解决石膏雨和烟气漂滴的方案

摘要：介绍烟气湿法脱硫当中“石膏雨和烟气漂滴”产生的原因及解决的办法。

关键词：烟气湿法脱硫 石膏雨和烟气漂滴产生的原因 应对

措施

1 概述

某发电厂2×330MW机组自2008年投产运行以来，由于烟气没有加装净烟气的再加热措施，使脱硫后烟气排放温度较低，“烟气漂滴”现象非常严重，对电厂及周边地区环境和建筑物带来了一定的污染，虽说经过加强对除雾器的冲洗使烟气漂滴中含固量降低和得到遏制，但由于除雾器冲洗频繁加大了烟气中的水分且烟气温度较低，烟气中的水分不能处于过热状态，自烟囱排出后不能有效的抬升扩散到大气中，因此，目前“飘雨”仍非常严重。

2 石膏雨和烟气漂滴产生的原因分析

“石膏雨”就是烟气漂滴中含有石膏浆液的雨滴，严重时烟气带出的都是石膏浆液，俗称“飘浆”。

“飘浆”即烟气中的石膏浆液的飘落。净烟气中的石膏浆液主要来源于吸收塔喷淋层喷嘴雾化后的细小液滴，喷嘴雾化后的石膏浆液雾滴直径一般在920μm，经碰撞后还会产生少量在15μm 左右的液滴，99.99%的22μm 以上的雾滴以及50%的15-22μm 的雾滴能够被除雾器除去。所以，净烟气中会有一定的石膏浆液的存在。

“烟气漂滴”是指净烟气中的饱和水随烟气带出后凝结飘落的水滴，俗称“烟气漂滴”。在没有加装净烟气加热装置和提升烟囱高度的锅炉，产生漂滴是不可避免的，属正常凝结飘落。

“烟气漂滴”的形成，烟气中除了含有饱和水蒸汽外， 还携带有未被除雾器除去的液滴，饱和湿烟气在烟囱里的上升过程中，压力被降低了，绝热膨胀后的烟气温度被降低了，从而形成细小的液滴（直径

3 某电厂“烟气漂滴”现象

3.1 脱硫系统的概况

某电厂2×330MW 机组采用全烟气脱硫装置系统，两台机组各设计一套脱硫（FGD）系统，采用湿法石灰石-石膏就地强制氧化脱硫工艺。吸收塔采用单回路空塔喷淋设计，设有氧化空气喷枪的浆池直接布置在吸收塔下部，塔内吸收段设置三层喷淋，塔上部设置二级除雾器。烟气从除尘器引出后，经引风机送至吸收塔，与来自上部三层喷淋层的浆液逆流接触，进行脱硫吸收反应，脱硫后的净烟气经吸收塔顶部两级除雾器除去携带的液滴，通过210 米烟囱排放至大气。烟气系统取消了原有的旁路烟道，实现FGD系统与机组同步启动。在FGD系统中原设计有增压风机，2011年为了满足环保要求和节省厂用消耗，将烟气旁路烟道拆除并退出运行。系统没有烟气/烟气换热器（GGH），采用了湿烟囱技术，进入吸收塔的烟气温度为120-135℃，脱硫后的烟气出口温度为50℃左右。

3.2 “烟气漂滴和石膏雨”现象及当前状况

某电厂2×330MW 机组自2008 年投运以来，由于湿烟囱没有净烟气的再加热措施，脱硫后的烟气排放温度较低，“石膏雨”现象非常严重，对大唐辽源电厂及周边地区的环境产生了严重的污染，甚至腐蚀了设备等。由于除雾器的冲洗过于频繁，加大了烟气中的水分且烟气温度较低，烟气中的水分不能处于过热状态，自烟囱排出后不能有效的抬升扩散到大气中，因此，目前“飘雨”仍非常严重。

