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涡流雾化除尘脱硫技术
-05-2115:
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涡流雾化除尘脱硫技术是一种湿法过滤技术,它是基于多项紊流掺混的强传质机理,利用气体动力学原理,使气体（带有固体微尘及有害气体）与液体充分混合,提高了气液接触的比表面积,从而大大提高了过滤器的除尘脱硫效率。
它的脱硫原理与现有国内外湿法技术根本不同,在国内外处于先进水平。
（1）它是一种崭新的脱硫除尘技术,在相同的水气比下,它的除尘、脱硫效率处于国内湿法技术的较高水平,在国内处于领先地位。
在水气比为0.6~0.8L/m3时,其除尘效率可达到95~98%,脱硫效率可达到80~90%以上。
由于设计技术先进,使本设备成为国内首家具备捕获亚微米尘粒（即小于PM10的微尘粒）能力的脱硫除尘装置;
（2）除尘脱硫设备一体,同时除尘脱硫;适应能力强,允许被处理气量30%的波动,排放烟气含尘量可达到100mg/m3以下,烟气含SO2量达到800mg/m3以下;
（3）达到同样脱硫效率,气水比小,涡流雾化技术在0.6~0.8L/m3,国内外其它湿法技术在10~20L/m3,仅循环水的电能就相差几十倍;
（4）由于设备效率高,水气比小,设备体积小,附属设备也小,因而投资也省,涡流雾化系统是国外投资的1/4~1/3,是国家要求国产化目标投资的1/3~1/2。
见下表:
国外湿法投资最低价*
国外湿法技术
投资最高价*
国产化工程
目标价*
涡流雾化工程最低价**
单位发电投资元/kW
1000
1200
700
400
按处理气量投资元/m3
277.7
333.3
194.4
100
达到的脱硫效率%
75~80
95
>90
80~90
水气比L/m3
10~20
10~20
10~20
<1
运行费用元/kWh
0.02~0.03
0.02~0.03
<0.01
注:
*引自国家经贸委2月发布的”火电厂烟气脱硫关键技术与设备国产化要点”（~）中的数据。
**75t/h以下燃煤、燃油蒸汽锅炉脱硫除尘工程低于20元/Nm3。
（5）设备耐磨、耐温、耐腐,脱硫器没有运动部件,使用寿命在以上;
（6）脱水完全,采用组合式脱水装置,简单高效,可保证烟气不带水;
（7）系统阻力小,本装置运行时,系统阻力小于800Pa,一般不需要更换引风机或增加脱硫风机;
（8）使用维护方便,本装置使用中不会出现堵塞、结垢、腐蚀等现象,故在运行中维修量极小,基本做到正常运行免维护;
（9）适应性强,可适应镁基、钙基等多种脱硫剂。
涡流雾化脱硫除尘一体化装置工作原理锅炉燃煤产生的含烟尘、SO2等污染物的烟气沿切线方向进入脱硫除尘装置。
首先经涡流式导向装置,烟气呈涡流状旋转。
涡流导向板外侧的烟气平衡通道装有喷液口,与烟气方向相对应。
由于烟气的高速、高能量的旋转,进入涡流装置时碱性喷液均匀呈极细雾状状态,大大增加了液体的表面积,这样使烟气与喷淋液雾滴有较大的接触面积,能高效地捕获尘与烟气中的SO2,并形成较大的颗粒。
经过涡流装置后的烟气在中心力场地作用下,旋转上升,并使液滴相互凝聚成更大颗粒后,经过离心力被甩向内筒筒壁,从而在内筒中完成与烟气地分离。
净化的烟气经本装置地脱水装置后排向烟囱。
而除雾过程中降低烟气含水量的同时也起到了捕获尘与SO2的作用。
由于整个净化装置给予烟气与脱硫剂充分地接触时间、空间与面积,而且涡流装置的高能量使烟气高速旋转,从而达到烟气中的尘（含小于PM10的微粒尘）、SO2被充分捕获,得到高效除尘脱硫的净化目的。
本装置中的涡流器为本装置的技术核心。
