水膜除尘器

麻石水膜除尘器改白泥脱硫的试验研究

摘 要:本文介绍了青岛某公司 6# 炉水膜除尘器改脱硫试验的目的、水膜除尘器的工作原理、白泥脱硫原理、试验工艺流程、试验情况、影响脱硫效果的因素。经过试验证明要想使脱硫效率达到 80% 必须对水膜除尘器进行改造,增加烟气和脱硫液的接触面积和接触时间。

关键词 :麻石水膜除尘器 ;脱硫 ;白泥:https://www.qp1x.com.cn/

麻石水膜除尘器

青岛某公司拥有三台 65 t 锅炉,三台锅炉均采用麻石水膜除尘器作为除尘装置,由于二氧化硫排放会造成大气污染,环保局要求该公司三台锅炉必须上脱硫装置,4-6# 锅炉脱硫后烟气 SO2 ≤ 800 mg/m3。为了能够减少投资,在 6# 炉麻石水膜除尘器进行试验将水膜除尘器改造成除尘兼脱硫的装置。

1 试验工作原理

烟气首先进入水膜除尘文丘里部分,在文丘里入口前喷入海水,海水经喷头雾化与烟尘接触,一部分烟尘被捕集。烟气经文丘里后速度增加,烟气由除尘塔体下部顺切向引入,旋转上升,尘粒受离心力作用而被分离,抛向筒体内壁,被简体内壁流动的水膜层所吸附,随水流到底部锥体,经排尘口卸出。这种湿式除尘器结构简单,耗水量小。

反应化学方程式如下 :

SO2 + H2O → H2SO3 吸收
CaCO3 + H2SO3 → CaSO3 + CO2 + H2O
Mg(OH)2+ H2SO3 → MgSO3+2H2O
CaO + H2SO3 → CaSO3 + H2O
CaSO3 + 1/2 O2 → CaSO4 ,MgSO3 + 1/2O2 → MgSO4 氧化

2 试验工艺流程

整个试验系统经过两次改造,白泥由 7#、8# 炉脱 硫系统白泥缓冲罐通过白泥加压泵输送到水膜除尘器。 泵出口管线分两路,一路接到水膜除尘器海水管上,另 一路返回缓冲罐打循环,送到除尘器现场的白泥又分成 两部分一部分加到除尘器的文丘里部分,另一部分加入 到除尘塔的溢流槽和环形管,白泥和海水在除尘器海水 管线中充分混合,白泥管线和海水管线分别加流量计和 调节阀调节流量。

3 试验工况

  • (1)白泥含固量 :经测定试验期间白泥固含量的均 值为 6.81%。
  • (2)白泥加入浓度 :试验期间白泥海水混合浓度在 0.32%~1.29%。
  • (3)6# 锅炉负荷 :实验期间锅炉负荷 54 t 左右。
  • (4)6# 锅炉烟气量 : 100 000 Nm3 /h 左右。
  • (5)烟煤含硫量 :实验前期均值为 1.03%。对应二 氧化硫均值为 3261 mg/Nm3。
  • (6)液气比 :试验过程中除尘器系统液气比在 0.4~1.0 之间。

4 试验结果

试验设备改造后一共测得 65 组数据(其中空白试验 2 组)

未加白泥除尘器脱硫率 :最低 20% ;最高 25.6%。
加入白泥后脱硫率在 60% 以上 :共 10 组。
加入白泥后脱硫率在 60%~50% :共 30 组。
加入白泥后脱硫率 50% 以下 :共 24 组。
除尘塔出水变化情况对比如表 1 所示。

表1

5 影响脱硫率的因素

5.1 液气比对脱硫率的影响

液气比是湿法脱硫中一个非常重要的参数,试验条件下最大液气比为 1.0,液气比明显偏小。液气比越大即气液接触面积与几率增大,使气液两相接触面积与几率增加。有利于白泥吸收二氧化硫,改善了吸收条件,提高了脱硫效率。但液气比过大并不有利于脱硫效率,即并不意味着液气比越大,脱硫效率也越高,而且较高的液气比将导致耗水量及运行费用增加 ;且液气比过大易产生烟气带水现象,使锅炉引风机容易出现故障 ,因此根据其具体情况选择合适的液气比是决定脱硫效率的关键,现有的水膜除尘器受条件制约液气比小,即气液接触面积小、反应时间短。

5.2 喷头雾化效果对脱硫率的影响

脱硫试验主要靠文丘里和环形圈共 14 个喷头使海水和白泥混合物雾化,选用的螺旋喷嘴 2 kg 压力以上时喷头雾化效果最佳,喷头的雾化状态直接影响了脱硫率的好坏。而试验中后期部分喷头未能达到较好的雾化效果,主要原因有 :由于粉尘的冲刷、振动、烟气的腐蚀部分喷头变形使喷雾效果变差 ;白泥和海水中出现木棒、胶片、塑料布等杂质使螺旋喷头塞堵,不能正常喷淋。白泥中的细小泥沙堆积使环形管部分堵塞影响了海水和白泥混合物的加入量。试验过程中文丘里和环形圈共 14 个喷头在畅通情况下,文丘里 6 个喷头达不到 2 kg 压力,理论上喷头雾化效果差。

5.3 进气的二氧化硫浓度对脱硫效率的影响

随燃煤中的含硫量不同,燃烧后烟气中的 含硫量也不同。一般说来使用白泥脱硫(PH 一定)脱硫效率是随烟气中的 浓度增加而增大。这也符合脱硫的一般规律。

5.4 白泥液固比对脱硫效率的影响

白泥的液固比对脱硫效率影响不大,当白泥的 pH值在 10~11 时,可能选择小的液固比,因为较大的液固比容易使喷头和管道堵塞及影响粉煤灰沉淀池。

6 试验结果分析

影响脱硫效率的主要因素有气液接触时间、接触面积、液气比、脱硫剂的加入量、温度等,通过大量的试验数据可以看出在目前工况下加入不同浓度的白泥后的水膜除尘器脱硫效率主要集中在 50%~60%,试验过程中多次对脱硫率在 60% 以上的工况进行重复,试验数据并没有出现重现性,而是验证结果多稳定在 50% 左右。加白泥使出水 pH 值升高,沉降比也升高,这给粉煤灰池出水 pH 值、悬浮物达标排放造成一定困难。现有工况二氧化硫不能达标排放,需要继续对水膜除尘器的文丘里和水膜除尘塔进行改造,去掉水膜除尘塔的导流筒,并在麻石水膜除尘器塔内加填料,进而增加气液接触面积和反应时间作为下一步改造方向