3.3 解决“烟气漂滴和石膏雨”的措施

解决“石膏雨”的措施主要从以下三个方面考虑：

3.3.1 改善烟气的流速

降低烟气流速可以改善“石膏雨”的现象，但是，由于脱硫塔的设计原因，通过改变脱硫塔的尺寸来达到降低烟气流速非常困难，实施起来几乎不可能。

3.3.2 提高除雾器的效率

通过安装屋脊型和防水滴型管式除雾器以及提高除雾器的有效面积等措施，可以改善“石膏雨”中的现象，但不能彻底解决“石膏雨”中的现象。

3.3.3 提高净烟气的温度

通过提高净烟气的温度，可以去除去烟气中携带的冷凝液滴，使烟气中的水分处于过热状态，能够有效的提高净烟气的抬升能力，使排烟迅速扩散。提高净烟气的排放温度，可以彻底解决“石膏雨”的现象。也就是说，提高除雾器的效率与提高净烟气的排放温度相结合，能够有效的解决“石膏雨”的现象。

3.4 改进除雾器，提高除雾器的效率

改进除雾器，提高除雾器的效率，最大程度上增大除雾器的流通面积，可以使除雾器后的烟气中的雾滴含量小于50mg/Nm3，在边角处增加除雾器异形模块，最大面积布置除雾器；增加防水滴型管式除雾器，阻挡大液滴进入粗滤层；均匀烟气分布，改善除雾器的烟气分布，降低压差；优化除雾器的冲洗方式；重新核算冲洗水量、改进冲洗水的喷嘴布置，调整冲洗水逻辑。

4 提高净烟气的温度可以有效消除“石膏雨”的现象

4.1 提高净烟气的温度的计算

①脱硫塔出口的烟气工况

烟气温度48℃，相对湿度100% （1）

②大气环境

年平均温度：10℃，相对湿度70% （2）

冬季温度：0℃，相对湿度70% （3）

夏季温度：30℃，相对湿度80%（4）

③加热10K后的烟囱出口的烟气状况

在夏季，烟气温度只要提升2K（50℃）后，出口烟气就没有液体的滴落和没有白烟了。在除夏季以外的季节，烟气加热10K（58℃）后，基本没有液体滴落，但仍然有白烟的存在。根据计算和运行的经验，净烟气的排放温度提高 10℃以上就能够基本解决“石膏雨”的现象。因此，提高净烟气的温度的解决方案应该是治理“石膏雨”现象的最佳方案。

4.2 提高净烟气温度的不同的方法

4.3 蒸汽加热系统（蒸汽/烟气换热）（图1）

采用蒸汽作为加热介质需要的蒸汽压力为4-10bar，蒸汽温度在200℃左右，占地面积小，系统比较简单投资较低但系统运行高（蒸汽），需要一定的抽汽，增加了汽机的热耗。

4.4 烟气/烟气换热系统（回转式GGH）（图2）

利用原烟气的热量加热净烟气的温度；原烟气与净烟气有一定的泄漏（2%～3%）；微量元素、HF 和HCl等因烟气泄漏导致FGD 无法满足严格的脱除率的要求；占地面积大；低负荷温度无法满足要求；运行的灵活性较差且需要消耗一定的厂用电；容易堵塞，系统维护成本高且需要较高的投资。

4.5 烟气/烟气换热系统（管式GGH）（图3）

利用原烟气的热量加热净烟气的温度；占地面积小；原烟气与净烟气无泄漏的系统；不影响微量元素和HF以及HCl 的脱除率；运行成本低，中等的投资；目前在欧洲和日本等普遍使用，尤其是在改造项目普遍使用。

通过对以上3 个加热系统的分析以及综合各个因素的考虑，采用烟气/烟气换热系统或热量转换系统是合理的。

5 结论

综上所述：解决“烟气漂滴和脱硫石膏雨”的方案有很多种，各个电厂因根据自身的实际情况，采用不同的解决方案，最终目的是通过提高烟气出口温度，解决和降低烟气漂滴的问题，从而满足环境需求。

参考文献：

[1]丁磊.湿法脱硫在西夏热电厂的应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2009（10）.

[2]贾风雷.浅谈火电厂脱硫技术[J].价值工程，2013（03）.

[3]谢凯，李志峰.浅谈循环流化床锅炉添加石灰石脱硫[J].科技信息，2011（25）.