收稿日期：2016-11-02
基金项目：国家科技支撑计划项目（2015BAA05B02）
作者简介：朱杰（1982—），男，湖北黄石人，硕士，高级工程师，从事电力环保设计研究及评价工作。
E-mail:hustzj888@163
大气污染防治技术水平的进步。由于颗粒物超低
排放限值较低，并不能像NO x、SO2控制一样只依
靠单一系统发挥脱除效能，初期投运的超低排放
尘器以实现颗粒物的超低排放。随着技术的不断
发展，旋汇耦合、沸腾式泡沫塔等复合塔脱硫除
尘一体化工艺也相继涌现，更加注重考虑脱硫系
倦组词语和拼音统对颗粒物的协同控制，进一步丰富了燃煤电厂
超低排放技术路线的选择。
本文通过对7个电厂采用不同湿法脱硫系统
协同控制颗粒物的实测结果进行研究，发现超低
排放下不同湿法脱硫技术脱除颗粒物性能存在明
湿法脱硫技术是中国燃煤电厂烟气脱硫的主
流工艺，主要包括石灰石-石膏湿法及海水法脱硫
等，截至2014年年底在已投运火电厂脱硫装置中
占比达94.4%以上。湿法脱硫工艺在高效脱除烟
气中SO2的同时，对烟气中粉尘也有一定的协同
脱除作用，其主要原理为气流中的部分粉尘颗粒
与液滴逆流接触而被捕集，捕集机理主要有惯性
碰撞、截留、布朗扩散等[1]。
根据文献[2]对39台湿法脱硫装置开展的除尘
效率试验结果，湿法脱硫系统综合除尘效率平均
在50%左右，高入口粉尘浓度机组的脱硫系统除
尘效率要高于低入口粉尘浓度机组。根据文献[3]
第1
期的研究，湿法脱硫系统除尘效率的主要影响因素包括粉尘粒径、烟气流速、喷淋密度等。
1.2超低排放带来的除尘新挑战
为了达到颗粒物超低排放，近年来低低温、
高频电源、旋转电极电除尘及超净电袋复合除尘等除尘新技术大量出现，能够实现除尘器出口粉尘浓度小于30mg/m 3甚至10mg/m 3，为下一步协同治理颗粒物创造了更好的条件，但也使原来不为人关注的几个问题凸显出来：如前所述，除尘器出口即湿法脱硫系统入口粉尘浓度过低时，烟尘中微细颗粒的比例大大增加。当尘粒很小（＜1μm ）时，惯性碰撞、截留作用已不明显，烟尘粒径的下降使得脱硫系统除尘效率大大降低[4-5]。文献[6]对5台不同等级机组湿法脱硫系统进出口颗粒物的实测研究发现，经过湿法脱硫后PM 2.5的质量浓度占比有所增加，数量浓度占比增加更为明显，说明湿法脱硫对PM 2.5的去除作用大大低于对PM 10等大粒径颗粒物的去除作用。
另一方面，湿法脱硫系统后的颗粒物不再仅仅由煤燃烧与破碎而成的飞灰组成，还包括脱硫过程所产生的新颗粒物，即吸收塔内喷淋的循环浆液会随烟气进入到烟道后形成CaO/CaCO 3、
CaSO 3/CaSO 4以及细小的雾滴等物质[5]。文献[7]也
在电厂采样中发现了湿法脱硫系统出口处新增石膏与石灰石颗粒的现象，并且这些颗粒物基本为
PM 2.5。对于低入口粉尘浓度机组，雾滴对出口粉
尘排放的影响更显著[2]，这也是出现脱硫出口颗粒物浓度高于入口粉尘浓度、加开喷淋层后颗粒物浓度不降反升等现象的原因。
2测试情况
对烟气超低排放机组进行性能评估，是通过
对不同负荷下机组各类烟气污染物浓度及脱除效率开展同步多点现场测试，以分析超低排放烟气治理流程各系统对各类污染物的脱除效果及多种污染物协同控制效果及排放特性。基于立题本意，本文主要对其中湿法脱硫系统入、出口烟气中颗粒物浓度实测结果进行分析。
2.1测试案例概况
