燃煤电厂湿法脱硫系统辅助除尘效率的数学模型.pdf

科技导报2 0 0 7年第2 5卷第1 9期 总第2 4 1期 燃煤电厂湿法脱硫系统辅助除尘效率的 数学模型 原永涛 齐立强 岳焕玲 华北电力大学环境污染测控技术研究所 河北保定0 7 1 0 0 3 摘要 针对石灰石 石膏湿法烟气脱硫装置的工艺特点 结构参数及喷淋塔内气液流动状况 分析了脱硫喷淋塔内颗粒惯性碰撞 截 留和布朗扩散等捕集机理和影响因素 在此基础上建立了喷淋塔的辅助除尘效率模型 并介绍了该数学模型在内蒙某燃用准格尔煤电 厂烟尘达标排放技术方案论证项目中的应用情况 关键词 烟气脱硫装置 除尘效率 数学模型 中图分类号 X 7 0 1 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 0 7 8 5 7 2 0 0 7 1 9 0 0 1 7 0 6 Ma t h e ma t i c a l Mo d e l f o r S t u d y i n gD u s t r e mo v a l E f f i c i e n c yi nS p r a y e r o f L i me s t o n e G y p s u mWe t F l u e G a s D e s u l f u r i z a t i o nS y s t e mi nP o w e r P l a n t s Y U A NY o n g t a o Q I L i q i a n g Y U EH u a n l i n g E n v i r o n m e n t a l P o l l u t a n t s T e s t a n dC o n t r o l R e s e a r c hI n s t i t u t e N o r t hC h i n aE l e c t r i cP o w e r U n i v e r s i t y B a o d i n g0 7 1 0 0 3 H e b e i P r o v i n c e C h i n a A b s t r a c t A c c o r d i n gt ot h et y p i c a l p r o c e s s a n dt h ed e s i g np a r a m e t e r s o f al i m e s t o n e g y p s u mw e t f l u eg a s d e s u l f u r i z a t i o ns y s t e m a n dt h eg a sf l o wc o n d i t i o ni ns p r a y e r t h ed u s t r e m o v a l m e c h a n i s ma n dt h em a i ni n f l u e n c i n gf a c t o r s i n c l u d i n gi n e r t i a l i m p a c t t r a p p i n g a n dB r o w n i a nd i f f u s i o ni nt h e s p r a y e r a r e a n a l y z e d Am a t h e m a t i c a l d u s t r e m o v i n g m o d e l f o r c o u n t e r c u r r e n t s p r a y t o w e r i s e s t a b l i s h e d a n di t i s a p p l i e di nt h ep r o j e c t t ov e r i f y t h e t e c h n o l o g i e s a g a i n s t t h e e m i s s i o ns t a n d a r di np o w e r p l a n t s b u r n e dw i t h Z h u n g