高效除雾器在超低排放中应用的技术经济分析

刘尚前

摘 要：脱硫系统共除尘技术路线在充分利用现有设备的前提下，可达到烟尘的超低排放。经过对三级屋脊式除雾器、管式除尘器和冷凝式除尘器的技术比较，可以看出三级屋脊式除雾器稳定、成熟、可靠，沿用广泛。在相同改造条件下，三级屋脊式除雾器的改造成本低于其他两种除尘除雾装置。

关键词：除尘除雾器;低排放;经济价值

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.24.036

对照《煤炭和发电节能减排升级改造行动计划》发布的有关要求，燃煤电厂烟囱入口烟气排放规定在为10 mg/m以下。为了避免排放标准，一些发电机组需要按5mg/m的排放浓度进行排放，然后再进行升级，进行第二次改造。如果绝大部分的除尘器出口部位的粉尘浓度20mg/m以下，如果能够更好地利用环保技术对其进行改装，则会导致资金消耗过多。由于避免了新的二次除尘设备，降低了投资和运行成本，脱硫高效共除尘技术路线逐渐受到青睐。

1 脱硫系统协同除尘技术

石灰石-石膏湿法脱硫技术是我国燃煤机组脱硫装置中应用最为成熟、应用最为广泛的一种烟气脱硫技术。脱硫体系从上到下的喷雾层具有对可以对空气中的烟尘进行洗涤，但是这种洗涤不能够达到完全去除灰尘的目的。吸收塔可以过滤掉部分灰尘，但是仍有部分灰尘，但是仍有部分灰尘从吸收塔中外泄，这些粉尘主要包括两类，第一类属于吸收塔，不能捕捉的极微小颗粒，另一类则是留在除雾器中的浆状颗粒。通过提高吸收塔喷淋区和除雾区的效率，可以提高脱硫系统的共除尘能力。采用以下方法可提高吸收塔喷淋区的效率：（1）在吸收塔中可以增加气流和液体的接触面积，可以通过增加烟雾的分布面积是气流和液体分的接触，从而达到提高吸收效率的目的;（2）另外，吸收液体的选择也十分重要，可以通过对吸收塔中烟气的成分分析，针对其有害需吸收的成分进行吸收液的配置，提高吸收液的吸收效率，从而达到进一步增加吸收液与烟尘接触的面积的目的;（3）设置集气环，减少烟气沿塔壁逸出;（4）进一步优化流场;根据物理模型和数值模拟的结果，确定吸收塔的标志;在烟气通过喷雾层后，通过连续的除雾区域去除含浆液的雾滴。去除区的效率主要通过更换高效除尘装置来提高，从而来减小吸收塔出口位置的烟气浓度，根据具体要求，该位置的浓度小于20mg/m。当前，除尘的有效装置可以分为三类：三级屋脊式、管束式和冷凝式。

2 高效除尘除雾装置

2.1 三级屋脊式除雾器

根据实际的吸收塔吸收速率，从而对储气器的大小进行从侧面控制制器的速率，有效使得极细小颗粒分离，从而有效降低除雾器出口位置的烟雾浓度，最终达到减小液滴对烟尘的影响。

2.2 管束式除尘除雾装置

一般在吸收塔内，都会设有管束式除尘装置，这种储存章装置由分离器、增速器、导流环、合流器、管束等组成，其原理主要是通过高速旋转是细小的液滴形成一层动态薄膜，从而达到增大烟气和动态薄膜接触面积的目的，大量的大液滴从叶片表面溢出，通过液滴层的小液滴被捕获。

3 三种脱硫系统协同除尘技术比较

3.1 负荷适用性

负荷对于不同的机组有着不同的影响，在脱硫过程中，由于烟气量较多，所以在吸收塔内空气流速的变化对其有着十分显著的影响，下面以三种除尘装置的工作状态进行分析，在一般情況下，除尘装置的设计是根据实际情况进行调整，在达到有效去除烟尘的情况下，尽量减少其负荷的产生。通过实行满负荷运行，可以有效的通过离心原理去除空气中的尘，大大提高了除尘效率，在一些吸收塔中，相关的设计人员为了增大低负荷时烟尘空气的流速率，在盐城装置入口处增加了调节装置，从而来调节烟气通道内的流速，但是，这种装置不但无法有效增加吸收烟尘的效率会显著增加成本得不偿失。根据屋脊市除尘装置相关科研人员研制了冷凝除尘装置，冷凝装置适用于两层屋集成装置之间的一种装置，类似于三级屋脊式除尘装置但如果风速过快，负荷适应性与传统的三级屋脊式除雾装置相似。从烟雾中沉淀下来的水颗粒将进一步携带水滴并逃逸。

3.2 适用范围

为了达到粉尘浓度小于5毫克每立方米的目标，三种除尘装置的应用范围不同。屋脊式除雾器的改造路线对入口粉尘浓度有严格要求，适用于粉尘浓度不超过20 毫克每立方米的场合。管束除尘装置入口粉尘浓度较大，可满足单塔总粉尘浓度不大于35毫克每立方米，双塔入口粉尘浓度不大于毫克每立方米的要求。设计除尘效率高。但低负荷运行的稳定性有待提高。如果要求满负荷段达到超低排放，则需要将入口粉尘浓度送入其中。步进控制。冷凝除尘雾化装置能满足脱硫装置总粉尘浓度小于30毫克每立方米的要求，但运行性能较差，且性能不足，无法证明其长期稳定运行的可靠性。

4 改造的经济指标分析

三条改造路线的投资成本差异主要体现在除雾和配套改造上。三级脊型除雾器改造成本最低。管束除尘装置具有一定的专利壁垒，价格相对较高。冷凝除尘除雾装置系统较为复杂，塔内设有高效除雾器和冷凝装置，塔外增设冷却水站，整体价格也较高。针对本工程，三级屋脊式除雾器体现了投资成本的优势。

5 改造效果

对于除尘器的改造效果来说，大多数项目多采用三级屋脊式除尘，只有少量项目使用了管束式和冷凝式除尘，但是这不能说完全说明后两种比前者除尘效果差，这三种储存类型需要根据不同的需求和方案进行利用和设计，从而达到最优质的除尘效果。

6 结束语

三种除尘方式各有利弊：首先，三级屋脊除雾技术是当前在吸收塔中运用最为普遍的一种技术，但是其对于除尘的入口处的烟尘浓度有较高的需求，该除尘方式具有运行稳定、成熟可靠、投资成本较低等优点。管束除尘及防雾装置主要依靠惯性来完成烟尘的超低排放，具有一定的应用性能和广泛的应用范围，但当机组运行负荷较低时，需要进一步控制烟气和粉尘的浓度。根据实际情况进行除尘方式的选择，从而达到高效除尘的目的。

参考文献：

[1]代兵.管束式除尘除雾器在海水脱硫电厂中的应用[J].电力与能源，2017，38（05）：606-608.

[2]刘海龙，蔡向东.管束式除尘装置与湿式静电除尘装置在电厂的应用分析[J].华北电力技术，2017（09）：65-70.