案對(duì)脫硫系統(tǒng)吸收塔進(jìn)行了改造，已于2017年改造完成，并進(jìn)行了168h的運(yùn)行測(cè)試。吸收塔改造完成后運(yùn)行168 h的SO2和煙塵濃度如表4-1所示。從表4-1可以看出，改造后脫硫塔的效率明顯提高，凈煙氣中SO2和煙塵的濃度分別為21.47 mg/m?、2.33mg/m?，SO2和煙塵的濃度達(dá)到超低排放的要求。

五、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)脫硫吸收塔改造，凈煙氣中SO2和煙塵的濃度分別為21.47 mg/Nm?、2.33mg/Nm?，達(dá)到超低排放的要求。改造增加了高效托盤(pán)脫硫裝置，改變?nèi)胨煔獾牧鲃?dòng)狀態(tài)，避免煙氣在塔內(nèi)產(chǎn)生偏流與短路現(xiàn)象，一是提高煙氣在塔內(nèi)的停留時(shí)間，使氣液固充分接觸并反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)高脫硫效率，二是可有效降低脫硫系統(tǒng)的液/氣比（L/G），同等條件下比空塔噴淋低約20%～30%，進(jìn)而降低運(yùn)行成本。兩級(jí)屋脊式除霧器改造為管束式除塵除霧裝置，管束式除塵裝置使大量的細(xì)小液滴與顆粒在高速運(yùn)動(dòng)條件下碰撞機(jī)率大幅增加，實(shí)現(xiàn)細(xì)小液滴與顆粒的凝聚，從而實(shí)現(xiàn)從氣相的分離。

參考文獻(xiàn)：

[1]國(guó)家環(huán)境保護(hù)部，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. GB13223—2011 火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[ S]. 北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2012.endprint