e e r c o a l K e yWo r d s F G D d u s t r e m o v i n g e f f i c i e n c y m a t he m a t i c a l m o d e l C L CN u mb e r X 7 0 1 3D o c u me n t C o d e AA r t i c l eI D 1 0 0 0 7 8 5 7 2 0 0 7 1 9 0 0 1 7 0 6 0引言 煤燃烧过程中产生大量的固态颗粒物 当前我国 3 4以上的燃煤电厂通过电除尘装置去除这些颗粒物 可以说 电除尘器是支撑我国当前乃至今后较长时期 内烟尘治理大局的主要手段 2 0 0 4年1月1日正式实 施的 火电厂大气污染物排放标准 G B1 3 2 2 3 2 0 0 3 对火电机组粉尘排放浓度提出了更高要求 通常 电除 尘器可以将烟气中约9 9 5 左右的颗粒收集下来 剩下 约0 5 的超微细颗粒从电除尘器出口逸出 正是这部 分微量粉尘成为许多电厂不能达到排放标准的原因 湿式石灰石 石膏法烟气脱硫 F G D 是当前大型燃 煤电厂所采用的主流脱硫工艺 这种湿法脱硫装置以 石灰石浆液为吸收剂 在吸收容器内 浆液通过喷淋装 置与烟气密切接触以完成对S O 2的脱除 湿法脱硫由于 采用浆液洗涤的气液接触方式 因此 不但具有良好而 稳定的脱硫效果 而且具有一定的除尘效果 可以将从 电除尘器逸出的超微细颗粒二次捕集 从而提高烟尘 达标排放的可能性 收稿日期 2 0 0 7 0 8 1 6 作者简介 原永涛 河北省保定市华北电力大学环境污染测控技术研究所 教授 研究方向为大气污染控制及粉体输送 E m a i l y u a n y o n g t a o 2 6 3 n e t 研究论文 A r t i c l e s 1 7 S c i e n c e 作为吸收容器 所有的吸收反应均在吸收塔内 完成 吸收塔自下而上大体可分为3个区 吸收塔浆液 池 洗涤区和气体区 见图1 洗涤区 气液混合区 为吸收塔浆液池液面以上到 浆液喷淋层区域 布置有多层吸收剂浆液喷嘴 吸收剂 浆液自喷嘴喷出 与烟气接触 发生物化反应 吸收 S O2 S O3等 在吸收器内喷淋层上部至吸收塔出口是气体区 在此区间 装有除雾器 烟气通过除雾器 减少烟气中 携带的水分 粉尘的洗涤作用主要发生在洗涤区和气体区 2 洗 涤区 喷淋层 的吸收剂浆液自喷嘴喷出后与烟气接触 在吸收S O 2的同时 对粉尘也有很强的洗涤作用 气体 区安装有多级除雾器 以去除通过喷淋层后的烟气中 的水分 在除雾器的拦截作用下 水分中的循环浆液固 体物质和粉尘返回浆液池 1 2喷淋塔除尘机理分析 喷淋塔是塔器中出现最早的气液传质设备之一 在逆流喷淋塔中 烟气从喷淋区下部进入吸收塔 并向 上运动 石灰石浆液通过循环泵送至塔中不同高度布 置的喷淋层的喷嘴 从喷嘴喷出的浆液形成分散的小 液滴向下运行 与烟气逆流接触 气流充分接触并对烟 气中的S O 2进行洗涤 同时气流中的部分粉尘颗粒与液 滴接触而被捕集 从喷淋塔的结构来看 其除尘机理与湿法除尘设备 中重力喷雾洗涤器相似 水与含尘气流的接触大致有 水滴 水膜和气泡3种方式 在喷淋塔内 气流中的粉 尘主要靠液滴来捕集 捕集机理主要有惯性碰撞 截 留 布朗扩散 静电沉降 凝聚和重力沉降等 烟气中尘 粒细微而又无外界电场的作用 故可忽略凝聚 重力和 静电沉降 仅分析惯性碰撞 截留和布朗扩散3种机理 的作用 3 如图2所示 1 2 1惯性碰撞 当含有较大尘粒的气流在运动的过程中遇到液滴 时 其自身的惯性作用使得它们不能沿流线绕过液滴 仍保持其原来的方向运行而碰撞到液滴 从而被液滴捕 集 如图2所示尘粒1 对惯性捕集起决定作用的是尘 粒的质量 因而在分析中假定尘粒只有质量而无大小 惯性碰撞效应是各种捕集机理中最普遍和最重要 的 特别是对于d p 1 m的粉尘 Wo n g和J o h n s t o n e 4 提 出的孤立液滴惯性碰撞效率公式与实验结果吻合较 好 即 E I S t S t 0 7 2 1 式中 S