中高硫燃煤烟气脱硫除尘的利器——高效渐变分级单塔脱硫除尘技术

  薄膜持液层结构的气相流场分布影响了气液接触状态，若在持液层结构中产生偏流、流速过大区域不仅会造成气液接触不均而污染物逃逸;还会影响气液传质效果而影响脱硫、除尘的效率。采用数值模拟技术探讨研究薄膜持液层的通道流速状态，优化持液层出口的流出分布。结合新型传质内件的设计理论，分别设计了多种薄膜持液层构型，并选择了低阻力、低液气比及高传质效率的新型通道塔盘结构，为冷态实验的气液接触状态、阻力、浆液的沉积提供实验参考。优化后的薄膜持液层通道气速分布如图3所示。烟气分布较均匀，在满负荷条件下，无局部速度较大区，压降较低。

  冷态实验研究在数值模拟的基础上开展，研究和验证脱硫塔薄膜持液层的相关结构设计的可行性及有效性，为热态中试实验及相关工艺参数提供进一步数据支撑。搭建的冷态脱硫塔薄膜持液层物理模型实验装置如图4所示。主要实验内容有：(1)气体流速、液体流量、溢流液位高度对薄膜持液层阻力的影响;(2)气体流速、液体流量、溢流液位高度对薄膜持液层气液混合效果的影响;(3)气体流速、液体流量、溢流液位高度、浆液浓度对薄膜持液层物理沉积的影响。实验结果为影响持液层压降最主要因素是液位高度、流量，其次是风量，最后是浆液浓度;持液层压降随着风量、液位高度和浆液流量增加而增加，浆液浓度对压降影响小。

  中试实验以华能阳逻电厂二期3号炉为依托，如图5所示。通过相似原理搭建了处理烟气量6800Nm3/h的中试研究及验证平台，重点研究薄膜持液层的脱硫性能、除尘性能及脱硫影响因子规律，为中高硫煤超低排放改造的大型化示范项目华能左权电厂660MW超临界机组的超低排放改造提供理论和实验依据。

  2015年4月29日，该中试装置顺利通过中国电机工程学会评审，获专家高度评价。主要创新点包括：

  1)基于气液传质平衡理论，研发了渐变分级吸收的高效石灰石-石膏湿法脱硫工艺，在脱硫塔入口烟气SO2浓度6000mg/Nm3以下，实现了单塔脱硫效率大于99.45%。

  3)研制了高效塔盘，实现了气液高效传质，满足了深度脱硫、高效除尘的要求。

  中试实验根据结果得出：在烟气量负荷、脱硫塔入口烟气SO2浓度为5440mg/Nm3时，脱硫塔出口SO2浓度13.9mg/Nm3，实现了单塔脱硫效率>

  99.45%。入口烟尘浓度91mg/Nm3时，出口烟尘浓度8.5mg/Nm3，除尘效率>

  90%。

  中试实验中烟尘浓度排放并未达到超低排放要求，根本原因在于：①中试实验的上游除尘器为静电除尘器，除尘效率不高，入口烟尘浓度达91mg/Nm3，而在大型化示范方案中，上游除尘器为低低温电除尘器，除尘效率较高，入口烟尘含量可达30mg/Nm3;②中试实验采用的是两级平板式波纹板除雾器，除雾效率较低。

  中试实验在上述不利的条件下仍能达到90%以上的高效除尘效率，结合烟气协同治理示范工程华能长兴电厂、华能玉环电厂的运作时的状态，在入口烟尘浓度小于30mg/Nm3时，除尘效率约75%左右，均达到了烟尘出口排放浓度小于5mg/Nm3的要求，表明本实验的除尘效率能够达到预期目标。尤其在实际工程中结合精细化设计、精细化施工及精细化运行等措施如选取合适流速，分区氧化，高效烟道除雾器等，能够保证大型化工程建设项目中烟尘排放浓度达到超低排放要求。

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