脱硫吸收塔高效脱硫协同除尘改造初探
摘要：随着科技与经济的发展，电力系统已经成为我们国家重点关注的主题之一。其中，燃煤电厂是现阶段对于电力发展影响最大的项目。本篇文章通过对于某发电厂的两个机组进行改造实验，从而对单塔高效脱硫协同除尘技术在高灰飞燃煤电厂中的可行性进行验证。本次实验仅仅只利用吸收塔和提效环这样的方法，最终可以验证其对于加强环保的效果。
引言
近几年来，雾霾天气严重影响着我们国家的整体环境，也影响着人们的生命安全。因此，节能减排一直是我们国家所推崇的主题。燃煤电厂一直是电力系统中十分重要的一个环节内容，它对于未来电力发展有着巨大的影响。然而，目前而言，它的污染问题一直是我们十分关心的问题。因此，对于燃煤电厂应用脱硫塔进行协同除尘工作对于未来的环境改善有着十分重大的意义。
一、燃煤电厂目前概况和存在的问题
（一）概况
本次实验选择了发电厂的两个机组，两组均使用了脱硫系统采用石灰石-石膏湿法脱硫技术，方式主要为一炉对一塔，并不设立GGH，也不设置烟气旁路，更不设置增压的风机，系统的阻力主要是依靠引风机来进行克制。这其中，吸收塔主要是使用4个在侧面的搅拌器和氧化风管，外面加上四层喷淋层和屋脊式除雾器。脱硫设计时煤种按照含硫量St.ar=0.8%，设计的脱硫效率为≥95%。当发现锅炉中煤质达到St.ar=0.8%的时候，将三台浆液循环泵全部开启，其吸收塔的出口二氧化硫的浓度小于90mg/Nm3，而吸收塔的出口位置粉尘的浓度小于25mg/Nm3[1]。
因为，原本的脱硫系统设计的出口中，其二氧化硫和粉尘的排放浓度均无法达到我们国家规定的环保要求，所以发电厂必须对于原有的系统进行扩容并加以改造。
改造的要求：继续使用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，该装在在设计的工况下：当其中FGD入口的二氧化硫为1811mg/Nm3的时候，其中St.ar=0.8%，FGD的装置中二氧化硫脱除率不小于98.2%。而FGD的出口，也就是烟囱的入口处，其二氧化硫的浓度≤35 mg/Nm3。又当FGD的入口烟尘为45 mg/ Nm3的时候，FGD装置的烟尘托出率不小于88.9%，而FGD出口处的烟尘浓度≤5mg/Nm3。
（二）目前系统中存在的问题
首先，吸收塔的入口处粉尘颗粒的直径太小，所以其去除率很难保证。其次，部分喷嘴的选型不合适，无法与喷淋层进行搭配，并且无法阻止烟囱中出现“短路”的现象。此外，塔内经常流通不畅，并且塔内机械的除雾效果不理想[2]。
二、相关改进的措施
本次工程最大的问题则是FGD的入口处粉尘的浓度过高，这也是我们时常描述的高灰分现象。所以，在解决脱硫提效的同时，必须也要做好协同除尘的工作。按照最新的标准与项目的要求，在做好对于项目自身的分析与计算的基础之上，使用了单塔高效脱硫协同除尘的技术方法，该方法在保证了高脱硫与除尘效率的同时，还有着空间小与工期短的优势，并且没有较高的投资成本。因此，整体分析过后，对其进行的具体改造方案如下[3]。
（一）主要参数和改造方案
当脱硫的入口烟气量为2966570Nm3/h，而脱硫的入口烟气温度为95℃。当脱硫入口二氧化硫的浓度为1811mg/Nm3时，入口粉尘浓度则为45mg/Nm3。当脱硫出口处二氧化硫的浓度为35mg/Nm3，则脱硫出口处的粉尘浓度为5mg/Nm3。此外，当脱硫效率≥98.2%的时候，防尘效率则≥88.9%。
在拆除了第一层喷淋层之后，原来的第二层喷淋层与吸收塔的入口烟道处额外增加了两个分布器，原有的吸收塔上方的三层喷淋层和喷嘴没有改变。在原来最顶层的喷淋层上面二外增加喷淋层和喷嘴，管道方面选择的是双面衬胶主管，喷嘴选择的是高效喷嘴。此外，新增的喷淋层覆盖率达到了300%，一共布置了194个喷嘴[4]。
