王會(huì)平，石天琪，鐘建清

（陜西榆林能源集團(tuán)楊伙盤煤電有限公司，陜西榆林 719316）

0 引言

目前隨著國(guó)家提出火力發(fā)電廠大氣污染物執(zhí)行燃機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)，火電廠排放煙氣中煙塵、SO2排放限制分別為5 mg/Nm3、35 mg/Nm3，相比之前實(shí)行的30 mg/Nm3、200 mg/Nm3，對(duì)國(guó)內(nèi)的脫硫除塵技術(shù)有了新要求，脫硫和除塵的效率有待進(jìn)一步加強(qiáng)。高效脫硫工藝的本質(zhì)區(qū)別在于脫硫后的煙氣深度除塵（除霧）的除塵器選擇，脫硫除塵一體化技術(shù)要求入口煙塵濃度不超過(guò)35 mg/Nm3。由于超低排放脫硫除塵技術(shù)，一般為脫硫+除塵共同作用，本文闡述除塵技術(shù)的同時(shí)也介紹脫硫技術(shù)。

1 影響超低排放技術(shù)的主要因素

脫硫裝置凈煙氣里，石膏漿液首要來(lái)自吸收塔噴淋層噴嘴霧化后的微小液滴。石膏漿液經(jīng)噴嘴霧化之后，霧滴直徑通常在2000 μm 左右，經(jīng)過(guò)碰撞，將形成一些直徑在15 μm 左右的霧滴。霧滴在經(jīng)過(guò)除霧器后，如果煙氣在除霧器處的流速不均勻、除霧器設(shè)置不合理、沖洗不到位等必然會(huì)導(dǎo)致煙囪石膏雨的情況發(fā)生，不僅影響周邊環(huán)境還會(huì)導(dǎo)致出口煙塵指標(biāo)偏高。

1.1 選擇合適的吸收塔流速

通常情況下，機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間后，系統(tǒng)漏風(fēng)率會(huì)增加，鍋爐效率也會(huì)降低，造成煤耗上升或煙氣溫度升高，這都會(huì)導(dǎo)致脫硫裝置入口煙氣量的增加，從而增大了吸收塔的煙氣流速，本工程流速選在3.43 m/s，已經(jīng)綜合考慮了各方面因素，并留有了足夠的裕量。從煙氣流速上控制吸收塔出口煙氣中水滴濃度的產(chǎn)生。

1.2 選擇合適的除霧器形式

除霧器有管式除霧器+屋脊式除霧器，三級(jí)高效除霧器，管束式除霧器。不同除塵器的除霧除塵效果不一樣，沖洗水量也不一樣，見表1。

表1 管束式除塵除霧裝置與高效除霧器對(duì)比

1.3 漿液密度控制

控制合適的漿液密度，使石膏可以順利結(jié)晶，同時(shí)也不至于因濃度過(guò)高而導(dǎo)致黏度過(guò)大，附著在除霧器、噴淋層等。此外，在吸收塔內(nèi)設(shè)置均氣裝置是防止吸收塔出口煙氣中水滴濃度過(guò)高現(xiàn)象的有利補(bǔ)充。

2 兩種高效脫硫除塵超低排放技術(shù)

2.1 旋匯耦合脫硫+管束式除塵器技術(shù)

煙氣經(jīng)過(guò)旋匯耦合裝置和漿液形成可控的湍流空間，并供給氣液固三相傳質(zhì)的速率，實(shí)現(xiàn)一級(jí)脫硫除塵的同時(shí)，達(dá)成迅速降溫和煙氣平均分布。煙氣又通過(guò)高效噴淋的系統(tǒng)，完成SO2深度脫除和粉塵再次脫除。煙氣再通過(guò)管束式除塵除霧的裝置，在離心力影響下，煙氣里的霧滴及粉塵終將被壁面液膜所捕捉，從而完成粉塵及霧滴高效脫除。

該除塵技術(shù)的的核心技術(shù)為管束式除塵器，其內(nèi)部設(shè)置了多層導(dǎo)向葉片及增速裝置，煙氣在匯流環(huán)內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)，大量的細(xì)小液滴與顆粒在高速運(yùn)動(dòng)條件下碰撞成長(zhǎng)成大顆粒，在離心力的作用下向筒壁移動(dòng)形成液膜被移除，與此同時(shí)除塵器筒壁面的液膜，將會(huì)捕獲觸及它表面微小的液滴。此外在增速器及分離器葉片表面，過(guò)厚的液膜將會(huì)在快速氣流影響下，產(chǎn)生散水的現(xiàn)象。許多大液滴從葉片的表面被拋出，而在葉片的上方產(chǎn)生大液滴形成的液滴層。經(jīng)過(guò)液滴層的微小液滴被捕獲，大液滴增大之后滴落至葉片的表面又變回大液滴，完成對(duì)微小霧滴的捕獲。該技術(shù)在匯流環(huán)內(nèi)采用多級(jí)葉片，分別在不一樣的流速中，對(duì)霧滴展開脫除，確保比較低運(yùn)行阻力下有效除塵。

