超聲波脫硫除塵一體化技術(shù)的應(yīng)用與示范

王飛龍 王祎雯

摘要：目前，國(guó)內(nèi)外處理廢氣方法是分別進(jìn)行脫硫、脫硝、除塵 3 個(gè)處理過(guò)程，獨(dú)立的脫除設(shè)備占地面積大，運(yùn)行維護(hù)成本較高，既浪費(fèi)土地資源，又增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。我國(guó)脫硫技術(shù)與脫硝技術(shù)發(fā)展不均衡，雖然脫硫技術(shù)起步較早，但仍存在諸多問(wèn)題，從而造成煙氣凈化不完全，凈化后的硫、硝濃度仍然較高。鑒于此，本文主要分析超聲波脫硫除塵一體化技術(shù)的應(yīng)用與示范。

關(guān)鍵詞：超聲波;脫硫除塵;一體化技術(shù)

1、超聲波脫硫除塵一體化技術(shù)工藝原理

超聲波脫硫除塵一體化技術(shù)是將脫硫吸收與深度除塵組合在 1 套裝置中的聯(lián)合處理技術(shù)，是一種集煙氣脫硫、除塵于一體的經(jīng)濟(jì)、高效的超低排放技術(shù)，可使脫硫后凈煙氣中的 SO2含量控制在35 mg / m3以下、煙塵含量控制在 5 mg/m3以下。

超聲波除塵技術(shù)由江蘇新世紀(jì)江南環(huán)保股份有限公司開(kāi)發(fā)，采用洗滌凝聚、聲波凝并 2 種細(xì)微顆粒物粒徑增大技術(shù)對(duì)載塵煙氣進(jìn)行細(xì)微顆粒物粒徑增大預(yù)處理，從而大大提升細(xì)微顆粒物的去除效果，最后采用多級(jí)高效除霧器實(shí)現(xiàn)總塵的超低排放。其中，聲波凝并顆粒物粒徑增大技術(shù)是在聲波或超聲波的作用下使細(xì)微顆粒物發(fā)生共振 （ 聲波聲強(qiáng)不小于 0. 5 kW/m2、頻率在 0. 05～ 150 kHz 更好; 顆粒粒徑越小則振幅越大） 而相互結(jié)合、增大，從而促進(jìn)顆粒凝聚并從流動(dòng)的氣體中分離出來(lái)。

超聲波除塵技術(shù)的三大機(jī)理：① 超聲波在氣體中傳播，推動(dòng)氣體中懸浮的微粒反復(fù)振動(dòng)而對(duì)微粒做功，不同大小粒子的振幅不同而導(dǎo)致粒子間相互碰撞; ② 由于氣流與顆粒間的相對(duì)速度不同，粒子之間形成流體吸引力; ③ 由于聲輻射壓的作用，使粒子沉積到聲駐波的波腹上，大大增加塵粒的碰撞積灰。

2、傳統(tǒng)化的脫硫煙氣除塵技術(shù)

2.1靜電除塵技術(shù)

靜電除塵技術(shù)是煙氣除塵技術(shù)中比較常見(jiàn)的一種，其在除塵過(guò)程中主要需要借助經(jīng)典除塵器。這種除塵裝備的除塵效率加高，可以快速清除細(xì)小的粉塵，與此同時(shí)，在其運(yùn)行過(guò)程中，可以完全不受到高溫環(huán)境的干擾，快速高效的完成除塵工作。該除塵設(shè)備可以長(zhǎng)期高強(qiáng)度運(yùn)行的狀態(tài)，并且設(shè)備磨損程度較輕，一般情況下，都可以達(dá)到預(yù)計(jì)使用年限。但是使用此種除塵技術(shù)也存在一定的缺陷，例如，靜電除塵設(shè)備的安裝難度比較大，因此會(huì)耗費(fèi)較多的人力物力，如果想要控制設(shè)備的磨損程度，需要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修養(yǎng)護(hù)，否則會(huì)影響設(shè)備的除塵效果和使用時(shí)間。

2.2旋轉(zhuǎn)電極除塵技術(shù)

此種除塵技術(shù)與其他除塵技術(shù)的工作內(nèi)容本質(zhì)上是相同的，其設(shè)備前后主要是由陰陽(yáng)兩部分電場(chǎng)組成。在設(shè)備的陽(yáng)極上，配備了可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的除塵裝置，當(dāng)灰塵累積到一定程度的時(shí)候，該設(shè)備可將其全部去除。與此同時(shí)，清除的區(qū)域不只局限于灰塵堆積的區(qū)域，其他區(qū)域也可在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中清理干凈。

2.3濕式靜電除塵技術(shù)

