《安全环境-环保技术》之水膜旋紊脱硫除尘技术

1、水膜旋紊脱硫除尘技术 水膜旋紊除尘新技术 对已配有麻石水膜的锅炉，在保留原水膜的基础上，只在主塔内部进行改造，即原水膜外型结构不变，就连作业场地的平面布局也基本维持现状，不存在另行占地问题。 在主塔内增设了旋流器，紊流器，挡水器以及喷雾设施。其中旋流器、紊流器、喷雾设施，材质均为316不锈钢，以下以北京邮电大学工程为例，介绍本工艺设备的运行参数及运行效果。 1 工艺流程 锅炉，首先经原文丘里管，在管内和雾化状的液混合并接触，中的SO2被初步吸收，烟尘被浸湿，并相互碰撞形成颗粒状，随液流流向主塔下部，和雾状液由切向进入主塔下部，并沿着塔壁旋转向上，烟气中的尘粒在离心力作用下甩向塔壁，随液流沿塔壁

2、流向主塔下部，并同时发生脱硫反应，烟气中的SO2，烟尘得到初步净化。初步净化后的烟气上升到由旋流器构成的旋流层，烟气被二次净化。二次净化后的烟气继续上升到由紊流器构成的紊流层，烟气被再次净化。经多次净化后的烟气，经主塔上部的挡水器，副塔及外置脱水器脱水后，由引风机经烟囱达标排放。脱硫除尘后的（PH 56），由主塔下部排水口排出，与锅炉冲渣水一起依次排入沉渣池，清水池（即PH调节池），清水池的水用脱硫液调至PH 89，循环使用不外排，沉渣池中的渣，外运制砖，整个工艺过程不产生二次污染。 本工艺设有脱硫剂乳化液制备系统。北京邮电大学烟气脱硫剂为轻烧氧化镁，采用锅炉冲渣水配制氧化镁乳化液，这是以废治

3、废措施，节约水资源。也可以采用生化外排为脱硫液，这也是以废治废措施，不仅节约水资源而且节省脱硫剂费用，北京燕京碑酒股份有限就是如此，不仅脱硫除尘效率高，而且运行费用非常低。 本系统安装了SLEP2000工程在线监测仪，主要监测项目有：SO2，烟尘，烟气量，烟气温度，烟气流速及氧气含量等参数。 为了防止系统堵塞，挡水器及外置脱水器均设有反冲洗装置。 本工艺操作简单，通过液气比、脱硫剂量等关键参数的控制，可以有效地控制外排烟气中SO2, 烟尘的排放浓度。对于含硫量低于0.5%的燃煤，脱硫剂氧化镁的加入量为理论计算量的1/2时，外排SO2浓度可控制在小于30mg每m3，当液气比为0.8时，外排烟尘浓

4、度可控制在小于30mg每m3。 2 研究的指导思想及效果分析 水膜除尘器，在我国历史上是作出了环保贡献的，它的优点是，投资省，运行费用低，除尘效率比较高，设备耐磨，抗腐，使用寿命长，操作简单，维修方便。它的不足之处，就是脱硫率很低，针对新的烟气排放标准，除尘效率还需要进一步提高。 本研究的指导思想，就是充分利用水膜除尘器的优点，采取措施克服它的不足之处。首先在文丘里管内布设了喷雾设施，脱硫液以雾化状与烟气接触，不仅大大增加了接触面积，而且增加了碰撞动力，有利于提高脱硫效率和除尘效率。第二个措施，也是最主要的措施，就是在主塔内，设置了旋流器，烟气和脱硫液，在旋流器上通过高速旋转碰撞，不仅增加了脱

5、硫反应的反应动力，而且进一步增加了碰撞动力，当烟气通过旋流器后，已获得较高的脱硫除尘效率，经实测，SO2，烟尘均都达到北京市地方标准中的第II时段标准。可见，增设的旋流器，对提高脱硫除尘效率，起到了决定性作用。第三个措施，就是增设了紊流器，烟气和脱硫液，在紊流器的上方，形成了激烈的水、气、固三相紊流反应层，在紊流反应层中，脱硫反应更加充分，更加完善，在紊流反应层中，即使粒径很小的烟尘也都能除去。今年3月份，北京邮电大学2台20t每h燃煤锅炉，在满负荷甚至超负荷的状态下，经权威监测单位监测，SO2浓度很低，甚至检测不出；烟尘浓度也很低，有时测尘的滤纸都是白色的。可见，紊流器在旋流器的基础上，又进

6、一步提高了脱硫除尘效率。紊流器对旋流器而言，起到了总量控制的效果。 主塔内增设的旋流器，是脱硫除尘的主角，它可以确保烟气达标排放；而增设的紊流器，不仅确保烟气达标排放，还确保烟气在总量控制范围内达标排放。 北京市是我国两控区中的SO2污染控制区，两控区的目标，2000年开始工业污染源实行SO2达标排放和总量控制。主塔内增设的紊流器，它确保总量控制，确保实现两控区的目标。 3 本工程发生的主要脱硫反应 本工程为湿法脱硫技术，脱硫反应复杂。 脱硫剂为轻烧氧化镁，采用锅炉冲渣水配制氧化镁乳化液，即脱硫液，该脱硫液主要成份就是悬浮态的Mg(OH)2，此外还含有冲渣水中的Ca(OH)2等碱性化合物。 M

7、g(OH)2是中等强度的碱性化合物，溶解部分按碱的型式离解。它首先与酸性氧化物SO2，在水溶液中发生酸碱中和反应。 Mg(OH)2+ SO2+H2OMg SO3+2H2O 反应产物为Mg SO3，MgSO3又继续与SO2，在水溶液中反应，生成Mg(HSO3)2 MgSO3+ SO2+H2OMg(HSO3)2 Mg(HSO3)2是很不稳定的化合物，它和Mg(OH)2反应生成MgSO3。 Mg(HSO3)2 +Mg(OH)22Mg SO3+2H2O Mg SO3也是不稳定的化合物，它在O2存在的条件下，本系统进行催化氧化反应，催化剂为粉煤灰中的铁、铜化合物，最终反应生成物为稳定的MgSO4 Mg

8、SO3+1/2 O2MgSO4 MgSO4与冲渣水中的Ca(OH)2反应生成CaSO4沉淀，并同时Mg(OH)2 MgSO4+Ca(OH)2CaSO4+Mg(OH)2 上述这些反应，是本工程发生的主要脱硫反应。 化学反应是向沉淀方向进行的，可见反应（5）生成CaSO4沉淀的化学反应，不仅活化了Mg(OH)2，提高了SO2吸收率，还减少了MgO的用量，降低了循环液中硫酸根的浓度。 4 主要工艺参数 脱硫剂为轻烧氧化镁； 脱硫液为轻烧氧化镁锅炉冲渣水； Mg/S：0.6； 液/气：0.51.0 l/m3； 系统阻力：11001300Pa 5 北京邮电大学工程总投资及年运行费用 2台20 t/h采暖锅炉工程总投资74.05万元，包括主塔改造，脱水器，引风机等设备费用。 年运行费，按采暖季节，每年2900小时运行