t为斯托克斯数 S t C d p 2 pu 9 gDc C为肯宁汉修正系 数 d p为尘粒直径 p为尘粒密度 u为运动过程中气液 相对速度 g为气体黏性系数 D c为液滴直径 1 2 2截留 当尘粒沿气体流线随着气流直接向液滴运动时 由于气流流线离液滴表面的距离在尘粒半径范围以 内 则该尘粒与液滴接触并被捕集 对截留捕尘起作用 的是尘粒大小 而不是尘粒的惯性 并且与气流速度无 关 5 截留效应一般用截留参数K R dp Dc表示 可见 截 留作用主要取决于液滴粒径的大小 粒径越小截留作 用越强 图1吸收塔内部结构简图 F i g 1 S t r u c t u r eo f w e t F G Ds p r a yt o w e r 1 惯性碰撞 2 截留 3 布朗扩散 4 重力 图2典型的除尘机理 F i g 2 T y p i c a l d u s t r e mo v a l me c h a n i s m 研究论文 A r t i c l e s 1 8 科技导报2 0 0 7年第2 5卷第1 9期 总第2 4 1期 图3微元体积内的气液相对运动 F i g 3 A i r l i q u i dr e l a t i v emo t i o ni nmi c r oc e l l 对于围绕球体的势流的截留效率可按如下公式推 算 E R 1 kR 2 1 1 k R 2 当k R 0 1时 可简化为E R 3 kR 对于围绕球体的黏性流的截流效率 可按如下公 式推算 E R 1 kR 2 3 2 1 k R 1 2 1 k R 3 当k R 0 1时 可简化为ER 3 2k R 2 1 2 3布朗扩散 当微细尘粒气流的夹带作用围绕液滴运动时 由 于布朗扩散作用 尘粒的运动轨迹与气流流线不一致 而沉积在液滴上 尘粒越小 布朗扩散越强烈 在分析 d 2 m的尘粒沉积时 通常要考虑这种机理 J o h n s t o n e 和R o b e r t s导出的单一圆球体由于扩散效应引起的除 尘效率模型 6 为 E D 4 P e 2 0 5 5 7 R e D 1 2 S c 3 8 4 式 中 P e D cu D D k T C 3 gd p S c P e R e D g gD R e D gDcu g D为由于布朗运动而产生的扩散系数 k为玻尔 兹曼常数 T为气体绝对温度 R e D为液滴雷诺数 2喷淋塔除尘效率的数学模型 依靠液滴来捕集气流中的粉尘 实际上是依靠无 数个液滴构成的液滴群来捕集 由于邻近液滴以及尘 粒在表面的沉积 反弹 返流等因素的影响 所以实际 捕集过程非常复杂 捕集效率的计算更复杂 从理论上 计算喷淋塔的总除尘效率 可归纳为以下步骤 1 计算单个液滴的捕集效率 2 由单个液滴的捕集效率计算液滴群分级除尘效 率 3 由液滴群的分级除尘效率计算喷淋塔的分级除 尘效率 4 计算整个脱硫塔的总除尘效率 2 1单个液滴的捕集效率 在实际的除尘过程中 经常是碰撞 截留和扩散几 种机理的联合作用 然而 总的捕集效率并不是简单的 各种机理捕集效率的叠加 因为一种粒径的尘粒可以 因为不同的机理而被捕集 但只能计算一次 假如前面 所述的各种机理是相互独立的 则各种机理的总捕集 效率可以用下式表示 7 E 1 1 E I 1 ER 1 ED 5 2 2液滴群的除尘效率 如图3所示 首先在d z高度的微元体积内分析液 滴群的分级除尘效率 在d z高度的塔体内液滴以一定的速度下降 经过 d z的距离 而粉尘颗粒以一定速度向上运动也经过d z 的距离 两者相遇时间t d z u 令N p为在喷淋塔内每秒 形成的液滴个数 则 Np Q1 4 3 Dc 2 3 1 3 6 0 0 6 其中 Q 1为浆液流量 因此 与粉尘颗粒相遇的液滴数 目为 n Npt Dc 2 2 A Q1d z 2 4 0 0 DcA u 7 假设 E为单个液滴的捕集效率 则在喷淋塔d z高 度内被n个液滴捕集的尘粒质量为 En c A d z c为粉尘 浓度 由尘粒的质量平衡方程整理得 d c c En E Q1d z 2 4 0 0 DcA