摘要：针对简易湿法烟气脱硫除尘装置普遍存在的堵灰、阻力大、烟气带水和塔板易腐蚀等问题，成功研制XZXL型喷雾旋流烟气脱硫除尘装置。文章简要探讨了该项目的概况、基本原理、技术创新点、解决的关键问题、技术特点、鉴定及效益。
关键词：喷雾旋流烟气脱硫除尘装置
1项目概况
1.1国内外同类项目发展概况
我国中小型锅炉烟气脱硫主要以简易碱性湿法、半干法为主导技术。410t/h以上级别的大型锅炉以湿法即石灰石—石膏法为主导技术。锅炉烟气湿法脱硫工艺在目前世界上应用最多，美国、德国、日本等一些西方发达国家大多数都采用湿法脱硫工艺。因此，锅炉烟气湿法脱硫是当今世界上最为成熟的一项技术，固硫剂价廉易得，副产物便于利用，煤种适应范围宽，并有较大幅度降低工程造价的可能性。目前单机容量在20万kW以上的火电机组容量占火电总装机容量的55%，高参数、大容量火电机组是当前和今后相当长时间内火电发展的方向。因此，大机组锅炉烟气脱硫是火电厂的工作重点，是控制火电厂大气污染的关键，而湿法脱硫工艺是当前国际上通行的大机组火电厂烟气脱硫的基本工艺。所以，我国也在重点发展湿法脱硫技术。
迄今为止，国内却仅有不到1%装机容量的火电厂和少数中小型锅炉实施烟气脱硫。主要有脱硫成本问题、产物出路问题以及引进技术国产化的问题。
国内中小型锅炉的烟气简易碱性湿法脱硫工艺都不同程度存在缺陷，主要表现在设备内部积灰、阻力大、烟气带水和运行成本高等。国内多数环保公司、研究机构也在不断探索，试图从设备结构改进、材料以及脱硫过程主耗物替代方面寻找突破。
1.2本项目开发的目的和意义
我国锅炉现状是中小型居多、燃煤居多、低效率或无配置环保装置居多，福建省也不例外。污染状况没有根本性改观，并有继续扩大的趋势。一台65t/h燃煤锅炉运行一年产生的二氧化硫气体总量为900～1200吨，全国未配套脱硫除尘装置的中小型锅炉有几十万台，大气污染状况不言而喻。XZXL型喷雾旋流烟气脱硫除尘装置的相关技术是根据市场需求而研发，这一装置的成功研制无疑会为解决上述问题带来新的选择，也对我国环境保护工作产生重要意义。
2项目技术的基本原理
XZXL型喷雾旋流烟气脱硫除尘装置由烟气进口导向通道、烟气预处理装置、脱硫除尘主塔、副塔、中心导流柱、脱水旋流板、除雾器、脱硫剂配制系统、废液再生系统、烟气出口烟气及引风机等设备和部件组成。
从锅炉出来的烟气先经烟道增湿初除尘降温预处理后，由塔底切向进入，旋流上升，通过装有两层高效喷嘴的主吸收段，由于烟气高速旋转的离心力作用，使喷嘴喷出的部分液体形成雾化，从而增大气液间的接触面积;烟气继续旋流上升进入导向旋流板进行汽水一级分离，同时把塔板流下的部分分离水带动旋转使其雾化，对烟气中残余SO2进行二次吸收。由于烟气旋转离心力的作用，最后液滴被甩到塔壁上沿壁流下，经过溢流装置到下一层塔板上，再次被气流雾化而进行气液接触。烟气继续上升进入第二块旋流板、挡水圈进行汽水二级分离。液体在与气体充分接触后得到有效分离，避免雾沫夹带，其气液负荷比常用塔板大一倍以上。又因塔板上液层薄，开孔率大而使压降较低，比达到同样效果的压降约低50%，因此，综合性能优于常用的旋流板塔。
吸收SO2的吸收液为含NaOH水溶液，吸收SO2后的相对饱和的亚硫酸钠和亚硫酸氢钠废液流入再生水池，通入空气把亚硫酸钠氧化，加入10%含量的石灰水进行再生，把NaOH还原出来，同时生成亚硫酸钙和硫酸钙沉淀，含NaOH清水溶液溢流到循环水池循环使用，亚硫酸钙和硫酸钙沉淀而被除去。本项目的技术性能设计符合国家环保产品认定技术条件HCRJ040-1999标准。
3项目的技术创新点
3.1通过大量试验，优选脱硫塔旋流板最佳矢量角设计值，在确保达标排放的前提下，既保持了气体流通截面又保持了气体旋转速度，达到消除积灰、阻力下降和提高烟气脱水效率，有效防止烟气带水的良好效果。
3.2改变传统垂直喷淋方式为平行喷淋方式。传统喷嘴的安装一般与气流方向垂直，这样在气体旋转上升时，遇到垂直方向的液体必然产生阻碍作用，削弱气体旋转速度和产生的离心力，导致液体雾化的能力降低，气液接触不充分，脱硫效率难以提高，同时增加阻力。
平行喷淋是把喷嘴安装与气流方向平行，喷嘴喷出的液体与气流方向同样成平行角度，消除了对旋转气体的阻挡作用，使气体旋转速度和产生的离心力得到保持，携带液体旋转的能力大大增强，使液体雾化的效果随之提高，气液接触面积将进一步扩大，同时减少气液接触的阻力。
3.3除高效喷雾喷嘴外，塔内组件全部用花岗石代替。原有简易湿法脱硫除尘塔内所用的塔板全部为钢制品，制作安装容易，但腐蚀严重，使用寿命很短，既花钱，维修工作量较大。本技术根据塔板普遍存在的问题对以花岗岩替代的可行性进行深入的研究并最终成功。塔板用花岗岩一次性制作安装较麻烦，但花岗岩耐腐蚀，既降低工程造价和维修费用，又延长了设备的使用寿命，可5～10年不需要维修。
4本项目解决的关键问题
本项目主要根据简易湿法烟气脱硫除尘装置普遍存在的堵灰、阻力大、烟气带水和塔板易腐蚀问题做针对性的深入研究和创新。
4.1堵灰
一般的简易湿法烟气脱硫除尘器积灰率在40%以上。从积灰的部位看，通常滞留在旋流板上。除燃料含有易结块因素外，就设备本身的主要问题是设计参数选择不合理。如:塔板开孔率取值大，吸收和除雾效果难以达到;开孔率取值小，易积灰的问题将不可避免。但不论开孔率是大是小，都与旋流板叶片的矢量角设计度密切相关。