由于采取横向进风,烟气的通道面积大,是径向进风旋流板塔的20倍,因此彻底杜绝了脱硫塔的堵灰现象,由于通道面积大,烟气与脱硫剂接触面积大,大大提高了脱硫效率,也降低了脱硫塔的阻力。
在涡流出口安装了一定高度的内筒,使烟气在内筒中高速离心分离,与上方的旋流除雾器组成了一个组合式脱水装置,可保证在烟气进行湿法脱硫后不带水,保证引风机的正常工作。
本装置在以前的业绩中证明其成功地解决了锅炉湿法除尘脱硫装置运行中的三大难题即:
堵灰、烟气带水及阻力大。
由于本装置具有捕捉亚微米尘埃的功能,故可进一步提高除尘效率,可保证烟尘排放浓度在100mg/m3以下,本装置适宜于各种碱性脱硫剂,如氧化镁、石灰石、生石灰等。
二、脱硫系统的建立1、脱硫剂的选择①利用碱性废液脱硫
由于冲渣水、锅炉连续排污水、定期排污水、电石渣废液都含有碱性,均可作为脱硫剂使用,达到以废治废、降低成本的目的。
②用双碱法脱硫
双碱法烟气脱硫是应用最为广泛的脱硫技术,吸收SO2用易吸收、反应速度快、反应充分的钠基碱,石灰（钙基）是最早作为烟气脱硫的吸收剂之一,二者相比,在较低液气比时钙基能得到较高的脱硫效率。
在反应过程中,实际消耗的价廉的石灰,因为吸收SO2的废水进入再生池进行再生,使NaOH或Na2CO3再生,重新进入脱硫塔内与SO2发生反应。
由于CaSO3沉淀在再生池中生成,而不在脱硫塔内部故不会在脱硫塔及烟道中产生结垢和堵塞的现象。
脱硫塔内部吸收反应生成Na2SO3。
在进料中如存在MgO或MgCO3时,也可发生类似的反应。
具体反应方程式如下:
吸收反应:
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
①
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3
②
说明:
式①为再生液pH值较高时（高于9时）,溶液吸收SO2的反应;
式②为溶液pH值较低（5～9）时的主反应;
氧化反应:
2Na2SO3+O2=2Na2SO4
③
2Na2HSO3+O2=2NaHSO4
④（氧气不足情况下不易发生）
再生反应:
CaO+H2O→Ca（OH）2
⑤
2NaHSO3+Ca（OH）2→Na2SO3+CaSO3·1/2H2O↓+2H2O
⑥
Na2SO3+Ca（OH）2+1/2H2O→2NaOH+CaSO3·1/2H2O↓
⑦
说明:
式⑥为溶解反应;
式⑦为第一步再生反应;
本技术选择钠钙双碱法为脱硫工艺,以石灰浆液为主脱硫剂,钠碱只需补充添加。
由于在吸收过程中以钠碱作为吸收液,脱硫系统不会出现结垢等问题,运行安全可靠。
且由于钠碱吸收液和二氧化硫反应的速率比钙碱快很多,能在较小的液气比条件下达到较高的二氧化硫脱除率。
2、脱硫液循环水系统脱硫剂循环水系统由循环水池、循环水泵、循环水管道及加药装置组成。
循环水池应能满足锅炉脱硫除尘循环用水的需要,本系统采用零排放闭环运行,以避免二次污染。
循环水池应满足锅炉脱硫除尘循环用水的需要,并能保证其沉淀时间。
CaO溶解液在进入沉淀池前加入,随冲渣水一起进入沉淀池,在沉淀池中进行再生反应,生成NaOH;反应生成的CaSO3沉淀少量灰渣在沉淀池被捞出继续处理。
NaOH在清水池中补充,pH调节在进入沉淀池前进行,其pH值应根据煤种的含硫量进行调控,低硫煤在8.5~9,中硫煤为9~10之间。
如果进行pH自动调节,则CaO清液添加阀为自动调节阀,信号源来自pH计。
3、脱硫剂循环水系统的建立生石灰（含量70%）加入浆化池中调配成浓浆液（生石灰:
水=1:
3）,再经泥浆泵进入制浆槽配成10%浓度的石灰浆,由制浆泵打入沉淀池。
来自涡流雾化塔的脱硫液自流至沉淀池沉淀,上清液溢流至清水池,再清水池补充氢氧化钠后由循环泵回流至涡流雾化塔继续脱硫。
沉渣由泥砂泵打入污泥浓缩池,滤液回流沉淀池继续处理。
除尘器使用要点
