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技術文章

強化濕式脫硫除塵裝置的研究

閱讀:668發(fā)布時間:2008-9-19

摘要:針對我國目前SO2和顆粒物(特別是可吸入顆粒物PM10污染嚴重的現狀,通過對沖擊式除塵裝置的簡單改造,開發(fā)了一種新型濕式除塵脫硫一體化裝置。經過實驗,證明本裝置能夠實現的除塵脫硫(其除塵效率達97.6%,脫硫效率達88.1%),尤其對細小顆粒物(d=0.1~02.um)的捕集效率為86%大大高于一般的除塵裝置,為我國的大氣污染控制裝置提率又辟一新途徑。

  關鍵詞:顆粒物除塵脫硫分級效率

  我國的大氣污染呈煤煙型污染特征,主要污染物為SO2和顆粒狀污染物。目前影響城市空氣質量的主要污染物是總懸浮顆粒物(TSP)或可吸入顆粒物(PM10)。2000年TSP年均值超過國家二級標準限值(0.2mg/m3)的城市有208個,占統(tǒng)計城市的61.6%。由SO2形成的酸雨對人體健康、植物、建筑材料等都會產生極大的危害,而顆粒狀污染物特別是PM10

  可直接進入人的呼吸器官導致呼吸道疾病的多發(fā),是導致城區(qū)人群患病率和死亡率增加的主要因素。我國的工業(yè)鍋爐量大面廣、容量小、熱效率低,是SO2和顆粒狀污染物的排放大戶,其煙氣的治理意義重大。

  1目前我國鍋爐和窯爐的煙氣治理現狀

  我國從“七五"計劃開始了煙氣脫硫和除塵裝置的研制和開發(fā)工作,至今大部分鍋爐和窯爐都安裝了除塵裝置,其中旋風除塵器和濕式水膜除塵器使用較為廣泛。但各種除塵裝置對于細小顆粒物的去除情況并不理想,表1是部分除塵裝置對不同粒徑粉塵的分級除塵效率,而且單純的除塵裝置一般都不能達到良好的脫硫效果。

  2強化除塵脫硫的裝置及其除塵脫硫過程和效果

  2.1強化除塵脫硫裝置

  由于我國目前顆粒狀污染物污染嚴重,因此迫切需要改進已有的除塵裝置。對于量大面廣的中小型工業(yè)鍋爐和窯爐,更適合采用濕式

  脫硫除塵一體化技術治理煙氣。這種技術具有以下特點:

  1)除塵、脫硫設備組合為一體,結構緊湊;節(jié)省占地面積。

  2)大大降低投資,一般比分別安裝除塵器脫硫塔節(jié)約一半費用。

  3)降低了風機所耗電量,從而減少了運行費用。

  4)脫硫率適中,操作管理簡便,易于推廣應用。

  5)可利用鍋爐運行中產生的飛灰和爐渣中的堿性物質脫硫,降低了煙氣治理成本。

  沖擊式除塵器是一種的除塵裝置,除塵效率一般能達到90%以上。筆者依據濕式除塵脫硫的原理,對沖擊式除塵器進行了簡單的改造,在除塵的基礎上提高其對細小顆粒物的捕集效率,同時實現SO2氣體的去除,強化除塵脫硫裝置的基本構造見圖1。

  2.2.強化裝置的除塵脫硫過程

  本裝置的除塵脫硫過程可分為3級。進氣管中布置的噴頭噴淋出直徑很小的霧化液滴,依據核凝慣性碰撞和攔截捕獲原理,比原裝置提高了煙氣中的微小顆粒物與液滴碰撞的幾率,此為第1級除塵。之后氣體經過收縮段高速沖擊裝置內的水面,激起大量的泡沫和微小水滴$,煙氣中較大的顆粒物在流動過程中與液滴碰撞凝聚沉降。第1級除塵中未除去的細小顆粒繼續(xù)與液滴碰撞,同時長大的水滴被下部的吸收液吸收,完成第2級除塵。煙氣在"S"形通道里形成旋流,延長了氣、液、固的接觸時間,有利于顆粒物的捕集,完成第3級除塵。在除塵的同時,煙氣中的SO2氣體被堿性吸收液吸收,完成脫硫過程,凈化后的氣體由脫水器脫去帶有的水分,經過出氣管和引風機排入大氣。

  2.3強化裝置的除塵脫硫效果

  2.3.1總除塵脫硫效率

  采用熱電廠靜電除塵器收集的粉煤灰作為模擬粉塵,SO2氣體在實驗室配置。由于裝置基本不漏氣,通過測定裝置進、出口的粉塵質量濃度和SO2質量濃度,可直接得到本裝置的除塵效率和脫硫效率,同時測定裝置的液氣比、壓降以及吸收液的pH值等影響因素,實驗結果見表2。

  本裝置在較小的液氣比的條件下,壓損低(壓降在571~892.8Pa),平均除塵率和平均脫硫率分別為97.6%和88.1%,獲得了良好的除塵和脫硫效果。

  2.3.2分級除塵效率

  在測定裝置總除塵效率的基礎上,通過測定裝置進口/出口捕集到的顆粒物的粒徑分布,根據公式計算出裝置的分級除塵效率,結果見表3。

  式中為裝置的分級除塵效率;η為裝置的總除塵效率;為裝置進口的煙塵粒度分布;

  為裝置出口的煙塵粒度分布。

  4結論

  本強化脫硫除塵裝置的平均除塵效率為97.6%,對粒徑2~5um的顆粒物的去除率達到89%,高于普通除塵裝置。在除塵的同時,通過使用堿性吸收液,平均脫硫效率可以達到88.1%。因此本強化裝置通過對原有裝置的改造,實現了除塵和脫硫的一體化。同時對微小顆粒物有理想的去除效果。耗水量少,能耗低,是一種新型、的除塵脫硫一體化技術。適合于中小型工業(yè)鍋爐和窯爐的煙氣治理。


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