开展现场实测的7个超低排放项目的机组炉
型、容量、污染控制系统等情况详见表1。
7个项目煤粉炉均采用低氮燃烧器+SCR 脱硝、湿法脱硫的NO x 、SO 2控制工艺路线，除A 项
目采用布袋除尘器外其他项目均采用电除尘器；除C 、G 项目外均在脱硫系统后加装了湿式电除尘器。其中，湿法脱硫技术既有海水法，又有石灰石-石膏湿法，后者又细分为空塔、单托盘、双托盘、旋汇耦合（SPC-3D ）、单塔双循环等不同流派，覆盖了目前市场上大部分脱硫超低排放的工艺类型；脱硫系统除雾器既有管束式、3层屋脊式等高效除雾器（出口液滴浓度不大于30mg/m 3），
表1
开展颗粒物浓度实测的项目情况
Table 1
Information of power plants performing particulate matter test
2朱杰等：超低排放下不同湿法脱硫协同控制颗粒物性能测试与研究
国庆节放假几天第50卷
中国电力也有2层屋脊式除雾器等常规除雾器类型。
2.2测试仪器与方法
7个项目湿法脱硫系统进、出口颗粒物测试采样位置示意见图1，有关测试设备与型号、测
试方法及标准、喷淋层运行等情况详见表2。
7个项目均按照GB/T 16157—1996要求的网
格法进行采样，采用重量法进行颗粒物测试，大部分项目参考了相关国外标准，如ISO 12141:
2002、EPA Method 5&17，有的项目仍沿用GB/T 16157—1996进行测试。7个项目均采用3012H
型全自动烟尘采样仪和烟尘采样进行采样，大部分项目采用高精度的十万分之一分析天平进行称重，测试单位均具有认证合格资质。
2.3测试条件
（1）机组测试工况：100%、80%或75%负荷
工况，其中A 、C 项目还分别进行了60%或50%工况测试，最大波动幅度不超过5%。
（2）测试时间：每台机组每种工况测试1~2天，100%、80%或75%、60%负荷时段8:00~
助学贷款申请书范文20:00，50%负荷时段为23:00～6:00。
（3）除B 项目采用不同硫分配煤来调整脱硫
系统入口SO 2浓度以考核脱硫系统性能外，其他项目现场测试期间煤质和燃料配比基本不变，脱硝系统、除尘器、脱硫系统以及辅助系统均处于正常稳定运行状态。
3
结果与讨论
3.1
测试结果
7个超低排放项目湿法脱硫入、出口颗粒物
实测结果详见表3和图2。
根据7个项目的测试结果，对不同项目湿法脱硫系统脱除颗粒物的性能进行分析如下：
（1）不同项目湿法脱硫系统入口颗粒物浓度在6.34~21.4mg/m 3之间，主要集中在10~20mg/m 3，脱硫系统入口颗粒物浓度差别不大，均属于较低水平。从颗粒物脱除效率来看，不同项目脱硫系统差别很大，最低只有7.54%，最高可达
85.88%。
（2）每个项目湿法脱硫系统入口颗粒物浓度
变化较小，它们的颗粒物脱除效率随机组负荷变化波动不大，说明湿法脱硫系统脱除颗粒物的性能较为稳定。
（3）颗粒物脱除效率平均值从低到高的湿法脱硫工艺依次为A 、D 、E 、F 、B 、G 、C 项目，
表2
颗粒物测试仪器及方法
Table 2
Particulate matter test instruments and analysis methods
图
1颗粒物测试位置
Fig.1Sampling location of particulate matter
图2不同湿法脱硫对颗粒物的脱除效率