袋式除尘器的运转可分为试运转与日常运转。
首先,进行试运转时,必须对系统的单一部件进行检查,然后作适应性运转,并要作部分性能试验。
在日常运转中,仍应进行必要的检查,特别是对袋式除尘器的性能的检查。
要注意主机设备负荷的变化会对除尘器性能产生的影响。
在机器开动之后,应密切注意袋式除尘器的工作状况,做好有关记录。
一试运转
在新的袋式除尘器试运行时,应特别注意检查下列各点:
１、风机的旋转方向、转速、轴承振动和温度。
２、处理风量和各测试点压力与温度是否与设计相符。
３、滤袋的安装情况,在使用后是否有掉袋、松口、磨损等情况发生,投运后可目测烟囱的排放情况来判断。
４、要注意袋室结露情况是否存在,排灰系统是否畅通。
防止堵塞和腐蚀发生,积灰严重时会影响主机的生产。
５、清灰周期及清灰时间的调整,这项工作是左右捕尘性能和运转状况的重要因素。
清灰时间过长,将使附着粉尘层被清落掉,成为滤袋泄漏和破损的原因。
如果清灰时间过短,滤袋上的粉尘尚未清落掉,就恢复过滤作业,将使阻力很快地恢复并逐渐增高起来,最终影响其使用效果。
两次清灰时间间隔称清灰周期,一般希望清灰周期尽可能的长一些,使除尘器能在经济的阻力条件下运转。
因此,必须对粉尘性质、含尘浓度等进行慎重地研究,并根据不同的清灰方法来决定清灰周期和时间,并在试运转中进行调整达到较佳的清灰参数。
在开始运转的时间,常常会出现一些事先预料不到情况,例如,出现异常的温度、压力、水分等将给新装置造成损害。
气体温度的急剧变化,会引起风机轴的变形,造成不平衡状态,运转就会发生振动。
一旦停止运转,温度急剧下降,再重新起动时就又会产生振动。
最好根据气体温度来选用不同类型的风机。
设备试运转的好坏,直接影响其是否能投入正常运行,如处理不当,袋式除尘器很可能会很快失去效用,因此,做好设备的试运转必须细心和慎重。
二日常运行
在袋式除尘器的日常运行中,由于运行条件会发生某些改变,或者出现某些故障,都将影响设备的正常运转状况和工作性能,要定期地进行检查和适当的调节,目的是延长滤袋的寿命,降低动力消耗及回收有用的物料。
应注意的问题有:
１、运行记录
每个通风除尘系统都要安装和备有必要的测试仪表,在日常运行中必须定期进行测定,并准确地记录下来,这就能够根据系统的压差,进、出口气体温度,主电机的电压、电流等的数值及变化来进行判断,并及时地排出故障,保证其正常运行。
经过记录发现的问题有:
清灰机构的工作情况,滤袋的工况（破损、糊袋、堵塞等问题）,以及系统风量的变化等。
２、流体阻力
Ｕ型压差计可用来判断运行情况:
如压差增高,意味着滤袋出现堵塞、滤袋上有水汽冷凝、清灰机构失效、灰斗积灰过多以致堵塞滤袋、气体流量增多等情况。
而压差降低则意味着出现了滤袋破损或松脱、进风侧管道堵塞或阀门关闭。
箱体或各分室之间有泄漏现象、风机转速减慢等情况。
３、安全
袋式除尘器要特别注意采取防止燃烧、爆炸和火灾事故的措施。
在处理燃烧气体或高温气体时,常常有未完全燃烧的粉尘、火星、有燃烧和爆炸性气体等进入系统之中,有些粉尘具有自燃着火的性质或带电性,同时,大多数滤料的材质又都是易燃烧、磨擦易产生积聚静电的,在这样的运转条件下,存在着发生燃烧、爆炸事故的危害,这类事故的后果往往是很严重的。
应很好地考虑采取防火、防爆措施,如:
⑴在除尘器的前面设燃烧室或火星捕集器,以便使未完全燃烧的粉尘与气体完全燃烧或把火星捕集下来。
⑵采取防止静电积聚的措施,各部分用导电材料接地,或在滤料制造时加入导电纤维。
⑶防止粉尘的堆积或积聚,以免粉尘的自燃和爆炸。
⑷人进入袋室或管道检查或检修前,务必通风换气,严防CO中毒。
４、停止作业注意事项
当袋式除尘器停止运行前,除必须彻底清灰外,还应注意下列问题:
