求组合式旋流板净化塔在燃重油锅炉脱硫除尘中的应用？？

【专家解说】：摘要：将旋流板技术与其他除尘技术进行有机结合，研制出一种新型的组合式旋流板净化塔，该塔在燃油锅炉脱硫除尘实践中，取得了良好效果。

关键词：旋流板 脱硫除尘 燃油锅炉废气净化塔

1、前言

在染织、食品、造纸、化工等企业中，有一批蒸发量在25T/h以下，以重油为燃料的小型燃油锅炉。重油的含硫量很高，如180#重油含硫高达2~2.6%，致使烟气中二氧化硫浓度高至4000mg/Nm3以上。为了有效去除重油锅炉烟气中的二氧化硫，深圳市百斯特环保工程有限公司自1997年起，就着手研究利用浙江大学谭天恩教授发明的旋流板技术，治理燃重油锅炉含硫废气的工作，并于1999年初研制出集脱硫除尘一体化的组合式旋流板净化塔（I型、II型），并在广州、深圳治理了一大批蒸发量不等的重油锅炉烟气，均取得满意效果，为此，深圳市环保局组织了现场推介会推广这一先进技术，深圳多家媒体均进行了宣传报道。

2、组合式旋流板净化塔烟气脱硫原理

组合式旋流板烟气脱硫除尘实质上是烟气中SO2由气相转入液相的典型化工传质过程。由于脱硫液为含碱的水溶液，SO2由与水中碱液接触后，立即进行酸碱中和反应，因此传质过程阻力主要集中在气相，为气膜控制。按照传质过程双膜理论，加大气相湍动程度和增加气液接触面积，有利于SO2的脱除。为了增大气相湍动程度，防止净化塔堵塞，使用旋流板作为气液接触元件，无论从理论上讲还是经实际检验，都证明是一个正确合理的选择：

2.1、气流通过旋流板作螺旋上升运动时，液流部分被气流分配到各旋流板叶片上，形成液膜；一部分被气流冲散成细微的液滴，随气流一起上升。在上升过程中，气液间产生许多旋涡，其间互相渗透，表面不断更新，这样就极大地增强了气液接触面积和气相湍动程度，强化了传质过程。

2.2、旋流板开孔率都在33%以上，气流穿过旋流板缝隙动能因子常为10~12，有的高达15，因此穿过塔板缝隙的冲刷力大，不会堵塞，这恰恰是填料塔及其它类型塔板所不能及的。

3.3、旋流板塔内淋水装置不是微孔（或小孔）喷雾器，旋流板塔的供水是靠φ40mm、φ50mm或直径更大管子直接将水淋降在旋流板的盲板区，靠旋转的气流将水分散成细微液滴，所以不存在供水装置堵塞问题。

3、组合式旋流板净化塔烟气脱硫工艺

组合式旋流板净化塔脱硫除尘可利用印染厂的漂染废碱水、饮料厂的洗瓶废碱水、锅炉排放水为吸收液，实现以废治废。

3.1、烟气脱硫工艺流程图

3.2、工艺流程图说明

含硫尘的烟气被吸入，经引风机增压后，以一定速度进入净化塔，在净化塔内经冲击、洗涤、淋降和液膜等系列作用，使烟尘中的较大尘粒和相当部分SO2酸气，在这里得到一定的清除，这一过程称之为第一级净化。因为烟气温度较高（200~220oC），在这一过程产生大量蒸汽。生成的蒸汽与得到初步净化的烟气一起上升，与淋降的脱硫液在多个气液接触元件――旋流板上反复混旋，使烟气中的尘和SO2酸气得以基本清除，这一过程称之为第二级净化。净化后的烟气再经旋流除雾板除去液沫和雾滴，由净化塔顶直接排放或入烟囱排放。携带尘粒的脱硫液由塔底流出，返回水池，尘粒依靠重力沉入池底，吸收液用泵打入塔内循环使用。为保持循环液中一定的PH值，定期向池中加入碱液或碱。池中用浮球伐保持液位恒定，蒸发水可自动补充。循环液根据其比重，部分间隙排放至水处理站处理。

其工艺过程的化学反应式如下：

SO2 （气） → SO2 （液）

2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O

Na2SO3 + SO2 + H2 O → 2NaHSO3

由于烟气中有氧气，一部分Na2SO3 被氧化

2Na2SO3 + O2 → 2Na2SO4

4、组合式旋流板净化塔治理重油锅炉烟气部分实例

以深圳维他（光明）食品饮料有限公司为例。 该公司是一家生产各种瓶装、软包装、纸盒装饮料的大型企业，产品销往港澳、东南亚和珠江三角洲一带。其锅炉车间有3台蒸发量为6T/h燃重油锅炉，常年运转，燃油烟气直接排放，对周围环境造成严重污染。受其委托，我公司于2002年8月承担该公司重油锅炉烟气脱硫除尘任务。经过现场实地调研，发现其洗瓶车间有约30m3/h、PH为8~11的洗瓶废碱水，决定以此洗瓶废碱水为脱硫除尘液，净化锅炉烟气中二氧化硫，达到“以废治废”效果的设计方案。工程竣工运行后，经市环保局多次随机监测（监测结果见表1、2、3），净化效果非常喜人。

维他（光明）食品饮料有限公司污染源废气监测一览表表1
项目治理前治　　理　　后日期2002.7.162002.12.132003.1.15锅炉1#3#1#2#烟囱高度25M25M20M20M监测次数112312实测排放浓度332691076折算排放浓度5701219211513排放速率1.040.020.030.030.040.01实测排放浓度193314314316160157排放速率0.6021.011.011.021.030.381实测排放浓度1.6×1032118175857折算排放浓度2.75×103433735124123排放速率4.990.070.120.050.370.14烟气黑度（林格曼级）111111标干烟气流量（m3/h）3.12×1033.22×1033.22×1033.22×1036.42×1032.43×103
2003年2月24日由深圳市环保局组织的考核监测情况表 表2
参数名称燃料O2