對(duì)于電廠鍋爐中的不同區(qū)域，其排放出的粉塵數(shù)量也有所差異。對(duì)于一些粉塵排放數(shù)量較多的區(qū)域，不能只使用靜電除塵設(shè)備來(lái)進(jìn)行除塵，還需要使用濕式靜電除塵裝置共同完成除塵工作。此種除塵裝置的運(yùn)行原理與靜電除塵設(shè)備大體相似，唯一存在差異的地方是，該設(shè)備的除塵方式是通過(guò)水來(lái)對(duì)灰塵進(jìn)行清除。在噴刷水分的過(guò)程中，一方面能夠降低電阻的頻率，使得粉塵全部向極板方向聚集，與此同時(shí)，還能將周邊的細(xì)小粉塵帶動(dòng)起來(lái)，一起清除。通過(guò)應(yīng)用這兩種除塵設(shè)備，可以保證除塵量超過(guò) 50%。

3、超聲波脫硫除塵一體化技術(shù)的應(yīng)用

3.1工藝流程

超聲波脫硫除塵一體化裝置工藝流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖 1。鍋爐引風(fēng)機(jī)送來(lái)的煙氣，通過(guò)增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)入多功能煙氣脫硫塔濃縮段，蒸發(fā)濃縮硫酸銨溶液，煙氣溫度降至約 60 ℃;之后煙氣進(jìn)入脫硫塔吸收段，通過(guò)與吸收液中的 NH3反應(yīng)除去煙氣中的大部分 SO2和其他酸性氣，煙氣溫度進(jìn)一步降至 45 ～ 55 ℃; 之后凈煙氣經(jīng)超聲波凝并，其中的顆粒物結(jié)合為大顆粒，經(jīng)除霧器捕集后返回塔內(nèi)，凈煙氣則由脫硫塔煙囪直接排放。

3.2具體應(yīng)用

2016 年 10 月—2017 年 6 月，某化工采用超聲波脫硫除塵一體化超低排放技術(shù)先后完成了東、西廠區(qū) 2 套氨法脫硫裝置的升級(jí)改造，2 套氨法脫硫裝置分別于 2017 年 4 月和 2017 年 7 月進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試，之后投入正常運(yùn)行。投運(yùn)至今，裝置運(yùn)行正常，凈煙氣中 SO2濃度能夠穩(wěn)定控制在 30 mg/m3以下，煙塵濃度穩(wěn)定控制在 5 mg/m3以下，完全滿足 DB 37 /664—2013 第 2 號(hào)修改單的要求，沒(méi)有出現(xiàn)日均值、小時(shí)均值超標(biāo)的現(xiàn)象;投運(yùn)至今，超聲波脫硫除塵一體化裝置按計(jì)劃?rùn)z修 3 次，主要是脫硫塔內(nèi)件的常規(guī)檢查和防腐處理，檢查結(jié)果顯示，其動(dòng)、靜設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，超聲波設(shè)施及新增屋脊式除霧器、絲網(wǎng)除沫器均無(wú)嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象。

3.3工藝運(yùn)行指標(biāo)考核及評(píng)價(jià)

（ 1） 性能考核期間共生產(chǎn)硫酸銨 137 t，脫硫前系統(tǒng)硫酸銨潛在量為 52. 88 t，系統(tǒng)共消耗濃度 15% 的氨水 145. 47 m3，折合純氨 21. 88 t，理論上應(yīng)生成硫酸銨 84. 89 t，即氨利用率為（ 137 - 52. 88） ÷ 84. 89 × 100% = 99. 1% ，而設(shè)計(jì)氨利用率≥99% ，實(shí)際氨利用率優(yōu)于設(shè)計(jì)值。（ 2） 設(shè)計(jì)煙氣脫硫系統(tǒng)壓降≤2 100 Pa，實(shí)際考核煙氣脫硫系統(tǒng)壓降 390 Pa，優(yōu)于設(shè)計(jì)值。（ 3） 設(shè)計(jì)煙氣氨逃逸≤2 mg /m3，實(shí)際考核氨逃逸值為 0. 533 × 10- 6（ 0. 405 mg /m3） ，優(yōu)于設(shè)計(jì)值。（ 4） 設(shè)計(jì)凈煙氣中霧滴濃度≤75 mg /m3，實(shí)際考核霧滴濃度 20. 69 mg /m3，優(yōu)于設(shè)計(jì)值?？梢?jiàn)，超聲波脫硫除塵一體化裝置各項(xiàng)排放指標(biāo)及工藝指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，符合 《山東省火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 和 《氨法煙氣脫硫工程通用技術(shù)規(guī)范》的要求。

總之，燃煤電廠鍋爐污染物排放是造成大氣污染的主要原因之一，近年來(lái)，國(guó)家投入巨額資金大力開(kāi)展燃煤電廠的污染治理工作?？纱蟠鬁p少一次性改造資金的投入; 該技術(shù)適用于現(xiàn)有氨法脫硫裝置的升級(jí)改造，具有施工周期短、改造設(shè)備少、占地少、投資小、運(yùn)行安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，可作為化工、石化、醫(yī)藥等企業(yè)自備中小型鍋爐煙氣超低排放示范工藝路線的首選。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐文勝.某電廠煙氣脫硝、脫硫和除塵系統(tǒng)改造的研究[J].山西化工，2019，39（05）：120-122.

[2]郭恩宇.熱電廠脫硫除塵裝置技術(shù)改造的相關(guān)研究[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019，39（18）：177-178.

（作者單位：浙江菲達(dá)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰荆?/p>