u 8 则有 c 2 c 1 e x p EQ1H 2 4 0 0 DcA u 9 式中 c 1为喷淋塔入口粉尘浓度 c2为喷淋塔出口粉尘 浓度 H为喷淋塔高度 液滴群的分级除尘效率为 m 1 c 2 c 1 1 e x p EQ1H 2 4 0 0 DcA u 1 e x p 0 0 0 1 5 EH u gL Dcu 1 0 式中 u g为气体流速 m s L为液气比 L m 3 2 3喷淋塔的分级除尘效率 假设喷淋塔内部有n层喷嘴 从下向上依次为1 层 2层 n层所对应的浆液质量流量 分别为 Q 1 Q2 Qn 由于假设每层喷出的液滴只在该层内捕集 尘粒 则由液滴群的分级除尘效率公式可计算出每层 浆液对某一直径为i的尘粒的分级除尘效率 i 1 i 2 研究论文 A r t i c l e s 1 9 S c i e n c e R i为粉 尘粒子的m个粒径间隔中 第i个粒径间隔的相对频 数 3喷淋塔除尘效率的计算与分析 为了验证上述所推导模型的可靠性 收集有关参数 的典型取值或取值范围 对模型进行计算与分析如下 3 1计算 应用上述所推导模型计算火电厂安装石灰石 石 膏湿法烟气脱硫装置后电除尘器出口烟尘的二次除尘 效率 参数取值如下 烟气密度 g 1 3 0k g m 3 尘粒密度 p 21 0 0k g m 3 5 5 时烟气动力黏度 g 2 2 5 4 1 0 5 P a s 浆 液 密 度 l 11 0 0k g m 3 液 气 比L取1 5 2 5 L m 3 烟气流速u g 3m s 液滴直径D c取13 2 0 29 5 0 m 计算时取平均值21 0 0 m 喷层间距1 8m 喷嘴 层数3层 脱硫塔高度7 1 5m 分别计算0 1 m间隔内粒径相对频数为1 0 0 和 1 0 m的粒径相对频数为1 0 0 时的石灰石 石膏湿法 烟气脱硫喷淋塔对电除尘器出口烟尘的二次除尘效 率 计算结果表明 湿法烟气脱硫喷淋塔对电除尘器 出口烟尘的二次除尘效率为6 2 2 8 3 1 此时 若要 求脱硫塔出口粉尘浓度小于1 0 0m g m 3 则脱硫塔入口 粉尘浓度应小于2 6 4 5 5m g m 3 若要求脱硫塔出口粉尘 浓度小于5 0m g m 3 则脱硫塔入口粉尘浓度应小于 1 3 2 2 8m g m 3 3 2分级除尘效率主要影响因素分析 根据前面的计算 可以得出石灰石 石膏湿法烟气 脱硫工艺的辅助除尘效率主要与粉尘粒径 烟气流速 脱硫塔高度 液气比和浆液直径有关 3 2 1液气比 气体流速在2 5m s之间变动时 不同直径的尘粒 的分级除尘效率均随液气比的增加而增加 其中对于 直径小于5 m的粉尘影响较大 对大于5 m的粉尘 影响较小 在脱硫塔条件允许的前提下 适当增加液气 比可使脱硫塔除尘效率增加 3 2 2气体流速的影响 在液气比不变的条件下 对于小于5 m的粉尘 气体流速越大分级效率越高 当粉尘直径大于5 m 时 分级效率趋于平稳 此时改变气体流速 分级效率 变化不大 3 2 3液滴直径 液滴直径在1 3 2 2 9 5m m之间时 分级除尘效率 随着液滴直径的增加而有不同程度的降低 其中液滴 直径的变化对小于5 m的粉尘的分级效率影响较大 对大于5 m的粉尘的分级效率影响较小 3 2 4粉尘直径 在脱硫塔运行的气体流速和液气比范围之内 粉 尘直径越大 分级效率越高 对于直径小于0 5 m的 尘粒 其分级效率都比较低 不管选择什么样的气体流 速和液气比都难以捕集 当粉尘直径从0 5 m增加到 5 m时 分级效率快速上升 在此范围内 增加粉尘直 径 每个液滴捕集尘粒的效率都增加 当粉尘直径变为 大于5 m时 分级效率趋于平稳 再增加粉尘直径 分 级效率变化不大 3 2 5脱硫塔高度 在其他条件一定时 脱硫塔越高 气液接触时间越 长 除尘效率越高 在脱硫塔运行范围之内 对小于一定值 本文中称 为临界值 的粉尘的分级效率受气体流速 液气比 液 滴直径的影响较大 此时变化各参数 分级效率改变很 快 但是 直径大于临界值的粉尘的分级效率基本不受 气体流速 液气比 液滴直径的影响 在实际运行过程 中 