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1 概述
隨著環保要求的日益提高，火電廠煙氣污染物控制已得到各級部門的高度重視。為了滿足《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)和《煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014-2020年)》(發改能源[2014]2093號文)[2]要求的污染物排放要求，必須研究升級現在的污染物控制路線。
陜西華電楊凌一期2×350MW熱電工程采用脫硝SCR+有效除塵器+有效除塵脫硫塔的污染物控制路線，保證系統出口污染物排放標準達到NOx35mg/Nm3(標態，干基，6%氧)、SO235mg/Nm3(標態，干基，6%氧)、煙塵5mg/Nm3(標態，干基，6%氧)。尤其是有效除塵脫硫塔技術，作為污染物控制的*后一道防線，起到了關鍵作用。
2 有效除塵脫硫塔技術
2.1 反應原理
吸收塔的主要功能是利用pH為5.0到6.0的含碳酸鈣的漿液除去煙氣中的二氧化硫及煙塵。吸收塔漿液池的設計中保證有足夠的停留時間和充分的攪拌以保證*優化的石灰石利用率以及石膏的析晶。
當吸收液通過噴嘴霧化噴淋煙氣時，吸收液分散成細小的液滴并覆蓋吸收塔的整個斷面，在與煙氣逆流接觸時，煙氣中的SO2在吸收區被吸收，煙氣中的粉塵被吸收液捕捉后進入漿液。吸收劑的氧化和中和反應在吸收塔底部的漿池區完成，并*終形成石膏。
在吸收塔內發生的主要反應過程如下：
煙氣通過有效除塵脫硫塔后，煙塵和SO2達到國家要求的排放標準。
2.2主要實施方案
(1)設置吸收塔均流板煙氣進入噴淋區前對其整流保障煙氣的均勻性，提高傳質效率，其次在均流板上形成氣液兩相泡沫層，增大傳質面積同時對煙氣中的微細粉塵進行有效捕集。致力于多層均流板吸收塔研究，開發具有自主知識產權的均流板技術，六角形開孔均流板，同一開孔率條件下，孔距加大，結構穩定，有利于氣流的割裂，增加泡沫量，增大傳質面積，同時六角形更有利氣流湍動，在局部區域強化傳質混合，進一步提升傳質效率，提高除塵、脫硫效率，同一孔距條件下，六角形均布器開孔面積比圓孔大20-30%，可有效降低均流板壓降，節約電耗和運行成本。
(2)優化噴嘴布置為了進一步提升噴淋塔的除塵、脫硫效率，依據吸收塔流場特性，在不同區域不同噴淋層設置不同參數的噴嘴，在吸收塔中部應用霧化粒徑均勻度高的空心錐雙向噴嘴，增加噴淋覆蓋率，在*上層噴淋層設置單向噴嘴，減少煙氣攜帶漿液量；在靠近塔壁區域應用噴淋密度高的同向雙胞胎實心錐噴嘴，提高近塔壁區的噴淋密度，減少煙氣逃逸，通過不同噴嘴的優化組合進一步提升吸收塔除塵、脫硫效率，適應超低排放要求。
(3)設置導流環濕法脫硫噴淋空塔的特點是靠近吸收塔中心區域的液膜覆蓋率高，脫硫效率99.9%，靠近塔壁液膜覆蓋率較塔中心區低，該區域阻力低，煙氣流向阻力相對較低的區域，造成煙氣逃逸，除塵、脫硫效率降低。根據吸收塔的特點開發塔內導流環有效減少了煙氣逃逸，提升脫硫效率，近塔壁區域無逃逸現象。導流環由兩片封板組成封閉結構，主要作用將煙氣導流至塔中部，掃過噴淋密集區，減少煙氣逃逸，提高脫硫效率。此外還可將沿塔壁流淌的漿液重新瀝淋到吸收區，充分利用了吸收漿液。該裝置有效提高了漿液利用率，減少了煙氣逃逸，增強了傳質效果，提高了脫硫效率。
(4)液滴凝并在一級除霧器和二級除霧器之間增加翅片管式冷凝器，管式冷凝器表面結露形成水膜，同時飽和煙氣第一次冷凝，煙氣中的水蒸氣以粉塵為凝結核冷凝，粉塵表面結露后其表面浸潤性大幅增加，而粉塵表面的浸潤性是決定慣性碰撞去除粉塵效率的重要因素，當部分結露粉塵與冷凝管壁水膜碰撞時被除去，部分結露粉塵與霧滴凝并而粒徑增大，此外部分石膏霧滴也被去除。在二級除霧器和三級除霧器間增加霧化系統，工藝水由壓縮空氣經雙流體噴射形成致密的霧化噴淋區，霧化粒徑40微米左右，對飽和煙氣進行二次冷凝，煙氣中的水蒸氣以粉塵為凝結核二次冷凝，表面結露粉塵與冷水霧滴凝并成大顆粒，而殘留石膏霧滴絕大部分與冷水霧滴凝并。
(5)有效除霧器技術一級屋脊式除霧器，去除40-500微米石膏霧滴，二級屋脊除霧器，去除22-40微米石膏霧滴，三級超細屋脊除霧器，該除霧器葉片為三彎三鉤設計，免沖洗，煙氣流經時在葉片下部形成持液層，有效洗滌煙氣內的粉塵顆粒和石膏霧滴，水霧滴、已凝聚變大的粉塵、已凝聚的石膏霧滴被有效去除。
3 運行后的效果
兩臺機組分別于2015年10月、2015年11月投產，投產后污染物排放見下表
由此可見，各項污染物排放指標均達到或低于設計水平，達到了超低排放的要求。
4 結論
利用有效除塵脫硫塔技術可以實現火電廠除塵、脫硫的一體化控制，各項大氣污染物排放指標均能滿足超低排放的要求。為火電廠超低排放開辟了一條新的技術路線，提供了更多的選擇。
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本文發表于《廣東化工》2018年 第18期
作者簡介：吳沖，男，河北河間人，碩士研究生，主要研究方向大氣污染治理。
河北威美環保設備科技有限公司
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