⑴袋室内往往发生湿气凝结现象,这是含湿气体,特别是燃烧产生的气体冷却后引起的,因此,要在系统冷却之前,把含湿气体排出去,完全换上干燥的空气,也就是在工艺设备停止运转后,袋式除尘器的排风机应运行一段时间后,才停止运行。
⑵在长期停止运转期间,要充分注意风机的清扫、防锈等工作,防止灰尘和雨水进入轴承（注意电动机的防潮）。
在停止运转前,应把灰斗内的积灰排除干净。
清灰机构与驱动部分要充分注油。
⑶在袋式除尘器停止运转期间,定期的进行短时间的运行（空运转）是保证除尘系统正常运转最好的维护方法。
5维护
5.1要经常检查控制阀、脉冲阀以及定时器等的动作情况。
脉冲阀橡胶膜片的失灵是常见故障,它直接影响清灰效果。
该设备属于外滤式,袋内装骨架,要检查固定滤袋的零件是否松驰,滤袋的张力是否合适。
支撑框架是否光滑,以防止磨损滤袋。
清灰采用压缩空气。
因此要求除油雾及水滴,且油水分离器必须经常清洗,以防运动机构失灵及滤袋的堵塞。
5.2防止结露
使用中要防止气体在袋室内冷却到露点以下,特别是在负压下使用袋式除尘器更应注意。
由于其外壳常常会有空气漏入,使袋室气体温度低于露点,滤袋就会受潮,致使灰尘不是松散地,而是粘糊地附着在滤袋上,把织物孔眼堵死,造成清灰失效,使
除尘器压降过大,无法继续运行,有的产生糊袋无法除尘。
要防止结露,必须保持气体在除尘器及其系统内各处的温度均高于其露点２５～３５℃（如窑磨一体机的露点温度５８℃,运行温度应在９０℃以上）,以保证滤袋的良好使用效果。
其措施如下:
⑴增设原料堆棚。
在水泥生产中各种的原料、燃料及混合材含水量不等,若放在固定的堆棚内,防止雨淋则可大大降低物料的含水量,这是减少物料水份的有效措施。
在中国南方的水泥厂这种情况比较普通,但物料堆棚有的过小,有的则无,因此,给袋式除尘器的使用造成了一定的困难。
⑵减少漏风。
除尘器本体部分缝隙的漏风,袋式除尘器本体漏风应控制在3.5％以下。
在除尘器系统中工艺设备的漏风如球磨机的卸料口的密闭卸灰阀、除尘器下的密闭排灰阀的漏风、管道法兰连接处等,这些都往往被维护管理人员所忽视,因而,增加了不必要的漏风量,恶化了袋式除尘器的运行条件。
⑶含尘气体在除尘器内应均匀分布,防止在边角出现涡流使这里经过的气体量减少形成局部低温而产生结露问题。
⑷做好除尘器、管道等有关各处的保温与防雨。
实践证明良好的保温措施,可使袋式除尘器进、出口温度相差很小,这是防止结露的一项有效措施。
⑸采取适当的加温措施。
如在除尘器内设远红外电加热器、电热器,或者在袋室内增设暖气片,能够适当提高主机的烟气温度。
⑹加强除尘器和除尘系统的温度监测,以便掌握袋式除尘器的使用条件,防止结露产生。
5.3防止燃烧及爆炸
在水泥厂回转窑尾排出的废气,煤磨制备中排出的废气由于含有ＣＯ、煤尘等可燃物质,在其含量、含尘浓度及一定温度条件下则会产生燃烧爆炸事故,不但烧毁除尘设备,也影响了生产主机的正常运行,因此,必须采取必要的预防措施,主要有:
⑴要防止可燃物质及可燃气体（ＣＯ等）在袋式除尘器的管道、袋室内的积聚,对煤粉尘更应特别注意。
⑵加强对袋式除尘器入口温度的控制。
⑶袋式除尘器上装设防爆阀门,做到安全使用。
5.4防止除尘效率降低
⑴堵住漏风,特别要堵住除尘器排灰口的漏风。
因为在除尘器的灰斗中有大量缓慢下落的粉尘,逆流向上的漏风气流又造成下落粉尘的二次飞扬,多次循环,因而排灰口漏风可使除尘器内的含尘浓度成倍地高于进气的含尘浓度,这样就恶化了袋式除尘器的工作条件,影响了袋式除尘器的除尘效率。
⑵防止除尘器内部气流短路。
因为尘源气体含尘浓度高,（如２０克／米3）,即使只有１％短路逸出,也将超过排放标准。
含尘气体不经过滤袋直接从某些缝隙逸出,这种情况不允许发生,因此,在设计、安装、检修时都要注意。
声波清灰器在除尘设备中的应用转载
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