气体流速一般为3m s 因此主要考虑液气比 液滴 直径 粉尘直径和脱硫塔高度对除尘效率的影响即 可 4工程应用 以燃用准格尔煤的内蒙古国华某电厂3 3 0M W机 组为工程实例 应用上述数学模型预测安装湿式石灰 石 石膏法烟气脱硫装置后的辅助除尘效率 有关烟气参数的取值如下 烟气量Q y 0 9 9 37 1 0 6 m 3 h 烟 气 密 度 y 1 3 0k g m 3 飞 灰 真 密 度 p 21 0 0 k g m 3 烟 气 动 力 黏 度 2 2 5 4 1 0 5P a s 喷 淋 高 度 h 9m 塔体直径d t 1 2m 塔体横截面积at 1 1 3 0 4m 2 液滴直径D c 0 0 0 21 4m 单个液滴密度 12 5 0k g m 3 浆液质量流量mp 20 0 0k g s 烟气流速V y 2 4 4m s 液 滴与烟气的相对速度V 7 8 2m s 经计算得到如表1所示的相关湿法脱硫系统辅助 除尘效率 根据本数学模型 在必要的初始条件下 石灰石 石膏湿法脱硫装置的辅助除尘效率可以达到7 0 根 据这一计算结果 并结合该电厂机组相关设计参数 得 出以下结论 1 按照电除尘器设计除尘效率 E 9 9 6 和入口 烟尘浓度C 4 3g N m 3 设计煤种 计算 安装脱硫装置 研究论文 A r t i c l e s 2 0 科技导报2 0 0 7年第2 5卷第1 9期 总第2 4 1期 表1内蒙古某电厂湿法脱硫系统辅助分级除尘效率预测 T a b l e1 F o r e c a s t o f g r a d en u mb e r e f f i c i e n c yo f w e t F G Ds y s t e mi nap o w e r p l a n t 粒组 m 组中径 m 粉尘重量 百分率 d y 2 m 2 y 3 dp d y 2 dp y 3 m y 3与 2 比较 g 1 Z 8 0 0 2 5 0 7 5 1 5 3 0 5 0 7 0 9 0 1 2 8 8 1 5 1 2 1 0 3 5 0 0 6 25 1 0 1 2 0 5 6 25 1 0 1 2 2 2 5 1 0 1 2 9 1 0 1 2 2 5 1 0 1 2 4 9 1 0 1 2 8 1 1 0 1 2 0 0 0 12 8 0 0 1 15 3 0 0 4 61 3 0 1 8 45 0 5 1 25 1 0 0 45 1 6 6 05 0 0 0 18 5 0 0 1 19 7 0 0 3 29 9 0 0 7 12 0 0 1 0 57 0 1 2 51 0 1 3 53 4 1 1 0 6 2 5 9 9 1 0 5 7 1 3 5 1 0 5 1 5 3 9 1 0 4 2 2 8 7 1 0 4 2 7 1 2 1 0 4 2 9 4 0 1 0 4 y 3 2 0 0 0 02 3 4 0 0 5 58 7 1 1 4 4 8 7 1 5 1 1 8 7 2 0 7 0 0 1 24 2 9 1 4 4 5 4 2 1 9 8 9 9 5 9 9 9 6 6 9 9 9 9 5 9 9 9 9 6 7 5 7 1 后的总除尘效率将达到 Z 9 9 8 8 出口烟尘排放浓度 C 5 1 6m g N m 3 2 按照电除尘器设计除尘效率 E 9 9 6 和入口 烟尘浓度C 5 3 9 6g N m 3 校核煤种 计算 规划安装 脱硫装置后的出口烟尘排放浓度C 6 4 7 5m g N m 3 为稳妥起见 将湿法脱硫装置7 0 的辅助除尘效 率计算值分别调低至6 0 和5 0 相应的烟尘排放浓 度如表2所示 如果按照电除尘器保证除尘效率 E 9 9 6 5 计算 计算出的排放浓度将如表3所示 根据表2计算结果 安装湿法脱硫装置后 当电除 尘器达到设计效率时 除了一种情况外 排放浓度均能 够满足1 0 0m g N m 3 的标准 根据表3计算结果 当电除尘器达到保证效率时 即使湿法脱硫装置的辅助除尘效率仅有5 0 排放浓 度仍能够满足1 0 0m g N m 3 的标准 表2 