Fig.2The removal efficiency of particulate matter by
different WFGD technologies
节能与环保
电视剧神话演员表
第1
期其中A 、D 、E 项目均小于50%，F 、B 、G 、C 项目则大于50%，最高达83%以上。A 、D 、E 项目均属于空塔喷淋项目，颗粒物脱除效率与文献[2]提出的湿法脱硫在低入口粉尘浓度时脱除效率明显降低的研究结论类似。F 、B 、G 、C 项目均属于复合塔脱硫，其中G 、C 项目还设置了低出口液滴浓度的高效除雾器，它们的颗粒物脱除效率明显高于空塔喷淋项目，协同控制效果较好。
（4）不同机组负荷时，每个项目喷淋层开启数量基本都维持不变，而湿法脱硫系统的颗粒物脱除效率没有明显变化。这说明虽然低负荷时脱硫系统烟气量会变小，塔内烟气流速降低，有利于脱硫系统脱除颗粒物[3]，但在低入口颗粒物浓度时这种作用已不明显。
3.2结果讨论
如3.1节所述，不同项目湿法脱硫系统在低
入口颗粒物浓度情况下，颗粒物脱除效率呈现出较强的规律性，配置高效除雾器的双托盘、旋汇耦合等复合塔湿法脱硫技术远超过传统空塔湿法脱硫工艺，可以从测试结果中得出如下结论：
（1）对于装设常规除雾器的空塔湿法脱硫系统，面对超低排放带来的除尘器出口粉尘浓度低、粒径小的不利条件，脱硫系统脱除粉尘的效率也较低，降低烟气流速、增加开启喷淋层数并不能
有效提升脱除效率。同时，除雾器出口液滴浓度过高，还会导致携带过多的脱硫石膏与石灰石颗粒，进一步增加脱硫出口颗粒物浓度。
（2）海水脱硫及单托盘等技术通过设置填料层、托盘等强化气液接触传质的组件，在提高脱硫效率的同时也有效提高了粉尘的脱除效率。而且，海水脱硫采用海水作为吸收剂，其液气比较石灰石-石膏湿法脱硫大幅增加，有利于粉尘的脱除，也不存在脱硫石膏与石灰石颗粒的携带问题，所以它们的颗
粒物协同控制能力相比于传统空塔湿法脱硫进一步提升。
（3）配置高效除雾器的旋汇耦合及双托盘等复合塔湿法脱硫技术，在设置高效强化气液接触传质组件提高粉尘脱除效率的同时，进一步对除雾器出口液滴浓度进行控制，有效降低了脱硫石膏与石灰石颗粒的携带，从2方面入手实现了脱硫系统的颗粒物高效协同控制。
4结论与建议
通过对7个超低排放典型项目的湿法脱硫系
统入、出口烟气中颗粒物实测结果的分析发现，近年来随着超低排放实施而发展的旋汇耦合、双托盘等高效湿法脱硫技术，通过强化气液接触传质、降低除雾器出口液滴浓度实现了脱硫系统对颗粒物的高效协同控制，表明超低排放脱硫技术革新也带来了湿法脱硫系统颗粒物控制性能的进步。建议选择燃煤电厂超低排放技术路线时，应结合场地、煤质、炉型统筹考虑，更加注重各系统之间协同控制。
参考文献：
[1]岳焕玲，原永涛，宏哲.石灰石-石膏湿法烟气脱硫喷淋塔除尘
机理分析[J].电力环境保护，2006，22（6）：13－15.
中考志愿填报YUE Huanling,YUAN Yongtao,HONG Zhe.Analysis of dust removal mechanism in sprayer of limestone/gypsum wet flue gas desulfurization system[J].Electric Power Environmental Protection,2006,22(6):13-15.
