已建湿法烟气脱硫系统中“石膏雨”的成因及解决措施

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1、已建湿法烟气脱硫系统中“石膏雨”的成因及解决措施：石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的火力发电厂，在“湿烟囱”排放过程中易出现“石膏雨”现象。经过对“石膏雨”的成分和危害剖析以及“石膏雨”形成的原因分析，针对已建成的电厂，解决“石膏雨”的措施是提高净烟气温度。　　关键词：湿法烟气脱硫；石膏雨；净烟气温度；蒸汽换热器；三维内肋管式换热器；二次热风加热装置　　　　在火力发电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统后，不采用气-气换热器装置，脱硫后净烟气直接从烟囱中排出，烟囱采取防腐处理，成为“湿烟囱”排放形式。　　脱硫后排烟温度较低，带有饱和水的净烟气在烟囱爬升过程中，烟温进一步降低，烟气中部分水汽夹带烟

2、尘和浆液颗粒凝结形成冷凝液，易在高速气流携带下冲出烟囱，同时若烟囱出口环境温度、大气压低于出口排烟温度、烟压较大，排出烟囱外烟气中的冷凝液，在重力作用下扩散减弱，以雨点的形式飘落在烟囱附近区域，这就是所谓的“石膏雨”现象。　　1、“石膏雨”的成因分析　　“石膏雨”产生的主要影响因素包括：净烟气温度、烟气流速、烟囱结构型式及防腐材质、脱硫装置除雾器除雾效果、扩散条件（环境温度及大气压）等。　　1.1净烟气温度低是“石膏雨”形成的主要原因　　吸收塔出口净烟气温度一般在50℃左右，由于无再热设备，净烟气在流经烟道和烟囱过程中，温度有不同程度降低(通常温度降低2℃左右)，净烟气中携带的饱和水蒸

3、汽随着烟温降低冷凝并析出水滴。虽烟道和烟囱内设有冷凝液收集装置，但烟囱内的冷凝液极易被高速流动的烟气带出而形成“石膏雨”。　　经调查，净烟气经过再热设备后，温度超过70℃的电厂均未出现“石膏雨”现象。　　1.2烟气流速高是“石膏雨”形成的重要原因　　我国的烟囱设计规程中规定：烟囱内的烟气流速一般控制在18～20m/s，欧美地区对湿烟囱设计流速规定：湿烟囱设计流速不宜超过15m/s。　　烟气流速低，烟囱中的冷凝液顺着烟囱壁流下，在最低点收集。但烟气流速过高，造成凝结水无法汇集到烟囱底部，烟气中的灰、石膏和冷凝液随烟气带出烟囱；当烟囱出口的烟气扩散条件较差时，烟气中夹带的漂浮物降落在烟囱周

4、边的一定范围内，产生“石膏雨”现象。　　1.3烟囱结构型式及防腐材质的选择也是“石膏雨”形成的原因　　火电厂一般采用直筒型烟囱，烟囱防腐层采用轻质泡沫玻化砖防腐，表面粗糙度大。当机组负荷较低时，烟气流速低，烟气携带的污染物易附着在防腐层表面，当机组负荷较高时，烟气流速较快，附着在防腐层表面的污染物将随烟气带出烟囱，成为石膏雨的组成部分。　　1.4其他因素对“石膏雨”形成的影响　　除雾器除雾效果差，会增大“石膏雨”形成的可能性。通过除雾器通道的烟气流速过高，除雾效果会大大的降低，易造成烟气二次携带现象，烟气中液滴浓度高，净烟气夹带的石膏浆液较多，含有石膏的液滴被高速烟气带出烟囱则会形成“

5、石膏雨”。　　环境扩散条件影响着“石膏雨”的形成。当环境温度低、气压低、相对湿度大，烟气更容易过饱和，从而迅速在烟囱出口凝结成液滴，使得烟气扩散范围变小，在烟囱周边形成“石膏雨”落下。尤其是冬季北方电厂，烟气与环境温差较大，“石膏雨”会加重。　　2、“石膏雨”的成分及危害　　2.1“石膏雨”的成分　　“石膏雨”的主要成分是水、烟尘和少量石膏浆液颗粒。以一电厂的“石膏雨”采样测试，成分分析结果为：“石膏雨”中水分为87.37%，烟尘含量为11.50%，CaCO3含量为0.72%，MgCO3含量为0.38%，CaSO4含量为0.03%。　　2.2“石膏雨”的危害　　2.2.1对居民生活、电

6、厂生产的影响　　连续的“石膏雨”将对周边居民生活及电厂生产产生不良影响。“石膏雨”干燥后为灰白色泥点，若落在电厂周边居民房顶和衣物上，清洗十分困难，严重地影响居民生活环境，引发居民对环境的投诉事件；若落在电厂汽车、建筑窗玻璃、设备外表面上，造成环境污染的同时，影响电厂安全文明生产。　　2.2.2对植被及农作物生长的影响　　连续的“石膏雨”将对电厂周边植物及农作物的生长产生不良影响。“石膏雨”落下后覆盖在植被及农作物叶片表面，不仅破坏景观，且阻碍了植物光合作用，影响植被及农作物的正常生长。　　3、“石膏雨”的解决措施　　对于已建成脱硫装置的火力发电厂来说，当负荷一定时，烟囱中的烟气流速固

7、定。增加烟囱过流面积、降低流速的方案，工程量大，工期时间长，需要停机进行，因此，从经济性方面来看，此方案不可行。　　对于已建成脱硫装置的电厂，主要解决“石膏雨”的措施是提高烟气温度，扩大烟气的扩散面积，降低“石膏雨”的影响。　　3.1提高烟气温度的方法　　方案一：增加蒸汽加热器　　在吸收塔除雾器上方或出口烟道内安装蒸汽加热器（SGH），利用高温蒸汽加热吸收塔出口的低温净烟气，使净烟气温度升高，以确保烟囱的入口烟气温度在70℃以上，减少冷凝液的析