湿式烟气脱硫装置的烟气带水问题的研究.pdf

16 2006年第二届七省区市机械工程学会科技论坛暨学会改革与发展研讨会论文集 湿式烟气脱硫装置的烟气带水问题的研究 in ofthewet flue desufurization Study gas gas process 北京北辰热力厂周玉良 汪盾 徐立杰 孙凤娟 摘要；湿式烟气脱硫技术普遍存在着烟气湿度大和带水问题，本文从理论上 分析了烟气过湿现象及其所引起的管道、设备的酸性腐蚀，并结合实际提出了控制 低温酸性腐蚀的措施，它简单易行，投资和运行费用低廉，适用于燃煤锅炉的湿式 脱硫除尘系统。 关键词：湿式烟气脱硫烟气带水研究 1前言 湿式脱硫除尘技术是燃煤锅炉应用最多和最成熟的一项适合中国国情的烟气 脱硫技术，它已经成为国内烟气脱硫技术的一个热点。湿式脱硫工艺的基本原理 是：以氧化钙、氧化镁等碱性物质作为脱硫剂，洗涤烟气，与烟气中的SO。发生化 学反应，通过强烈的液气接触获得较高的脱硫效率。在反应过程中，由于进脱硫塔 内的烟气温度较高，在气液接触时浆液中的一部分水会汽化，同时随烟气还夹带了 大量的细小水滴，尽管脱硫设备都装有脱水装置，但受烟气温度和脱水效率限制， 净化后的烟气含湿量一般都偏高，易造成引风机腐蚀积灰，产生平衡失调、电机过 载，发生停机或机械事故。因此，解决的办法只有加装高效脱水装置，减少水滴夹带 量和增加烟气再加热系统，通过烟气再加热的方法来提高烟气的出口温度，防止低 温腐蚀。但是，脱水器和烟气再热系统作为脱硫系统的一个部分，普遍存在投资和 运行费用高、阻力大等缺点。如何解决尾部烟气低温酸性腐蚀和引风机安全运转等 问题，降低脱硫系统的运行维护费甩，是当前备受关注的问题之一。 2过湿现象分析 2．1烟气露点 不饱和湿空气在总压和湿度不变的情况下进行冷却。当出现第一颗液滴即空 气刚刚达饱和状态时的温度称为该空气的露点。烟气中水蒸汽的露点较低，一般约 在30一50。C。但如烟气中含SO。，则SO。与水蒸汽形成硫酸蒸汽，后者的露点(酸露 点)是较高的。具体数值与SOs浓度、烟气中水蒸汽含量等因素有关。根据研究，烟 气中只要有0．005％(50ppm)左右，烟气露点即可高达150℃[43。 烟气露点的提高，使低温金属表面在低于露点以下的部分会有硫酸蒸汽凝结， 引起该处金属表面腐蚀及粘灰。这对于锅炉的经济运行和正常工作影响很大。因 北京机械工程学会论文 17 此燃用高硫煤时需引起注意。 2．2烟气中形成的SO。和S0。 固体燃料中的硫份，根据燃料灰分的性质和燃烧方法，大部分(约70一90％) 烧过程中直接氧化生成SOz；(2)燃烧排烟过程中，飞灰颗粒表面、燃烧装置的热交 换器表面等具有一定的催化作用，促进了SO。向SO。的转化反应；(3)火焰内部产 生的氧原子O与SO。直接氧化反应。 SO：被O。氧化后转化为SO。： S02+1／202一S03 应用基本的动力学概念，在E5]中推导出SO。最大浓度值Eso。-]max [S03-]max=klEs02][M]／K2 估算结果表明，SOs的最大值为S02浓度的0．1oA～5％。I-5] 2．3 S03向H2sO。的转化 烟气露点的提高是由于烟气中含有SO。的原因。SO。向H：SO；转化率与温度 即转化率增加。而温度越低，转化率越大。当温度低至110C时，几乎全部的SO。都 和水蒸汽结合成硫酸蒸汽，如图1[5]。硫酸蒸汽的存在使烟气的酸露点急剧升高， 如图2[4]。烟气露点的升高极易引起管理和设备的腐蚀。 200 么器 150 ＼＼ ＼