超洁净排放技术简介2016

超洁净排放技术简介

随着经济的发展和地区环境容量的限制，国家对提高了燃煤机组火电机组排放标准，即排放废气中粉尘、SO2和NO X分别小于

5mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3。以较少污染物的排放，改善当地环境。针对我国燃煤电厂超低排放需求，我公司研发自己的超低排放技术路线及产品，用低成本和简洁可靠的技术使SO2及粉尘的排放达到超低要求。下面就我们的超低排放技术的两种技术进行简要介绍。

一、SO2超低排放技术：加装双气旋气液耦合脱硫增效装置

1、常规湿法喷淋式吸收塔在进一步提高脱硫效率时存在的几个问题：1）吸收塔内烟气偏流造成烟气短路（俗称：烟气爬壁）导致脱硫效率低。

2）浆液与烟气接触时间短、接触频率低，为提高脱硫效率得增加喷淋层。

3）喷淋层下部区域烟气温度过高，不利于浆液对二氧化硫的吸收

2、湿法喷淋式吸收塔加装双气旋气液耦合器对提高浆液吸收二氧化硫效率的理论依据：

1）浆液吸收二氧化硫过程可分三个步骤（见下图1）

（1）溶质(二氧化硫)由气相（烟气）主体扩散到气液两相界面；（2）气相（烟气）穿过液相（浆液）界面；

（3）气相（烟气）由液相（浆液）界面扩散到浆液主体。

图一

因此，如果能使气相（烟气）穿透液相（浆液）液膜，便可使吸收反应加快。由于在液相中任一点化学反应都是平衡状态，二氧化硫一旦到达气液界面，就在界面与液体反应达到平衡，但由于反应是可逆的，界面必有平衡分压，在界面发生中和反应，使其液相（浆液）的钙离子浓度相应减少，而反应物（亚硫酸钙）浓度相应增加。因此，二氧化硫在气液界面平衡分压必较浆液主体要高一些，这就在气液界面液膜中溶解了未被完全反应的二氧化硫，溶解的二氧化硫形成了向浆液主体扩散和继续反应的倾向。

反应速率方程可表达为取单位面积的微元液膜，其离界面深度为x，微元液膜厚度为dx，（见图2）

从界面情况来分析，被吸收的二氧化硫到达气液界面，一部分被反应生成平衡状态，在界面上，由于活性组分钙离子浓度较低，而产物亚硫酸钙浓度较高，因此界面处二氧化硫组分必向平衡分压较低的浆液主体方向扩散，同时，界面上已经反应了的二氧化硫与浆液中的钙离子生成物亚硫酸钙态向液体主体扩散，而未反应的二氧化硫则以溶解态的二氧化硫继续向液体主体方向扩散，二氧化硫的吸收速率等于已反应了的二氧化硫组分与未反应的二氧化硫组分向液膜扩散速度之和。

2、提高双气旋气液耦合器效率的气动部件—双气旋气液耦合器

工作原理：双气旋气液耦合器基于气液掺混强制扰动的强传质机理,利用气体动力学原理，通过双气旋气液耦合器装置产生气液旋转扰流空间,气液两相充分接触，降低了气液膜传质阻力，提高传质速率和对尘的捕获效率，迅速完成传质和吸收、脱除，从而达到提高脱硫效率的目的,该技术与同类脱硫技术相比，增加了气液碰撞速度和频率，从而提高了脱硫效率和除尘效率。

加装双气旋气液耦合器前后烟气流场变化

3、双气旋气液耦合器的技术特点：

1）均气效果好，避免烟气偏流及短路

2）提高传质能力，增加气液碰撞频率，提高气液传质效率，提高脱硫效率

3）降温速度快。高温烟气经过双气旋气液耦合器后，在双气旋气液耦合区，烟气与浆液高强度混合碰撞使烟气迅速降温，为上层喷淋层浆液吸收二氧化硫提供最佳反应温度并扩大了有效的吸收空间

4）提高烟气停留时间，该技术改变塔内烟气流动状态，使烟气呈螺旋式旋转上升，使浆液与烟气接触时间增加50%，碰撞频率提高两倍，浆液液滴液与烟气碰撞动能提高近一倍。

4、燃煤机组为实现超低排放加装双气旋气液耦合器的工程优势：1）常规空塔喷淋吸收塔为实现超低排放技改采取的技术路线（1）单塔增加喷淋层或采用单塔双循环塔，其目的就是加设喷淋层增加液气比。增加液气比可以有效增加浆液液滴与烟气接

触时间和碰撞频率，但随之带来了两个问题：一是改造成本

增加，因为增加液气就需要增加喷淋层，增加喷淋层需要提

高吸收塔高度，增加循环泵和喷淋管及喷嘴及相关电气热控

系统、土建工程量，导致改造成本大幅度上升。二是运行能

耗增加，喷淋层的增加将导致循环泵运行能耗上升，使厂用

电率上升。

（2）双塔双循环，为降低单塔高位喷淋循环泵能耗，出现双塔双循环技术，双塔双循环可以降低循环泵能耗，但降低不了改造成

本，另外，有的脱硫场地较小，无法再在原吸收塔附近建第二

循环塔，这无形会进一步增加了改造难度和改造成本。

（3）筛板塔技术，针对吸收塔烟气偏流，出现了筛板塔技术，筛板塔技术对解决烟气偏流是非常有效的，同时筛板塔利用筛板持液层与筛孔过流烟气摩擦也有效地降低了液膜阻力，同时还形成了浆液二次雾化，提高了脱硫效率。但筛板塔工作带宽较窄，即由于筛板开孔率是与喷淋量配合选定，其实际工况下烟气气量与喷淋量很难配合达到理论设计值，使得筛板塔在运行时阻力较大，喷淋量可调节能力较弱，使得其运行能耗较高。

2）在空塔喷淋吸收塔内加装双气旋气液耦合器优势：

（1）有效降低了改造成本和运行成本，在保证脱硫效率的前提下，加装双气旋气液耦合器可有效降低液气比，减少喷淋层加装量，可使改造投入降低，同时低运行成本。在同等条件下，双气旋气液耦合器塔与空塔喷淋选取液气比低约30%，脱硫综合厂用电率比空塔喷淋低8%～10%。

（2）在空塔喷淋吸收塔内加装双气旋气液耦合器提高脱硫效率同时，其除尘效率明显提高，这是因为双气旋气液耦合器可使浆液液滴与烟气充分混合碰撞，同时还不会产生液滴二次破碎雾化产生的气液夹带造成浆液二次污染问题。目前为止，采用该技术运行的脱硫装置，可实现稳定脱硫效率99%以上，除尘效率超过70%。

（3）改造工程简单易行，无需对吸收塔做大的改动，只需在烟气入口与对下层喷淋层之间加装双气旋气液耦合器、，加装双气旋气液耦合器、后，由于有效解决了烟气偏流和烟气降温使得整个吸收系统运行更加稳定可靠，其运行调整极为简单。同时，双气旋气液耦合器塔检修维护方便，装置使用寿命长，系统检修维护量低，运行安全稳定。