表3还显示 即使在入口浓度C 4 3g N m 3 脱硫装置的辅助除尘效率 E 7 0 的最有利条件下 要 满足5 0m g N m 3 的排放标准仍是困难的 5结论 通过分析喷淋塔的除尘机理 建立了石灰石 石膏 湿法逆流喷淋塔的除尘效率模型 并针对某电厂运行 参数计算了火电厂安装湿式石灰石 石膏法脱硫装置 后 对前置电除尘器出口烟气的二次除尘效率为6 2 2 8 3 1 当脱硫塔除尘效率在6 2 2 8 3 1 之间时 若 要求脱硫塔出口粉尘浓度小于1 0 0m g m 3 则脱硫塔入 口粉尘浓度应小于2 6 4 5 5m g m 3 若要求脱硫塔出口粉 尘浓度小于5 0m g m 3 则脱硫塔入口粉尘浓度应小于 1 3 2 2 8m g m 3 在脱硫塔运行范围参数范围之内 对于 直径小于5 m的粉尘 影响其分级除尘效率的主要因 素为 脱硫塔高度 液气比 液滴直径和烟气流速 对于 直径大于5 m的粉尘 在脱硫塔运行的参数范围内 可以全部被捕集 参考文献 R e f e r e n c e s 1 刘 利 程养学 喻文熙 等 火电厂烟气脱硫工艺概述及脱硫 国产化 J 能源环境保护 2 0 0 6 2 0 4 1 5 L I UL i C H E N GY a n g x u e Y UWw e n x i e t a l A ni n t r o d u c 脱硫装置 除尘效率 S 总除尘 效率 Z 排放浓度 m g N 1 m 3 入口浓度C 4 3 g N m 3 入口浓度C 5 3 9 6g N m 3 7 0 6 0 5 0 0 9 9 8 8 9 9 8 4 9 9 8 9 9 6 5 1 6 6 8 8 0 8 6 0 1 7 2 0 6 4 7 5 8 6 3 4 1 0 7 9 2 1 5 8 表2内蒙古某电厂湿法脱硫系统辅助除尘效率预测 T a b l e2 F o r e c a s t o f d u s t r e mo v a l e f f i c i e n c yo f w e t F G Ds y s t e mi nap o w e r p l a n t 注 设计除尘效率 E 9 9 6 S 0 表示未安装脱硫装置 E S P入口 烟尘浓度C 5 3 9 6g N m 3 脱硫装置 除尘效率 S 总除尘 效率 Z 排放浓度 m g N 1 m 3 入口浓度C 4 3 g N m 3 入口浓度C 5 3 9 6g N m 3 7 0 6 0 5 0 0 9 9 8 9 5 9 9 8 6 0 9 9 8 2 5 9 9 6 5 4 5 1 5 6 0 2 7 5 2 5 1 5 0 5 5 6 6 6 7 5 5 4 9 4 4 3 1 8 8 9 表3内蒙古某电厂湿法脱硫系统辅助除尘效率预测 T a b l e3 F o r e c a s t o f d u s t r e mo v a l e f f i c i e n c yo f w e t F G Ds y s t e mi nap o w e r p l a n t 注 保证除尘效率 E 9 9 6 5 S 0 表示未安装脱硫装置 E S P入口 烟尘浓度C 5 3 9 6g N m 3 研究论文 A r t i c l e s 表 内蒙古某电厂湿法脱硫系统辅助分级除尘效率预测 0 s to f g r a d en u mb e r e f f i c i e n c yo f w e t F G Ds y s t e mi nap o w e r p l a n t 后的总除尘效率将达到 766 338 出口烟尘排放浓度 6m g N m 3 2 按照电除尘器设计除尘效率 E 9 9 6 和入口 烟尘浓度C 5 3 9 6g N m 3 校核煤种 计算 规划安装 脱硫装置后的出口烟尘排放浓度C 6 4 7 5m g N m 3 为稳妥起见 将湿法脱硫装置7 0 的辅助除尘效 率计算值分别调低至6 0 和5 0 相应的烟尘排放浓 度如表2所示 如果按照电除尘器保证除尘效率 E 9 9 6 5 计算 计算出的排放浓度将如表3所示 