[2]魏宏鸽，叶伟平，柴磊，等.湿法脱硫系统除尘效果分析与提效
措施[J].中国电力，2015，48（8）：33－36．
WEI Hongge,YE Weiping,CHAI Lei,et al .Analysis of dust removal effect in wet -FGD system and its efficiency -表3湿法脱硫入、出口颗粒物实测结果
Table 3Particulate matter test results at WFGD inlet
and outlet
朱杰等：超低排放下不同湿法脱硫协同控制颗粒物性能测试与研究
第50卷
中国电
力Comparative Study on Desulfurization Wastewater Sludge Dewatering
YE Zhian,HAN Lin,GUO Pengfei,SUN Lijao,WANG Dongmei,WEI Changming
（Xi ’an Thermal Power Research Institute Co.,Ltd.,Xi ’an 710032,China
）Abstract:As the final stage of the FGD wastewater treatment and discharge process in the power plant,sludge dewatering may affect the whole wastewater processing system operation if it is not designed reasonably or operated properly.There are two kinds of sludge dewatering devices,the frame filter press machine and the centrifugal dewatering machine.In a power plant,the centrifugal dewatering machine is originally adopted in the desulfurization wastewater sludge treatment and the produced cake contains more than 80%of water and presents semi -fluid state,causing secondary pollution in the process of loading/unloading and transportation.Therefore,the dewatering system is modified by replacing the original dewatering centrifuge with the frame filter and installing the sludge buffer tank,sludge circulation pump and sludge feed pump.The comparative study on the dewatering devices before and after the modification is conducted.The study results show that the frame filter is more suitable for the desulfurization wastewater sludge treatment process.The mass fraction of the dewatered cake solid is higher than 30%,and the operation of the system is stable with lower energy consumption.
Keywords:limestone -gypsum wet desulfurization;FGD wastewater;frame filter;centrifugal dewatering machine;solid content of the settling velocity
（上接第167页）
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
techniques [J].Electric Power,2015,48(8):33-36.
[3]冯金煌，陈活虎.脱硫喷淋塔除尘的影响因素及效果分析[J].
环境工程，2010，28（3）：70－71．
FENG Jinhuang,CHEN Huohu.Analysis of dedusting influencing factors and effect of sprayer in desulphurization system [J].Environmental Engineering,2010,28(3):70-71.
[4]周长丽.湿法烟气脱硫除尘实验研究[D].南京：南京理工大
学，2006.
[5]王珲，宋蔷，姚强，等.电厂湿法脱硫系统对烟气中细颗粒物脱
除作用的实验研究[J].中国电机工程学报，2008，28（5）：1－7．
WANG Hui,SONG Qiang,YAO Qiang,et al .Experimental study on removal effect of wet flue gas desulfurization system on fine particles from a coal -fired power plant [J].Proceedings of the
CSEE,2008,28(5):1-7.
[6]王东歌，朱法华，易玉萍，等.基于实测的湿法脱硫系统对颗粒
物去除效果的研究[J].环境监测管理与技术，2015，27（5）：21－
24．
WANG Dongge,ZHU Fahua,YI Yuping,et al .R emoval efficiency of WFGD system to particles based on field tests [J].The Administration and Technique of Environmental Monitoring,2015,27(5):21-24.
[7]MEIJ R,WINKEL H.The emissions and environmental impact of
PM 10and trace elements from a modern coal -fired power plant equipped with ESP and wet FGD [J].Fuel Processing Technology,2004,85(6-7):641-656.
简短走心的情感句子（责任编辑李秀平）
Test and Study on Performance of Wet FGD Coordinated Particulate Matter Control for
Ultra -Low Pollutants Emission
ZHU Jie 1，2
,XU Yueyang 3,JIANG An 1,MO Hua 1
（1.Appraisal Center for Environment &Engineering,Ministry of Environmental Protection,Beijing 100122,China;2.Northeast Electric Power Design Institute of CPECC,Changchun 130021,China;3.China State Power Environmental Protection
Research Institute,Nanjing 210031,China
）Abstract:The test results of the particulate matters after flue gas desulphurization are analyzed for some ultra -low pollutants emission power plants.It is discovered that the performances of wet FGD coordinated particulate matter controls vary quite significantly.The particle removal efficiency of non -empty tower with efficient demister such as bundle and roof types,are substantially higher than the e
mpty tower with common demisters.The test results show that the performance of collaborative particulate matter controls is greatly affected by the performance of demisters and the components with gas -liquid mass transfer enhancement.Using the wet FGD can achieve effective collaborative control of particulate matters.
This work is supported by National Key Technology Support Program (No.2015BAA05B02).
Keywords:thermal power generation;ultra -low pollutants emission;WFGD;particulate matter;collaborative control
发布评论