【摘要】本文結(jié)合富豐鍋爐房脫硫系統(tǒng)運(yùn)行情況,對濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中除霧器的工作原理進(jìn)行總結(jié),分析了影響除霧器除霧效果的影響因素,說明濕法脫硫中除霧器的重要性。
【關(guān)鍵詞】濕法脫硫;除霧器;煙氣排放;顆粒物
1、概述
隨著大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格,工業(yè)鍋爐煙氣排放也必須經(jīng)過相應(yīng)的凈化處理,我公司目前采用氧化鎂濕法煙氣脫硫脫硫方式。然而,濕法脫硫系統(tǒng)排放的煙氣中隨霧滴攜帶有硫酸、硫酸鹽、二氧化硫等。如不妥善解決,任何進(jìn)入煙囪的“霧”,實(shí)際就是把二氧化硫排放到大氣中,同時也造成風(fēng)機(jī)、熱交換器及煙道的污染和嚴(yán)重腐蝕。因此,濕法脫硫工藝上對吸收設(shè)備提出除霧的要求,被凈化的氣體在離開吸收塔之前須經(jīng)除霧處理。因此,除霧器是煙氣脫硫系統(tǒng)中至關(guān)重要的設(shè)備,其性能直接影響到濕法脫硫系統(tǒng)能否連續(xù)可靠的運(yùn)行。
2、除霧器工作原理
除霧器主要用于氣液分離,分離塔中氣體夾帶的液滴,以保證有傳質(zhì)效能,降低有價值的物料損失和改善塔后壓縮機(jī)的操作,除霧器通常布置于吸收塔內(nèi)頂部,可有效去除3~5μm的霧滴,含硫煙氣經(jīng)過反應(yīng)區(qū)時與漿液進(jìn)行中和反應(yīng)后形成霧滴,霧滴隨煙氣上升至除霧器區(qū)域,被除霧器捕集除去,防止下游設(shè)備的結(jié)垢及腐蝕。
當(dāng)含有霧滴的氣體以一定速度流經(jīng)除霧器時,由于氣體的慣性撞擊作用,霧滴與波形板相碰撞而被聚的液滴大到其自身產(chǎn)生的重力超過氣體的上升力與液體表面張力的合力時,液滴就從波形板表面上被分離下來。除霧器波形板的多折向結(jié)構(gòu)增加了霧滴被捕集的機(jī)會,未被除去的霧滴在下一個轉(zhuǎn)彎處經(jīng)過相同的作用而被捕集,這樣反復(fù)作用,從而大大提高了除霧效率。氣體通過波形板除霧器后,基本上不含霧滴。煙氣通過除霧器的彎曲通道,在慣性力及重力的作用下將氣流中夾帶的液滴分離出來:脫硫后的煙氣以一定的速度流經(jīng)除霧器,煙氣被快速、連續(xù)改變運(yùn)動方向,因離心力和慣性的作用,煙氣內(nèi)的霧滴撞擊到除霧器葉片上被捕集下來,霧滴匯集形成水流,因重力的作用,下落至漿液池內(nèi),實(shí)現(xiàn)了氣液分離,使得流經(jīng)除霧器的煙氣達(dá)到除霧要求后排出。
脫硫除霧器是煙氣脫硫系統(tǒng)中非常重要的裝置,除霧器除霧效率的高低和壓降的大小直接影響到脫硫后煙氣的“干凈”程度和系統(tǒng)的運(yùn)行效率,其性能直接影響到濕法洗滌煙氣脫硫系統(tǒng)能否連續(xù)可靠運(yùn)行。除霧器故障不僅會造成脫硫系統(tǒng)的停運(yùn),甚至可能導(dǎo)致整個機(jī)組系統(tǒng)停機(jī)。
3、影響除霧器效率的因素
除霧器的結(jié)垢和堵塞,以及沖洗水壓力、沖洗頻率和沖洗時長等都會影響除霧器的工作效率。
3.1除霧器堵塞