根据表2计算结果 安装湿法脱硫装置后 当电除 尘器达到设计效率时 除了一种情况外 排放浓度均能 够满足1 0 0m g N m 3 的标准 根据表3计算结果 当电除尘器达到保证效率时 即使湿法脱硫装置的辅助除尘效率仅有5 0 排放浓 度仍能够满足1 0 0m g N m 3 的标准 表2 表3还显示 即使在入口浓度C 4 3g N m 3 脱硫装置的辅助除尘效率 E 7 0 的最有利条件下 要 满足5 0m g N m 3 的排放标准仍是困难的 5结论 通过分析喷淋塔的除尘机理 建立了石灰石 石膏 湿法逆流喷淋塔的除尘效率模型 并针对某电厂运行 参数计算了火电厂安装湿式石灰石 石膏法脱硫装置 后 对前置电除尘器出口烟气的二次除尘效率为6 2 2 8 3 1 当脱硫塔除尘效率在6 2 2 8 3 1 之间时 若 要求脱硫塔出口粉尘浓度小于1 0 0m g m 3 则脱硫塔入 口粉尘浓度应小于2 6 4 5 5m g m 3 若要求脱硫塔出口粉 尘浓度小于5 0m g m 3 则脱硫塔入口粉尘浓度应小于 1 3 2 2 8m g m 3 在脱硫塔运行范围参数范围之内 对于 直径小于5 m的粉尘 影响其分级除尘效率的主要因 素为 脱硫塔高度 液气比 液滴直径和烟气流速 对于 直径大于5 m的粉尘 在脱硫塔运行的参数范围内 可以全部被捕集 参考文献 R e f e r e n c e s 1 刘 利 程养学 喻文熙 等 火电厂烟气脱硫工艺概述及脱硫 国产化 J 能源环境保护 2 0 0 6 2 0 4 1 5 L I UL i C H E N GY a n g x u e Y UWw e n x i e t a l A ni n t r o d u c 表2内蒙古某电厂湿法脱硫系统辅助除尘效率预测 T a b l e2 F o r e c a s t o f d u s t r e mo v a l e f f i c i e n c yo f w e t F G Ds y s t e mi nap o w e r p l a n t 后的总除尘效率将达到 766 338 出口烟尘排放浓度 6m g N m 3 2 按照电除尘器设计除尘效率 E 9 9 6 和入口 烟尘浓度C 5 3 9 6g N m 3 校核煤种 计算 规划安装 脱硫装置后的出口烟尘排放浓度C 6 4 7 5m g N m 3 为稳妥起见 将湿法脱硫装置7 0 的辅助除尘效 率计算值分别调低至6 0 和5 0 相应的烟尘排放浓 度如表2所示 如果按照电除尘器保证除尘效率 E 9 9 6 5 计算 计算出的排放浓度将如表3所示 根据表2计算结果 安装湿法脱硫装置后 当电除 尘器达到设计效率时 除了一种情况外 排放浓度均能 够满足1 0 0m g N m 3 的标准 根据表3计算结果 当电除尘器达到保证效率时 即使湿法脱硫装置的辅助除尘效率仅有5 0 排放浓 度仍能够满足1 0 0m g N m 3 的标准 表2 表3还显示 即使在入口浓度C 4 3g N m 3 脱硫装置的辅助除尘效率 E 7 0 的最有利条件下 要 满足5 0m g N m 3 的排放标准仍是困难的 5结论 通过分析喷淋塔的除尘机理 建立了石灰石 石膏 湿法逆流喷淋塔的除尘效率模型 并针对某电厂运行 参数计算了火电厂安装湿式石灰石 石膏法脱硫装置 后 对前置电除尘器出口烟气的二次除尘效率为6 2 2 8 3 1 当脱硫塔除尘效率在6 2 2 8 3 1 之间时 若 要求脱硫塔出口粉尘浓度小于1 0 0m g m 3 则脱硫塔入 口粉尘浓度应小于2 6 4 5 5m g m 3 若要求脱硫塔出口粉 尘浓度小于5 0m g m 3 则脱硫塔入口粉尘浓度应小于 1 3 2 2 8m g m 3 在脱硫塔运行范围参数范围之内 对于 直径小于5 m的粉尘 影响其分级除尘效率的主要因 素为 脱硫塔高度 液气比 液滴直径和烟气流速 对于 直径大于5 m的粉尘 在脱硫塔运行的参数范围内 可以全部被捕集 参考文献 R e f e r e n c e s 1 刘 利 程养学 喻文熙 等 火电厂烟气脱硫工艺概述及脱硫 