一台麻石水膜除尘器的改造及建议
摘要：文章结合一台麻石水膜除尘器的成功改造，介绍了采用新型麻石旋流板烟气净化技术，改善和提高旧麻石水膜除尘器效率的方法， 并给出了一些相关的建议。
关键词： 麻石水膜除尘器, 麻石旋流板, 改造, 建议
1 前言
燃煤锅炉产生的烟气中含有大量的粉尘、SOx、NOx， 是造成我国煤烟型大气污染的主要来源之一，为了减少烟气对大气的污染，必须进行综合治理。改进燃料的燃烧过程，控制烟尘、SOx、NOx的产生，是从根本上降低烟气对大气污染的一项措施。另一方面， 采用经济有效的烟气净化技术，完善烟气净化装置的性能，控制或减少污染的排放也是一种必不可少的辅助手段。麻石旋风水膜除尘器具有结构简单，占地小，造价低，安装、维护、管理均较方便，且除尘效率高等优点，因此在锅炉烟气除尘中，尤其是在工业锅炉中得到了广泛应用。但随着环保标准的日益严格，以及人们对生活质量的要求越来越高，加上旋风水膜除尘器自身存在的缺陷，原有的旋风水膜除尘器越来越不能适应发展的要求。为了解决以上问题，结合河南某企业内一台 35t/h流化床锅炉麻石水膜除尘器改造的成功应用，本文就麻石水膜除尘器的改造给出一些分析和建议。
2 除尘器的结构、工作原理及运行现状
此台除尘器与目前绝大多数除尘器结构基本相同(采用主副塔组合结构)，主要由简体(其中主塔内径2.8 m)、供水装置、排灰装置及进出口烟道等组成。其进口在主塔筒体下方，含尘气流沿切除尘器筒体，形成螺旋状旋转上升气流，烟气粒在离心力的作用下被甩向筒壁，被筒体内流动的水膜所捕集，随水流人锥形灰斗，经水器排人排灰沟，净化后的烟气由副塔出口排出。
该台除尘器在新投人运行时，旋风水膜的效率为92 ％左右，但运行一段时间后，由于磨损等原因，除尘效率不断下降，最低时70％，同时烟气部分带水，使烟道内时有湿灰堆积，烟道阻力增加，严重时大大影响锅炉负荷。
3 改造方案及措施
鉴于以上出现的问题及考虑到该企业的经济情况，并对照了本行业内一些改造经验，考虑到湿尘的过程实际上是使尘粒从气流中转移到液体中的过程，此转移主要取决于气体和液体接触界面大小，因此如何有效增大气液接触面积，是提高其除尘性能的关键。基于此点， 经过协商， 我们对该台除尘器作了部分改造。
在保留现有除尘器及系统不变的情况下，我们采用了由华中理工大学等开发的新型麻石麻旋流板烟气净化技术，在筒体内增设了相关结构(如图1示)，使该除尘器改造简单，投资少，见效快。
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(1) 增加中心导流柱，稳定内部流场，强化旋转运动，同时可以支撑旋流板，保护供水管防腐防磨。该台除尘器主塔简体内径保持不变，其内增加的导流柱由麻石砌筑成中空结构，外径为550 mm， 在其上部密布微孔，使喷出的水在一定压力下达到雾化要求，这样 ，原除尘器难以捕捉到的细小尘粒可以溶入水雾中，使其相对质量增大而被除去，从而提高了除尘效率。
(2) 在筒体内增设3层旋流板，以强化气流旋转运动。旋流板叶片由麻石制成，叶片在主塔简体上的安装倾角20 °(如图2) 。旋流板主要支撑在导流柱上，并可以利用简体来辅助支撑，每层旋流板由8块叶片组成，层与层之间的距离约980ram(如图1)。
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由于增加了导流柱和旋流板，在烟气流量(约85000Nm/h)及进口流速(约21．5m/s)均不变的情况下，切向流速基本不变，轴向流速增加约0．1m/s，但最大平均上升速度在6 m／s以下， 阻力增加不大，考虑到由于烟气的旋流作用及烟气流程的增加， 同时主塔内部遍布水雾，烟气从其中穿过，具有整体清洗作用。另外，除尘用水为循环水，供水量增加约10 ％ ，综合多方面考虑，除尘效率有了很大的提高 ，整体效益颇佳 。
(3) 安装雾化喷嘴。水从中心导流柱引入，经喷嘴从旋流板下部及上部喷出，形成水幕，并经旋流板及旋转气流带到简体内壁， 形成向下流动的水膜。 由于喷嘴喷射产生的水幕，水滴以及旋流板及简体内壁上的水膜加强了烟气与水的接触，因而可以大大提高除尘和脱硫效率。
(4) 增加汽水分离段高度，在简体上部增设脱水旋流板(即上面不再喷水的旋流板)，以脱除烟气中水滴水雾，考虑到改造后用水量增加不大，同时烟气穿过水雾后带水量也有增加，将汽水分离段增加至简体的1.5倍即增加至4.2 m( 如图1所示)。
4 运行情况及建议
该麻石除尘器于2002年5月采用新型旋流板烟气净化技术进行改造获得成功。2003年2月通过当地环保部门测试，烟气排放达到国家标准，出口烟气含尘量195mg/Nm，除尘效率97.8 ％-98.2 ％，当在洗涤循环水中加入石灰水时，脱硫效率可以由原来的60 ％提高到70 ％以上，同时烟气带水也基本上得到解决，耗水量增加约9％。经过此次改造，该台除尘器具有除尘效率高，可同时辅助脱硫，且投资省，运行、维修费用低，操作简单可靠，是一次成功的改造。
经过此次改造及同时参考其它成功改造经验，笔者对进行旧麻石旋风水膜除尘器改造提出以下建议 ：
(1)完善其内部气流流场，改善除尘性能且要严格防止漏风；
(2)维持一定厚度的均匀稳定流动的水膜，确保除尘器正常运行；
(3)强化气水有效接触，提高除尘效率但应防止烟气带水；
(4)改造设计中应采用行之有效的成熟技术，使烟气阻力和耗水量增加都比较小，烟气带水程度和烟气温降能满足各方面的要求而同时除尘效率又比较高。
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