除霧器由于沖洗不干凈而導(dǎo)致堵塞結(jié)垢,從而使除霧效率下降, 堵塞會帶來更嚴(yán)重的堵塞,除霧效率會越來越低。除霧器位于吸收塔頂部煙氣出口處,屬于“濕—干”交界區(qū),屬于“濕—干”結(jié)垢。由于吸收塔漿液中含有MgSO4、MgSO3及飛灰中含有硅、鐵、鋁等物質(zhì),這些物質(zhì)具有較大的粘度,當(dāng)漿液碰撞到除霧器表面及塔壁時,它們中的部分便會粘附于除霧器及塔壁而沉降下來。同時,由于煙氣具有較高的溫度,加快沉積層水分的蒸發(fā),使沉積層逐漸形成結(jié)構(gòu)致密,類似于水泥的硬垢。
3.2引起除霧器結(jié)垢堵塞的原因
除霧器沖洗周期長。正常的除霧器沖洗,是保證除霧器潔凈的有效措施,特別是除霧器較為潔凈時,除霧器運(yùn)行中附著的少量氧化鎂顆粒、飛灰,都能被沖洗水沖刷掉。因此,從除霧器投入運(yùn)行開始,必須按照設(shè)計要求對除霧器進(jìn)行正常沖洗。沖洗周期是有效沖洗的重要保證,如果沖洗周期太長,石膏顆粒和煙氣不斷附著,除霧器表面結(jié)垢加重,并經(jīng)高溫?zé)煔鉀_刷不斷硬化,直至形成厚實(shí)致密的硬垢,此時沖洗已無法沖刷掉垢物。通常最佳的除霧器沖洗周期為1~2h一次,發(fā)現(xiàn)除霧器前后壓差有增大趨勢,應(yīng)適當(dāng)縮短沖洗周期。
1)縮短沖洗周期后,經(jīng)過幾個沖洗周期后,除霧器前后壓差有下降趨勢;
2)縮短沖洗周期后,要保證能夠維持吸收塔液位,防止溢流現(xiàn)象發(fā)生,因此,除霧器沖洗應(yīng)盡量安排在吸收塔液位降低較多時進(jìn)行。
按照常規(guī)的設(shè)計,脫硫塔頂部除霧器的前后設(shè)置有壓差變送器,用來測量除霧器前后的壓差,如果該壓差比正常值(一般為100~200pa)大的很多,說明除霧器發(fā)生了堵塞。
3.3噴淋管道故障
噴淋管道上的噴嘴堵塞,或者脫落,泄漏等??梢詫ΤF器進(jìn)行詳細(xì)的檢查,確定問題的原因,盡快修復(fù),以免造成較大的損失。
4、除霧器設(shè)計不合理可能出現(xiàn)的問題
4.1濕法脫硫除霧器沖洗出口二氧化硫上升:除霧器反沖洗稀釋了漿液的濃度,使脫硫效率下降。建議選擇在pH較高或二氧化硫較低時機(jī)沖洗,沖洗前沖洗中補(bǔ)漿。
4.2除霧器沖洗時,煙氣含水量會增加,舊式的粉塵儀,就會認(rèn)為粉塵濃度高了。我公司富豐鍋爐房脫硫系統(tǒng)就出現(xiàn)了類似的問題,由于改造過程中,只安裝了一層除霧器,導(dǎo)致除霧效果不好,反沖洗時粉塵顆粒會超標(biāo),因此,須增加一層除霧器,解決這一問題。
5、除霧器發(fā)展情況
目前脫硫市場常用的除霧器分為三種。一種是平板式除霧器;一種是屋脊式除霧器;第三種是旋流式。前兩種的除霧器除霧原理是慣性原理,第三種為旋轉(zhuǎn)分離的原理。前兩者在脫硫行業(yè)較為常用,第三種是近幾年才興起的,為相關(guān)公司的專利技術(shù)。由于近年國家環(huán)保政策要求污染物的超低排放,特別是電力行業(yè),都對原有的脫硫裝置進(jìn)行了改造,同時為了滿足粉塵的超低排放,對除霧器進(jìn)行了改造,一般都改為除霧效果較好的一級管式+二級屋脊式的形式,再在煙氣的尾部增加濕電除塵器。應(yīng)用較多的除霧器形式為一級管式+二(三)級屋脊式。
6、結(jié)論
結(jié)合以上分析,除霧器是濕法脫硫系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備,在生產(chǎn)運(yùn)行中應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的除霧器類型和組合方式,使除霧器工作效率更高,為濕法脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行提供最佳工況。