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湿电除尘对石膏粉尘和液滴作用

国外因湿式脱硫的吸收塔出口的除雾器设计的要求较高,除雾器出口所携带的液滴浓度只有20mg/Nm3,基本上没有石膏液滴带出,所以没有相关研究资料。国内已投用吸收塔的除雾器出口雾滴浓度设计为75mg/Nm3,而运行时往往还高于设计值,造成吸收塔出口有大量的石膏液滴带出,针对湿式静电除尘器对石膏以及石膏液滴的去除机理,可以作如下分析:

对于电除尘对石膏粉尘的去除机理,我们查阅了相关资料【12】,总结如下:

根据电除尘的除尘效率计算公式(多依奇公式)

其中S为比集尘面积,ω是粉尘在电场中的理论驱进速度,理论驱进速度是直接反映粉尘在电晕场中运动的难易程度的指标,查阅相关资料得石膏粉尘的理论驱进速度为0.16~0.2m/s,煤粉炉灰的理论驱进速度为0.1~0.14 m/s,当比集尘面积为10m2/(m3/s)条件下,可计算出电场对石膏粉尘的除尘效率为98%,煤灰为96.4%。可看出在相同条件中,石膏粉尘比煤灰更容易被捕获。因为湿式静电除尘工作原理与普通的电除尘相同,同时国外的相关资料也明确说明,这公式对湿式电除尘同样适用。因此湿式电除尘去除石膏粉尘效率要高于去除煤灰的效率。

在脱硫系统出口石膏是以CaSO4·2H2O的液滴形式存在,经过除雾器后,其粒径基本上在20μm以下。液滴的脱除一般采用湿式除尘技术,而湿式静电除尘器的水喷淋作用可以近似看作为一个重力喷雾湿式除尘。查阅相关资料,湿式除尘的效率计算公式【13】:

其中Et湿式除尘总能量消耗,△Pg是指烟气通过湿式除尘的压力损失,△PL是指湿式除尘喷水压力,Qb是指湿式除尘的喷水流量,Qg是湿式除尘中烟气流量,其中α和β是与烟气中粉尘类型相关的常数。根据三菱提供的湿式静电除尘方案中各项数据计算可得Et=0.8,对应于石膏液滴的α和β目前还没有查到,但是当Et=0.8时对于各种酸雾(近似为微液滴),湿式除尘的效率均可达到70%以上。

虽然没有实际的测试数据说明,但是根据电除尘和湿式除尘的机理,已能说明湿式静电除尘器可有效地除去烟气中石膏粉尘和石膏液滴。

目前国外研究和运行经验表明,1电场湿式静电除尘器的除尘效率在70%左右,2电场的除尘效率在90%以上,这样湿式静电除尘器除去石膏的效率应高于除去粉尘的效率。也就是说如果吸收塔出口石膏液滴浓度在100 mg/m3时,进入1电场湿式静电除尘器后,最多不可能超过30 mg/m3(石膏粉尘浓度6 mg/m3),如果是2电场的湿式除尘器则会更低。可以达到国外吸收塔出口的水平,不会在烟囱出口出现石膏雨现象。