2015年2月11日星期三

強化濕式脫硫除塵裝置的研究

強化濕式脫硫除塵裝置的研究

強化濕式脫硫除塵裝置的研究


徐娟 郭斌 郭靜 馬一太

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,開發瞭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高效的除塵脫硫(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%大大高於一般的除塵裝置,為我國的大氣污染控制裝置提高效率又辟一新途徑。

關鍵詞: 顆粒物 除塵脫硫 分級效率中圖分類號:X511;X513 文獻標識碼:A

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年均值超過國傢二級標準限值(0.2mg/m3)的城市有208個,占統計城市的61.6%。由SO2形成的酸雨對人體健康、植物、建築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,是導致城區人群患病率和死亡率增加的主要因素。我國的工業鍋爐量大面廣、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”計劃開始瞭煙氣脫硫和除塵裝置的研制和開發工作,至今大部分鍋爐和窯爐都安裝瞭除塵裝置,其中旋風除塵器和濕式水膜除塵器使用較為廣泛。但各種除塵裝置對於細小顆粒物的去除情況並不理想,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

由於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。對於量大面廣的中小型工業鍋爐和窯爐,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;節省占地面積。沖擊式除塵器是一種高效的除塵裝置,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瞭簡單的改造,在高效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。進氣管中佈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,比原裝置提高瞭煙氣中的微小顆粒物與液滴碰撞的幾率,此為第1級除塵。之後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"形通道裡形成旋流,延長瞭氣、液、固的接觸時間,有利於顆粒物的捕集,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,凈化後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。2.3.1 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。由於裝置基本不漏氣,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%,獲得瞭良好的除塵和脫硫效果。

2.3.2 分級除塵效率式中 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佈;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%,高於普通除塵裝置。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,實現瞭高效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、高效的除塵脫硫一體化技術。適合於中小型工業鍋爐和窯爐的煙氣治理。



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