煙氣通過濕式脫硫除塵后,溫度與含濕量變化很大,煙氣溫度通常在60一70℃左右,含濕量明顯增大,一般為10%一15%左右。由于煙氣溫度大幅降低,且由于引風機的抽吸作用,煙氣中不僅含有飽和水蒸氣,而且還有部分細小水滴。煙氣帶水引起風機振動,清灰次數增多。煙氣帶水主要有兩方面原因:一是設計制造方面的原因,如脫水器設計不合理,臨界煙速選擇不當;二是運行方面原因,突出表現在鍋爐工不按操作規程運行,少水運行、使水大量霧化。另外環境因素如設備冬季運行、室外溫度低以及脫硫除塵以后的煙氣處于飽和狀態、煙道內壁結露等也有影響。
除塵器阻力表示含塵氣流通過除塵器時的壓力損失,除塵器阻力越小,則運行耗能越小,運行費用越低。濕式脫硫除塵器是通過煙氣與液體的相互作用,達到除塵脫硫目的,其設計的水位與阻力是兩個重要參數,阻力大小主要取決于水位高低。若水位過高,則阻力增大,影響凈化效果;若水位過低,雖阻力下降,但煙氣與液體得不到充足接觸,導致凈化器速率降低。
為不產生二次污染,節約用水,濕式脫硫除塵器的洗滌液往往循環使用只有在循環系統適當位置加入適量脫硫劑,才能脫硫,否則循環洗滌液的酸度逐漸上升,就會導致脫硫速率大大下降,同時設備腐蝕加劇。
一、濕式煙氣脫硫除塵器多種多樣,按注水方式可分為以下幾種:
1、旋風水膜式
采用噴霧或其它方式,使旋風除塵器的內壁形成薄層水膜,煙氣進入除塵器后在內壁上旋轉與液體碰撞、接觸,塵粒通過離心力和液體捕集而除去。
2、噴淋式
在空干塔內噴水使其逆向與上升的含塵氣體相接觸,利用塵粒與水滴接觸碰撞而相互凝集成粒團聚,使其重量大大增加,靠重力作用而沉降下來。
3、沖擊式
煙氣進入除塵器后強烈沖擊液體,形成大量水花,使氣液充足接觸,塵粒被液滴所捕獲。該除塵器與清灰裝置和水位自動控制裝置組成一套機組,具有使用、管理、維修方便,用水量少等優點。
二、濕式煙氣脫硫除塵器原理及分類:
濕式煙氣脫硫除塵器是通過含塵氣流與液體(一般為水)密切接觸,利用水滴和塵拉的慣性及其它作用捕集塵粒或使粗徑增大,使塵拉從氣流中分離出來,如果在水中加入脫硫劑(石灰/石灰石法),煙氣中的二氧化硫與液體中的堿性物質發生化學反應生成亞硫酸鹽和硫酸鹽沉淀下來除去,從而達到脫硫除塵目的。
濕式煙氣脫硫除塵工藝主要分為濕法拋棄流程、濕法回收流程。有資料表明,煙氣中二氧化硫濃度一般低于0.5%(按體積計),由燃料的含硫量決定。考慮到煙氣脫硫的主要困難在于煙氣體積大、二氧化硫濃度低、二氧化硫總量大,因此濕式脫硫除塵工藝主要采用濕法拋棄流程(即煙氣中除去的硫以鈣鹽形式被拋棄),煙塵則利用慣性、布朗運動、重力沉降下來除去。
濕式除塵的機理可歸納以下幾點:
1)利用慣性,布朗運動,表面張勺,重力作用使塵粒被液滴、液膜截留、粘附。
2)塵粒增濕相互凝聚,蒸汽以塵為凝結核凝結,增強塵料的凝聚性,強化了上述除塵作用。
3)熱泳力、靜電力使塵粒在液面上聚集濕式脫硫除塵器的脫硫機理實際上是煙氣中的主要成分二氧化硫被液體吸收,是一種化學吸收作用慣性、表面張力、重力、靜電力作用對二氧化硫的化學吸收不起作用,對化學吸收起作用的是氣體和液體分子、離子的擴散運動以及氣體、液體的對流和混合。
濕法除塵就是創造煙氣與水接觸的機會,如果在水中加入脫硫劑,那么除塵的同時又能脫硫,就是脫硫除塵一體同時進行煙氣與水或洗滌液接觸的方式主要有以下幾種:
1)利用霧化器把含有脫硫劑的洗滌液霧化成細小液滴,噴灑到煙氣中如噴霧室煙氣洗滌器就是利用此原理。
2)讓煙氣通過吸收液層,煙氣以氣泡形式與吸收液接觸,即煙氣洗滌,利用此原理的裝置目前開發應用的較多如流化床煙氣凈化器,湍球塔煙氣凈化器水浴式煙氣凈化器等。
3)利用慣性作用使煙氣與水膜接觸,如旋風水膜除塵器,文丘里水膜除塵器等。
4)利用靜電力使煙氣中的塵粒與液膜接觸,如靜電水膜除塵器。
除塵速率、脫硫速率同步提高的問題、從上述脫硫除塵機理可以看出,利用濕法同時脫除煙塵和二氧化硫時,煙氣除塵和二氧化硫吸收的氣液接觸面積是相同的,而慣性、重力等對脫硫不起作用,同時煙氣中的二氧化硫濃度很低,故提高脫硫速率難度主要利用慣性、重力、靜電作用的旋風濕式除塵器、噴霧沉降室,靜電濕式除塵,由于主流煙氣距離液膜、液滴較遠,煙氣中的二氧化硫難以靠擴散作用到達液面,故此類除塵器難以做到脫硫除塵同步在確定煙塵排放達標的同時,提高脫硫速率,使二氧化硫排放達標是當前煙氣脫硫除塵一體凈化技術發展的關鍵。
磨損、腐蝕、結垢問題:
利用濕法同時脫除煙塵和二氧化硫不可避免地同時存在磨損、腐蝕、結垢問題,特別是磨損與腐蝕相互推動,使解決問題的難度加大結垢問題主要是由于加入鈣質脫硫劑過量,引起洗滌液PH值過高,推動了二氧化碳的吸收,生成了過多的碳酸鈣,硫酸鈣等沉淀物質結垢會造成通道阻塞,破壞氣液的正常流動工況,惡化凈化效果,使阻力增加,風機帶水對結垢問題給予足夠的重視。