国产化 J 能源环境保护 2 0 0 6 2 0 4 1 5 L I UL i C H E N GY a n g x u e Y UWw e n x i e t a l A ni n t r o d u c 表3内蒙古某电厂湿法脱硫系统辅助除尘效率预测 T a b l e3 F o r e c a s t o f d u s t r e mo v a l e f f i c i e n c yo f w e t F G Ds y s t e mi nap o w e r p l a n t 2 1 S c i e n c e T e c h n o l o g yR e v i e w2 0 0 7V o l 2 5N o 1 9 S u mN o 2 4 1 t i o no f f l u eg a sd e s u l f u r i z a t i o nt e c h n o l o g yo f c o a l f i r e d p o w e r p l a n t sa n di t sd o me s t i c i z a t i o n J E n e r g yE n v i r o n me n t a l P r o t e c t i o n 2 0 0 6 2 0 4 1 5 2 郝 强 陈 健 石灰石 石膏湿法烟气脱硫装置的除尘性能 J 电力环境保护 2 0 0 5 2 1 2 3 3 3 4 H A OQ i a n g C H E NJ i a n T h e f a c t o r s a f f e c t i n gd u s t r e mo v i n g c h a r a c t e r i s t i c si nl i me s t o n e g y p s u m w e t F G Ds y s t e m J E l e c t r i cP o w e r E n v i r o n me n t a l P r o t e c t i o n 2 0 0 5 2 1 2 3 3 3 4 3 刘社育 蒋仲安 金龙哲 湿式除尘器除尘机理的理论分析 J 中国矿业大学学报 1 9 9 8 2 7 1 4 9 5 2 L I U S h e y u J I A N G Z h o n g a n J I N L o n g z h e T h e o r e t i c a l a n a l y s i so f d e d u s t me c h a n i s mo f w e t s c r u b b e r s J J o u r n a l o f C h i n aU n i v e r s i t yo f Mi n i n g T e c h n o l o g y 1 9 9 8 2 7 1 4 9 5 2 4 原永涛 王方群 齐立强 等 化学添加剂对 粉煤灰 脱硫石 膏 胶结材抗压强度的影响 J 科技导报 2 0 0 7 2 5 1 8 4 7 5 1 Y U A N Y o n g t a o WA N G F a n g q u n Q IL i q i a n g e ta l E f f e c t so f c h e mi c a l a d d i t i v e so nc o mp r e s s i v es t r e n g t ho f f l ya s h d e s u l p h o g y p s u m J S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y R e v i e w 2 0 0 7 2 5 1 7 4 7 5 1 5 马广大 除尘器性能计算 M 北京 中国环境科学出版社 1 9 9 0 1 5 8 MAG u a n g d a P e r f o r ma n c ec o mp u t a t i o no f s c r u b b e r s M B e i j i n g C h i n aE n v