強(qiáng)化濕式脫硫除塵裝置的研究
摘要：針對我國目前SO2和顆粒物(特別是可吸入顆粒物PM10污染嚴(yán)重的現(xiàn)狀,通過對沖擊式除塵裝置的簡單改造,開發(fā)了一種新型濕式除塵脫硫一體化裝置。經(jīng)過實(shí)驗(yàn),證明本裝置能夠?qū)崿F(xiàn)高效的除塵脫硫(其除塵效率達(dá)97.6%,脫硫效率達(dá)88.1%),尤其對細(xì)小顆粒物(d=0.1~02.um)的捕集效率為86%大大高于一般的除塵裝置,為我國的大氣污染控制裝置提高效率又辟一新途徑。
關(guān)鍵詞：顆粒物,除塵,脫硫,分級效率
我國的大氣污染呈煤煙型污染特征,主要污染物為SO2和顆粒狀污染物。目前影響城市空氣質(zhì)量的主要污染物是總懸浮顆粒物（TSP）或可吸入顆粒物(PM10)。2000年TSP年均值超過國家二級標(biāo)準(zhǔn)限值（0.2mg/m3)的城市有208個(gè),占統(tǒng)計(jì)城市的61.6%。由SO2形成的酸雨對人體健康、植物、建筑材料等都會(huì)產(chǎn)生極大的危害，而顆粒狀污染物特別是PM10
可直接進(jìn)入人的呼吸器官導(dǎo)致呼吸道疾病的多發(fā)，是導(dǎo)致城區(qū)人群患病率和死亡率增加的主要因素。我國的工業(yè)鍋爐量大面廣、容量小、熱效率低，是SO2和顆粒狀污染物的排放大戶，其煙氣的治理意義重大。
1目前我國鍋爐和窯爐的煙氣治理現(xiàn)狀
我國從“七五”計(jì)劃開始了煙氣脫硫和除塵裝置的研制和開發(fā)工作，至今大部分鍋爐和窯爐都安裝了除塵裝置，其中旋風(fēng)除塵器和濕式水膜除塵器使用較為廣泛。但各種除塵裝置對于細(xì)小顆粒物的去除情況并不理想，而且單純的除塵裝置一般都不能達(dá)到良好的脫硫效果。
2強(qiáng)化除塵脫硫的裝置及其除塵脫硫過程和效果
2.1強(qiáng)化除塵脫硫裝置
由于我國目前顆粒狀污染物污染嚴(yán)重,因此迫切需要改進(jìn)已有的除塵裝置。對于量大面廣的中小型工業(yè)鍋爐和窯爐，更適合采用濕式脫硫除塵一體化技術(shù)治理煙氣。這種技術(shù)具有以下特點(diǎn)：
1）除塵、脫硫設(shè)備組合為一體，結(jié)構(gòu)緊湊；節(jié)省占地面積。
2）大大降低投資，一般比分別安裝除塵器和脫硫塔節(jié)約一半費(fèi)用。
3）降低了風(fēng)機(jī)所耗電量，從而減少了運(yùn)行費(fèi)用。
4)脫硫率適中,操作管理簡便,易于推廣應(yīng)用。
5)可利用鍋爐運(yùn)行中產(chǎn)生的飛灰和爐渣中的堿性物質(zhì)脫硫,降低了煙氣治理成本。
沖擊式除塵器是一種高效的除塵裝置，除塵效率一般能達(dá)到90％以上。筆者依據(jù)濕式除塵脫硫的原理，對沖擊式除塵器進(jìn)行了簡單的改造，在高效除塵的基礎(chǔ)上提高其對細(xì)小顆粒物的捕集效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)SO2氣體的去除。
2.2.強(qiáng)化裝置的除塵脫硫過程
本裝置的除塵脫硫過程可分為3級。進(jìn)氣管中布置的噴頭噴淋出直徑很小的霧化液滴，依據(jù)核凝慣性碰撞和攔截捕獲原理，比原裝置提高了煙氣中的微小顆粒物與液滴碰撞的幾率，此為第1級除塵。之后氣體經(jīng)過收縮段高速?zèng)_擊裝置內(nèi)的水面，激起大量的泡沫和微小水滴$，煙氣中較大的顆粒物在流動(dòng)過程中與液滴碰撞凝聚沉降。第1級除塵中未除去的細(xì)小顆粒繼續(xù)與液滴碰撞，同時(shí)長大的水滴被下部的吸收液吸收，完成第2級除塵。煙氣在"S"形通道里形成旋流,延長了氣、液、固的接觸時(shí)間，有利于顆粒物的捕集，完成第3級除塵。在除塵的同時(shí)，煙氣中的SO2氣體被堿性吸收液吸收，完成脫硫過程，凈化后的氣體由脫水器脫去帶有的水分，經(jīng)過出氣管和引風(fēng)機(jī)排入大氣。
2.3強(qiáng)化裝置的除塵脫硫效果
2.3.1總除塵脫硫效率
采用熱電廠靜電除塵器收集的粉煤灰作為模擬粉塵,SO2氣體在實(shí)驗(yàn)室配置。由于裝置基本不漏氣，通過測定裝置進(jìn)、出口的粉塵質(zhì)量濃度和SO2質(zhì)量濃度，可直接得到本裝置的除塵效率和脫硫效率，同時(shí)測定裝置的液氣比、壓降以及吸收液的pH值等影響因素。
本裝置在較小的液氣比的條件下，壓損低（壓降在571~892.8Pa),平均除塵率和平均脫硫率分別為97.6%和88.1%,獲得了良好的除塵和脫硫效果。
2.3.2分級除塵效率
在測定裝置總除塵效率的基礎(chǔ)上,通過測定裝置進(jìn)口/出口捕集到的顆粒物的粒徑分布,根據(jù)公式計(jì)算出裝置的分級除塵效率。
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ηi式中為裝置的分級除塵效率；η為裝置的總除塵效率；g1為裝置進(jìn)口的煙塵粒度分布；g2為裝置出口的煙塵粒度分布。
4結(jié)論
本強(qiáng)化脫硫除塵裝置的平均除塵效率為97.6%,對粒徑2~5um的顆粒物的去除率達(dá)到89%,高于普通除塵裝置。在除塵的同時(shí)，通過使用堿性吸收液，平均脫硫效率可以達(dá)到88.1%。因此本強(qiáng)化裝置通過對原有裝置的改造，實(shí)現(xiàn)了高效除塵和脫硫的一體化。同時(shí)對微小顆粒物有理想的去除效果。耗水量少，能耗低，是一種新型、高效的除塵脫硫一體化技術(shù)。適合于中小型工業(yè)鍋爐和窯爐的煙氣治理。
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