（%）实测过量

空气系数规定过量

空气系数烟气温度（℃）烟气含湿量（%）1#锅炉烟囱处理前180# 重油10.21.941.21767.531#锅炉烟囱处理后180# 重油10.82.061.27612.45
表3
监测项目（处理前）烟尘氮氧

化物二氧

化硫烟气黑度

（林格曼级）实测排放浓度1002562.69×10314.32×103折算排放浓度162-4.20×103--排放速率0.4321.1111.2--实测排放浓度1022602.71×103-4.32×103折算排放浓度165-4.38×103--排放速率0.4411.1211.7--实测排放浓度982672.84×103-4.32×103折算排放浓度158-4.59×103--排放速率0.4231.1512.3--监测项目（处理后）烟尘氮氧

化物二氧

化硫烟气黑度（林格曼级）实测排放浓度2122111813.24×103折算排放浓度36-203--排放速率0.0680.7160.382--实测排放浓度17224104-3.24×103折算排放浓度29-179--排放速率0.0550.7260.337--实测排放浓度2022089-3.24×103折算排放浓度34-153--排放速率0.0650.7130.288--监测方法： 烟尘 重量法 最低检出限 2 mq/m3
氮氧化物 定电位电解法 1 mq/m3
二氧化硫 定电位电解法 1 mq/m3
烟气黑度 林格曼烟度法 0林格曼级

我公司近年完成的部分重油锅炉烟气脱硫除尘项目见下表

烟　　　气治理前治理后林格曼黑度尘mg/m3SO2mg/m3林格曼黑度尘mg/m3SO2mg/m3深圳市海超工贸有限公司6T/h>130028000120..673.87碱水1999.5月一期1#8T/h>13713863069.42532.05织染含碱废水20013月二期2#8T/h>13623913041.6602织染含碱废水200112月一期3#10T/h>140641500105221织染含碱废水20016月二期1#10T/h>139840100100268织染含碱废水20019月2#10T/h>13913870094175织染含碱废水20019月5#10T/h>1387370009034.8织染含碱废水20019月深圳维他（光明）食品饮料有限公司6T/h 3台15702750117.338.3洗瓶含碱废水200212月
5、组合式旋流板净化塔与其他吸收设备操作参数性能比较

组合式旋流板净化塔除集脱硫除尘于一体外，还有许多其他净化装置无可比拟的优点：

5.1、脱硫、除尘效率高，一般情况下，达90%以上。

5.2、气流阻力小，整塔气流阻力在600Pa以内。因此可选用较低风压的风机，节省动力。

5.3、处理气流大。同样塔径、同样气流阻力，它所处理气量是填料塔的两倍。对填料塔，一般空塔速度是2~2.5m/s以下，超过这个值常会发生拦液及液泛现象；而在组合式旋流板净化塔中，气流是旋转上升，气量加大，旋转加剧，如果不考虑气流阻力，只会有益于脱硫除尘，不存在拦液及液泛现象。

5.4、液气比小，为其他脱硫除尘设备用液量的60%。我司多次使用发现，随着液气比增大，脱硫除尘效率增高，但当液气比增大到一定值时，随着液气比增大，气流阻力会迅速上升，以 0.6~0.8 为佳（见图）。

5.5、永不堵塞。塔板开孔率高达33%，气流过孔冲刷力大；另外，供液至旋流板盲板区的为ф40mm～ф50mm管道，不会堵塞。

5.6、处理气流温度高，波动范围大，既可处理高温气体，也可处理常温气体。燃油锅炉烟气净化，进塔烟气温度220oC，出塔烟气温

度65oC；柴油发电机烟气净化，进塔烟气温度400oC，出塔烟气温度70oC；打磨岩石粉尘气及喷涂有机废气属常温气体。

5.7、结构简单，制造方便，运行平稳，可自动控制，不需额外增添人员操作。

组合式旋流板净化塔与其他吸收设备操作参数、性能比较表

名 称组合式旋流板塔填 料 塔喷 淋 塔液气比0.5～0.8 L/m31～10 L/m30.6～1.0 L/m3喷淋密度动能因子10~156～8 m3/ m2.h压力损失< 600 Pa500 Pa/m< 600 Pa空塔气速4.0～5.0 m/s2.0～2.5 m/s0.2～2.0 m/s结构简单、易制简单、易制简单、易制处理能力强较低较强操作弹性大较大一般流体阻力较小较小较小能量消耗一般一般大气液分布均匀不均匀不易均匀设备功能可同时吸收、除尘、降温气体含尘高时易堵塞填料可同时吸收、除尘、降温运行状况可靠填料易堵塞喷咀易堵塞净化效果好一般一般防腐易防腐易防腐易防腐维修不经常较经常较经常
6、结束语

组合式旋流板净化塔不但在燃重油锅炉烟气脱硫除尘上取得了成功，而且在治理其他各类废气上同样取得了良好效果。我公司利用这一技术治理的各种功率柴油发电机黑烟、食堂炉燃火烟、石材打磨粉尘、冲天炉窑炉烟气乃至有机废气工程，全部运行稳定、质量可靠，一次验收合格，净化后的废气排放浓度低于国家及省市标准允许值。组合式旋流板净化塔这一先进的脱硫除尘设备，将随着我国经济建设的迅猛发展，发挥出更大的作用。

作者单位：深圳市百斯特环保工程有限公司