湿式麻石除尘器作为锅炉除尘器其除尘与脱除S

以10t/h锅炉配用几种主要湿式除尘器为例，就除尘器的性能进行比较如下表。

为了了解湿式麻石除尘器与脱除SO2气体能力有关方面的问题，本文从有关气体吸收，即从传质传热的角度，主要是从传质的角度来进行讨论。当然还涉及到每种除尘器的除尘原理以及使用方式和条件。只有这样才可以进行恰当的评价，提出一个合适的选用原则。湿式麻石除尘器的除尘和脱除SO2气体是两个不同的功能，其作用原理也是属于两个   不同的体系。用同1台除尘设备达到同时解决这两个方面问题的目的，是湿式除尘装置的显著优点。但问题是要搞清楚在什么条件下可以同时达到这两个目的，达到的效率有多大。为此，我们   先叙述锅炉的排烟中，烟尘的有关性质。表2为摘自北京环保研究所测定的常用燃烧方式锅炉的烟尘平均分散度(锅炉负荷率85%~100%)资料，以资参考。

掌握烟尘分散度以及除尘器的分级效率是选择除尘器类型的关键。在烟尘粒度小于5μm范围内，一般除尘器便难于捕集。但对于文丘里管或有旋流板结构的湿式除尘器，由于微细烟尘的凝聚效应以及微粒的布郎运动，像形成雨滴那样形成包含烟尘粒的水蒸汽凝聚核心，使颗粒体积逐渐增大到易于捕集的程度。这样就提高了分离效率。如文丘里管除尘器除尘效率   高可达，对于粒径1μm尘粒除尘效率可达。
　　以下说明除尘器脱除SO2气体的能力。化工气体吸收资料上介绍，SO2气体易溶于水并生成了弱而不安定的亚硫酸，在   条件下这个过程是可逆的。SO2气体容重是空气容重的2.26倍。在0℃时1容积水能溶79倍容积的SO2气体；20℃时为39倍；40℃时为18倍，在95℃时，已溶于水中90%以上的SO2将脱吸。通常锅炉燃烧排出烟气中SO2气体体积组分在3.5%以下，故为低浓度组分，适应于亨利定律。
　　如果采用水这种吸收剂来吸收烟气中的SO2气体，构成SO2-H2O系统。在这个气液两相间也就形成了物理吸收过程，将烟气中的SO2气体组分分离出来。这时SO2从气相通过扩散传质溶于液相，它们之间没有显著的化学反应。吸收的浓度取决于操作条件下SO2在水中的溶解度。吸收速率主要取决于SO2从烟气中传递入界面水膜的扩散速率。吸收过程中，SO2由于不断溶于水中，其分压发生变化。此时溶于水中的SO2也要在液相中产生   分压，当此分压与气相中SO2气体的分压相等时，即达到了宏观上的相平衡，也即是气相中SO2溶解到水中，进行相变过程的停止。外界条件对吸收过程的影响有以下几个方面。溶解过程服从于亨利定律(气体溶解定律)，当温度改变时，SO2气体分压改变，由一个相平衡达到另一个新的相平衡。为此我们引用传质传热理论中的SO2-H2O系统关于温度对SO2在水中溶解度的图象来说明这一点如图5所示。由图5可见降温可以增大SO2气体的溶解度。对烟气加压可以增大吸收，减压有利于气体脱吸。联系到我们要讨论的湿式除尘装置，脱除SO2气体的过程，实际是一个SO2-Hz0系统中气相和液相两相间的吸收平衡过程。操作条件下SO2在界面水膜中的溶解度就决定了吸收的   。
　　界面水膜可以是水膜表面层也可以是水滴的表面层。溶解于水膜的SO2分子也是逐渐向液体的深层不断地扩散的。水溶液中溶解的SO2数量不仅与当时烟气温度相关，而且与压力有关，与SO2在烟气中的浓度有关。当然与溶液中是否有脱硫剂   有重要关系。后者将由物理吸收转变为化学吸收，脱硫率将提高至60%~80%。溶解度变化受温度影响很大，温度上升，SO2气体溶解度将显著下降。由于烟道及除尘器内负压运行，温度变化幅度不需很大，即可影响到溶解度大幅度变化。为了   进一步理解温度、压力对溶解度的影响关系，要以通过空气中氧气溶于水时，其溶解度与温度、压力的关系进行比较。这也就是热力除氧与真空除氧2种工艺的理论根据。
　　以下以层燃炉配文丘里管湿式麻石水膜除尘器为例进行计算，具体了解湿式除尘器脱除SO2气体的情况。
　　煤种为锅炉设计代表性二类烟煤山东良庄烟煤。该种烟煤低位热值17685.85kJ/kg，含硫量1.。经计算VSO2为0.0135Nm³/kg，SO2气体在烟气中容积份额0.15%，排烟系统为负压状态，近似作为标准大气压处理。烟气温度160~180℃。查SO2在水中溶解度表，烟气温度为50℃时，SO2气体分压力0.0017标压时溶解度为0.02kgSO2/100kgH2O。我们选用文丘里管湿式除尘器，其水气比为0.36kgH2O/时烟气。则在50℃烟温时计算得SO2气体的吸收率实在微不足道。建议在湿式除尘器的使用中，如果不加脱硫剂，不宜考虑脱硫率。在锅炉排烟脱硫技术中，   使用脱硫剂方可脱除60%~80%SO2。
　　锅炉排烟温度，对小容量及燃用高硫分燃料的锅炉可取为180~220℃；对大中容量锅炉可取为130~180℃。例如：SHL6-13-AⅡ炉排烟温度为180℃，SHL10-13-AⅡ炉排烟温度为160℃，SHL20-13-A炉排烟温度190℃，SHL35-A炉排烟温度为164℃。查麻石除尘器厂家样本，温度降一般为50~80℃，   大~100℃。而除尘器出口排烟温度基本上在90℃以上。从SO2气体溶解度来看，溶解度值很小，所以从传质观点分析，脱除SO2的提法没有实际意义，也就是说湿式除尘器单用水洗涤时达不到脱硫的目的。因此要脱硫   在水中加脱硫剂。如果用含硫量1%以下的煤时，可以考虑能否用锅炉排污水的碱度来脱除。因排污水中含Ca2+离子、生成CaSO3   后氧化成CaSO4沉淀排除。如果SO2浓度较大，由于仍属于低浓度烟气，可以设立调配池，在池水中投放CaO(生石灰)制成Ca(OH)2溶液加入除尘器用水中一般可以脱除60%的SO2气体。在各种脱硫方法中这种方法经济实用。
　　综上所述，在锅炉用麻石水膜除尘器中，为脱硫效率达到60%~80%   使用脱硫剂。在比较各种湿式除尘器之后，应该说文丘里管式水膜除尘器较好，因为它本身不容易堵塞，制造简单，水气混合强烈，虽然阻力稍大，但是总的动力消耗不见得   大。特别是当文丘里管喷入含Ca(OH)2的pH值为10~11水之后，除SO2能力在80%左右，而除尘效率可达以上。