对于原本吸收塔的除雾器上面切上一刀，塔体能够上升7.5米，增加了相应吸收塔中的壁板。将原本安装的除雾器全部拆除，换成屋脊+一级的高效除尘器，而除尘器出口处的液滴浓度20 mg/Nm3。最后，在原有的烟道内部增加一个喷雾收尘的装置，吸收塔的出口处会增设导流板，从而对于净烟道全面优化。
（二）改进脱硫除尘效率
首先是入口的烟道喷雾技术，我们对于将近一百个脱硫项目中的烟尘和粉尘的颗粒进行分析，一般脱硫塔对于不同直径的烟尘洗涤后会有以下的效果：首先是1μm以下的烟尘脱除率非常低，整体低于40%。其次是高于等于3μm的烟尘脱除率比较高，基本能够超过90%。再之是大于5μm的烟尘，其除尘率基本可以达到100%。
所以，通过利用塔口出烟道新增加的喷雾系统，再配合烟尘进行凝并，从而促使烟尘的直径增大，进而继续提高相应的脱除率。而且，通过合理选择喷嘴的规格，控制好流量以及水滴的直径，进而增加凝并的效果。
另外是高效多孔性的分布器技术。在塔的内部设置了多孔性分布器，浆液将会变成池液层从而增强烟气的吸收能力，实现更高的除尘效率。
再之是防烟气出现短路情况的技术，主要方法是在喷淋层内部设置提效环，阻挡住塔壁的烟气，迫使其流向中心区域，从而减少除尘效率降低。在塔的四周使用锥形喷嘴，减少烟气的泄漏，提高利用率。
此外，还有高效的喷淋技术和非下沉式喷淋主管技术。高效喷淋技术是通过合理选择高效的喷淋层以及喷淋喷嘴，确保整体覆盖率超过250%。再适当较少喷嘴的流量，选好类型，布置好喷嘴的位置，从而提高整体喷淋技术。非下沉式喷淋主管技术针对了高效脱硫项目自身原有的特点，提高了脱硫效率以及浆液的覆盖率，对于整体系统能够有效进行控制。提高了脱硫效率的同时，也提升了其原本的可用率。
最后，还有吸收塔流场均匀的技术。吸收塔内部的流场均布性对于整个脱硫系统的脱除效果有着非常大影响，所以必须提高均匀性。首先需要计算CFD流场模拟，确保没有太大的偏差值，并适当增加均布器的高度，提高整流的效果。之后，增加除雾器底部的高度，确保除雾器流场能够均布，并减轻浆液液滴的含量。再之，增加除尘器后面的高度，确保除尘器的流场能够均布。最后，在吸收塔的内部安装衬胶主管，不要带支撑梁，从而提高浆液的利用率的同时，还有效地降低了使用的资金成本[5]。
三、项目改造后的运行情况
本项目采用的是高效脱硫除尘技术。改造之后的燃煤电厂的脱硫性能有着质的飞跃，只需要三台循环泵，在设定值的前提下，就能够使脱尘率达到98.2%，整体技术领先于世界，成为整个电力系统发展的巨大突破。
其中，因为循环泵中的投运数量有所降低，因此可以算是不仅降低了设计的能耗，也减少了相关排放，真正意义上实现了节能减排。
四、结束语
综上所述，随着科技与经济的不断发展，人们对于电力系统的依赖性越来越强，我们国家的燃煤电厂的使用率也相比往常也提高了不少，但是，这样造成的结果就是提高了环境的整体污染。因此，为了响应我们国家节能减排的号召，就需要对于现有的燃煤电厂进行全面改进。本次实验采取了脱硫塔协同除尘的技术，提高了整个燃煤电厂的电力系统运行的稳定性，并且降低了使用成本，达到了98.2%以上的除尘滤。而且，在没有安装湿电的情况下，除尘效率也达到了88.9%。由此可以看出，脱硫塔协同除尘技术有着非常大的应用价值，值得我们在未来不断加以推广和应用，从而造福更多的人民群众。
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