這種旋匯耦合脫硫技術(shù)早在2004 年在某電廠200 MW 機(jī)組成功投運(yùn)，隨后幾年內(nèi)該項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)的一些項(xiàng)目里陸續(xù)運(yùn)用，且成功的研發(fā)了第二代高效旋匯耦合技術(shù)與高效節(jié)能噴淋技術(shù)以及離心管束式除塵技術(shù)。結(jié)合上述3 項(xiàng)技術(shù)，最終形成單塔一體化的脫硫除塵技術(shù)。2015 年1 月在某電廠2#機(jī)組原濕法脫硫塔頂部加裝了離心管束式除塵器，脫硫塔入口塵25 mg/Nm3，出口塵含量3 mg/Nm3。截至目前，該脫硫一體化技術(shù)已有將近30臺(tái)的應(yīng)用業(yè)績(jī)，其中10 余臺(tái)的設(shè)計(jì)脫硫效率都在99%以上。

2.2 托盤塔+高效除霧器技術(shù)

傳統(tǒng)的托盤塔技術(shù)在脫硫塔內(nèi)設(shè)置一層托盤，在托盤上形成一層持液層，煙氣從托盤的下方以氣泡的形式通過(guò)持液層，從而實(shí)現(xiàn)脫硫與除塵的目的，與噴淋塔相比其脫硫效率較高，但是其煙氣阻力較大，在國(guó)家超潔凈排放出臺(tái)之前的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)有限，只用于脫硫塔入口SO2濃度比較高且脫硫效率要求比較高的工程。

煙氣入口上方從下至上依次布置了托盤篩、噴淋層以及高效除霧器。

托盤上部設(shè)置的噴淋層，經(jīng)過(guò)噴淋主管與支管預(yù)組裝，提升噴淋精確度，以高性能噴嘴把漿液粒徑下降30%，加強(qiáng)漿液的覆蓋面，經(jīng)過(guò)加強(qiáng)增效環(huán)以降低煙氣逃竄，達(dá)到SO2深度脫除與粉塵的二次脫除；煙氣通過(guò)高性能的除霧器，降低出口液滴以及減少固體攜帶，從而保證粉塵超潔凈排放。

3 不同除塵除霧器的對(duì)比分析

常規(guī)的屋脊式除霧器因捕捉原理制約，難以捕獲粒徑小于15 μm 的細(xì)小液滴，可目前控制脫硫塔出口3 mg/Nm3的塵排放濃度，即是控制對(duì)細(xì)小粉塵與細(xì)小石膏漿液的液滴脫除。如采取濕式靜電除塵器的技術(shù)，不僅存在一次投資大以及運(yùn)行費(fèi)用高的問(wèn)題，而且占地面積較大。

管束式除塵器特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)：

（1）除塵效率高。吸收塔入口煙塵濃度在50 mg/Nm3以下時(shí)，出口煙塵濃度≤5 mg/Nm3，凈煙氣霧滴含量≤30 mg/Nm3。吸收塔入口煙塵濃度在20 mg/Nm3以下時(shí)，出口煙塵濃度≤2.5～3 mg/Nm3，凈煙氣霧滴含量≤30 mg/Nm3。

（2）塔內(nèi)構(gòu)件布置簡(jiǎn)潔，工程量小。

（3）投資少且運(yùn)行費(fèi)用少。該技術(shù)改變吸收塔內(nèi)的構(gòu)件完成脫硫除塵一體化。投入相比常規(guī)技術(shù)少30%～50%，離心管束式除塵器不耗費(fèi)電且阻力和除霧器相當(dāng)，運(yùn)行費(fèi)用為常規(guī)技術(shù)15%～30%。

（4）系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定與可靠性強(qiáng)。對(duì)于煙氣污染物含量與負(fù)荷波動(dòng)的適應(yīng)性較強(qiáng)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定且操作簡(jiǎn)易，可靠性較強(qiáng)。目前，已運(yùn)行項(xiàng)目達(dá)到了投運(yùn)率100%。單塔一體化脫硫除塵深度凈化技術(shù)，由于其投資較少，占地較小，改造工期短，脫硫效率高以及除塵效率高等優(yōu)點(diǎn)，成為了工業(yè)煙氣脫硫除塵優(yōu)選的技術(shù)。

4 管束式除塵器實(shí)際工程案例分析

煙氣在經(jīng)過(guò)旋匯耦合裝置和噴淋層后，絕大部分的煙塵得到脫除；初步凈化的煙氣攜帶大量液滴進(jìn)入管束式除塵裝置，經(jīng)過(guò)了“凝聚、捕悉、離心和多級(jí)分離”等過(guò)程，保證吸收塔出口煙塵濃度小于2.5～3 mg/Nm3，達(dá)到超凈排放要求。具體工程業(yè)績(jī)見表2。

表2 管束式除塵器實(shí)際工程案例對(duì)比

北方勝利項(xiàng)目投運(yùn)驗(yàn)收?qǐng)?bào)告及運(yùn)行畫面顯示在吸收塔入口煙塵濃度在20 mg/Nm3以下時(shí)，出口煙塵濃度≤1 mg/Nm3。運(yùn)行效果非常好。

5 結(jié)語(yǔ)

許多的工程實(shí)踐表明，采取旋匯耦合+管束式除塵器的脫硫除塵超低排放技術(shù)工程，系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定可靠且有著脫硫效率和除塵效率高、系統(tǒng)投運(yùn)率高、能耗低、操作彈性大等特征。

脫硫配置可以根據(jù)不同的機(jī)組負(fù)荷、入口SO2濃度情況，選擇最經(jīng)濟(jì)的泵運(yùn)行模式，在低負(fù)荷及低硫分時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。能夠保證高可用率、高脫硫率、低石灰石消耗量、低廠用電量及低耗水量，而且完全滿足招標(biāo)文件要求的SO2和煙塵排放要求。