研究论文：大唐七台河发电有限责任公司一期2×350MW机组脱硫后烟囱石膏飘液成因分析及综合治理

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大唐七台河发电有限责任公司一期2×350MW机组脱硫后烟囱石膏飘液成因分

析及综合治理

石灰石-石膏湿法烟气脱硫（WFGD）技术是目前我国应用最广泛的脱硫技术，截至20xx年底占我国烟气脱硫技术应用的95%以上。大唐七台河发电有限责任公司一期两台350MW机组即采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术及工艺，该系统不配套有烟气换热装置（GGH）。

由于“湿烟囱”无烟气再热措施，排烟温度降低，吸收塔出口带有饱和水的净烟气在排出过程中部分冷凝形成液滴，烟气从烟囱口排出后难以有效抬升、扩散到大气中，烟气中携带的石膏浆液聚集在烟囱附近，落到地面形成“石膏飘液”，特别是当地区温度、气压较低或在阴天气的时间段，该现象更为严重，不仅严重影响电厂周边环境与居民生活，甚至腐蚀设备。随着国家污染物控制标准及地方法规日益严格，石膏飘液的控制已成为燃煤电厂亟需解决的难题之一。

1、“石膏飘液”的成因分析及对策研究

1.1“石膏飘液”的成因分析

石膏飘液是指烟气从烟囱排出来后飘落下来的雨中含有固体颗粒物，这些固体颗粒物包括石膏

（ CaSO4?2H2O）、粉尘、石灰石等，烟气成分中还包括气体状态的CO2、NOx 、SO2、O2和H2O 等。烟气最重要的特性是处于湿饱和状态，由于环境温度总是低于烟气温度，因此当烟气排入大气时会因环境吸热而造成烟气湿度增加，甚至降温析出饱和水。

石膏飘液主要来自烟气在吸收塔中未除净的固体物、液态水和烟气在烟道及烟囱中降温的冷凝水。形成“石膏飘液”现象的成因主要有吸收塔内除雾效果不好，净烟气携带石膏浆液和液态水、烟囱中冷凝水的“二次夹带”和环境气象条件等三个方面因素。

处于湿饱和状态的净烟气在流经烟道、烟囱的行程中会在其的内壁上产生冷凝水，一期350MW机组净烟气冷凝水大约8t/h（见表2），其中一部分冷凝水顺壁面向下排除，另一部分被烟气“二次夹带”排入大气中，形成“石膏飘液”。

1.2“石膏飘液”问题解决对策

1.2.1以除雾器的升级改造为核心，消除大部分“石膏飘液”，这是改造工程量最小、投资最省的有效方式。因为雾滴在经过除雾器后，直径不小于22?m的雾滴去除率一般为99.99%，直径15～22?m的雾滴去除率为50%左右，直径小于15?m的雾滴去除率几乎为0，因此净烟气中有一定量的石膏浆液是必然的。但是选择适合的除雾器，有利于“石膏飘液”的治理。

1.2.2修正原设计的缺陷，除雾器的物理除雾功能主要有：重力除雾、离心力除雾和水膜除雾，而重力除雾功能实现的主要设计手段是喷淋层与除雾器本体间的标高差应在3m以上，且除雾器前的烟气流速应保证不高于3.5m/s，通过除雾器的净流速低于5m，即重力除雾功能实现与标高差成正比、与烟气流速成反比。

而大唐七台河发电厂一期2×350MW机组脱硫吸收塔的喷淋层与除雾器本体间的标高差应在3m以上，实际设计在2.6m；满负荷工况条件下除雾器前净烟气流速4.12m/s；通过除雾器的净流速在5.77m左右。

2、除雾器改造及检测

2.1除雾器改造主要在三个方面进行：

2.1.1修正重力除雾设计缺陷的方法，在除雾器本体下侧布置一级管式气流分布器，其功能在于拦截大颗粒液滴对除雾器本体的冲击，否则，大颗粒液滴在除雾器本体表面堆积速度快，给冲洗带来难度，极易堵塞，增大带水负荷，加重“石膏飘液”的问题。

2.1.2原布置的除雾器型式为平板型，净烟气流通面积108m?，净除雾面积也为108m?，通过除雾器的净流速在5.77m左右，已超出改型除雾器的带水负荷的上限要求。改造前2×350MW机组WFGD净烟气侧雾滴浓度检测值（见表4）

2.1.3优化除雾器冲洗功能

2.1.

3.1更换和优化冲洗喷嘴，调解冲洗水量、冲洗周期和冲洗压力。冲洗喷嘴的出口截面积由原来的50.24?L?更换为23.75?L?，一个周期的冲洗水量减少50%左右，利于调解液位平衡和PH值控制。

2.1.

3.2改变因液位不好平衡的原因，手动与自动混合运行的冲洗运行管理模式，修正为自动运行管理模式。同时修正冲洗水量及冲洗周期与机组负荷挂钩运行模式。（见表6）

表6、冲洗水耗与机组负荷关系图（在一个周期8-

16m3/h）

2.2除雾器改造后的检测

2.2.1选择检测方法（见表7）

2.2.2检测结果（见表8）

4 结语

“石膏飘液”问题由于对电厂及周边环境产生严重污染，逐渐引起社会各界的关注，通过对石膏飘液的成因及影响因素、排放现状和相关检测方法的调研分析，目前国内面临“石膏飘液”问题的解决对策，在WFGD 系统设计和运行中，可以通过除尘设备及脱硫设备运行优化、尾部烟道设计优化及增设WESP 等方法，解决“石膏飘液”问题，在此基础上提出“石膏飘液”现象的监管建议。

（1）WFGD 系统取消GGH 导致排烟温度降低，是产生“石膏飘液”现象的重要原因，设备设计及运行、操作参数变化及外界环境对“石膏飘液”的形成也有一定的影响。如果按出口液滴含量达到75mg/m3 要求，“石膏飘液”问题不突出，只是有少量水滴，因此需要及时出台相关政策、标准，更新污染物减排技术约束雾滴排放。

（2）目前国内外没有专门针对“石膏飘液”的检测方法，通过对雾滴、SO3 为主的气溶胶、固体颗粒物的测试方法来探讨“石膏飘液”的检测方法，检测方法主要包括采样后的化学分析法及电荷法或光学法等物理化学法。

（3）通过对石膏飘液的形成因素分析表明，可以通过除尘设备及脱硫系统的设计运行优化、尾部烟道设计优化及增设湿式静电除尘器为主的三种方法实现石膏飘液的根本控制。