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增湿塔及文丘里管除尘效率模拟及影响因素分析

[日期:2016-11-02] 来源:《中氮肥》2016年第5期  作者: [字体: ]

增湿塔及文丘里管除尘效率模拟及影响因素分析

 

王天贵1,顾朝晖2,曹真真2

1.河南工业大学化学化工学院,河南  郑州4500012.河南心连心化肥有限公司,河南  新乡453731

 

[摘  要]为了了解热电锅炉烟气脱硫除尘系统运行状况及其节能减排的潜力,采用数学建模的方法对增湿塔及文丘里管除尘效率进行模拟计算,计算结果显示:在现有条件下,5 μm以上的烟尘颗粒都能够被除去;液气比和液滴直径是影响除尘效率的主要因素,增加液气比有利于提高除尘效率,但是对小颗粒烟尘去除效果不明显。

[关键词] 锅炉尾气;除尘装置;增湿塔;文丘里管;数学模型;除尘效率;液气比;液滴直径

[中图分类号] TM 621.7+3  [文献标志码]A  [文章编号] 1004-9932201605-0067-05

 

我国的空气污染问题已经成为政府及广大民众最为关注的民生话题之一,其中燃煤锅炉尾气排放又是众矢之的。据国家环保部数据12014年,电力、热力生产和供应业排放烟(粉)尘2 724 kt,排在黑色金属冶炼及压延加工业之后,居第二位。国家有关部委已经对燃煤电厂提出了超低排放和节能改造要求,相关行业、企业必将加大治理力度,提出更高的要求。合成氨是我国的第一大化工产品,60%以上以煤为原料生产,而我国以煤为原料的大中型氮肥厂一般都有自己的发电装置,因此控制粉尘排放也是这些企业的重要任务。河南心连心化肥有限公司下属14分厂均设有热电车间,其中13分厂工艺装置大同小异,锅炉尾气除尘装置包括旋风除尘器、静电除尘器以及文丘里湿法除尘等几部分,在锅炉非满负荷时,最终烟尘排放浓度可以保持在20 mg/m3以下,但在满负荷状态下最终烟尘排放浓度就可能超过20 mg/m3。出于成本方面的考虑,公司希望锅炉由欠负荷到满负荷甚至超负荷运行,同时要求最终烟尘排放浓度保持在20 mg/m3以下。在装置不改变的情况下,该愿望能否实现?操作参数是否需要改变?怎么变?这些问题能否通过模拟计算得到答案?本文将试图回答这些问题。

锅炉尾气除尘装置运行状况

河南心连心化肥有限公司13分厂热电车间均采用干法脱硫工艺,锅炉尾气经旋风除尘、静电除尘后进入一套组合的文丘里旋流喷淋脱硫除尘装置。由于静电除尘器出口之前操作参数基本恒定且缺乏相关基础数据,因此模拟计算只能针对其后的部分进行,其流程及相关参数见图1和表1、表2

1是目前在用的典型流程。来自静电除尘器的烟气进入增湿塔,与塔内喷淋的稀氨水逆流接触、增湿降温,温度从120 ℃左右降到55 ℃左右;出增湿塔的烟气通过一个文丘里管与喷入的稀氨水接触除尘脱硫;从文丘里管扩大段出来的烟气以切线方向进入脱硫塔,通过2层旋流板和除雾器后出塔进入烟囱。

 

1锅炉尾气脱硫除尘系统流程示意图

目前脱硫塔内并没有喷淋吸收液,只是间断地喷洒清水,清洗除雾器。当烟气量一定时,最终影响烟气含尘量的主要因素是氨水喷淋量。当然也有文献报道,当氨水浓度过高时,可能会增加烟尘浓度。但由于河南心连心化肥有限公司使用的氨水浓度很低,脱硫塔内没有喷洒氨水,因此这种可能性很小。此外,当锅炉负荷增加时,也就意味着烟气量增加,有可能造成除雾器除雾效率下降。但是实验及实测结果显示,出口气体雾沫夹带量并不超标,而且吸收液含固量也不高,即雾滴夹带并不是烟尘浓度增大的主要原因。

更多内容详见《中氮肥》2016年第5

 

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