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湿法脱硫后颗粒物浓度监测的探讨

发布时间2019-07-09        浏览次数:84

    采用湿式脱硫由于脱硫前后颗粒物成分、粒径和形态分布发生变化,同时采用不同脱硫剂的湿式脱硫对颗粒物数浓度和质量浓度产生不同的影响,采用光学散射法的颗粒物浓度监测仪器其实质就是对烟气中颗粒物或者液滴进行颗粒物数监测,计算出颗粒物质量浓度,颗粒物粒径、表面形态和成分的不同对光散射系数影响不同,对不同工艺的影响也不同,以下从几个方面就湿法脱硫后颗粒物浓度监测存在的问题进行分析探讨。
    一、烟气脱硫设施现状。目前烟气脱硫设施大部分为湿式脱硫,主要采用石灰石-石膏法、双碱法、镁法和氨法,脱硫剂采用MgO、NaOH、CaCO3和氨水,燃煤电厂一般采用石灰石-石膏法或镁法脱硫+离心管束式除尘技术或者湿式电除尘降低污染物浓度,脱硫效率较高,脱硫后颗粒物浓度无法保证长期稳定达标;建材行业多采用双碱法脱硫,部分企业脱硫后加装湿式电除尘,受工艺及治理设施影响,无法保证颗粒物长期稳定达标排放;部分工业企业燃煤锅炉采用氨法脱硫,烟气氨逃逸较为严重,烟气中携带大量铵盐气溶胶,形成二次颗粒物排放。
    二、湿法脱硫运行中存在的问题。部分企业受场地及经费等因素限制,脱硫塔尺寸和高度无法按照相关规范要求建设,运行中脱硫塔内流速高于规范指标,造成除雾器堵塞或者温度过高变形脱落,脱硫浆液大量逃逸,脱硫效率降低,颗粒物排放浓度严重超标;部分企业脱硫附属设施不健全,脱硫运行中未产生脱硫产物,添加的脱硫剂和脱硫产物通过烟气排放至大气中,形成二次污染;脱硫系统控制采用手工控制,根据SO2排放浓度进行脱硫剂的添加,未对脱硫塔内循环浆液密度进行监测,高密度的脱硫浆液经循环雾化,造成脱硫塔逃逸的液滴水雾中携带有硫酸盐、硝酸盐,排放颗粒物浓度超标。
    三、当前我国环保领域颗粒物浓度监测设备现状。当下污染源自动监控系统中普遍使用的颗粒物监测设备原理为光学方法,即消光度法和散射法;光学颗粒物监测仪器受颗粒物成分、颜色、粒径、表面形态以及烟气流速、烟气中液滴水雾影响较大,HJ/T 75-2007固定污染源烟气排放连续监测技术规范中指出湿法脱硫后由于水分干扰较大,光学颗粒物CEMS无法准确测定其浓度。针对国内湿法脱硫后未安装GGH(烟气再升温装置)液滴水雾对光学仪器的干扰,近两年国内外CEMS设备厂家推出高温抽取式前散射法颗粒物监测设备,设备内部复杂,维护量大;由于是点采样方式,采样位置接近于烟道壁,监测数据不能完全反应排放情况,部分厂家设备监测数据普遍偏低,监测数据稳定性很好,工艺调整后数据无法反应调整情况。
  环境监测部门对颗粒物浓度监测采用重量法,即在烟道断面上采集一定体积的烟气,过滤烟气中的颗粒物和液滴,经烘干称重后利用滤筒或滤膜的增量和采气体积计算颗粒物浓度;部分水汽较大的湿法脱硫后由于滤筒或滤膜内水分较大,气体通透性降低,无法正常采样,颗粒物浓度无法监测。
    四、湿法脱硫后激光后散射法颗粒物监测仪无法准确监测的原因分析。
    (1)采用石灰石-石膏法脱硫+管束式除雾工艺场合,后散射法颗粒物监测仪数据偏低时,主要原因为颗粒物主要成分为CaSO4,颜色较浅,散射光强度相对较弱,设备监测到的颗粒物数浓度较低,相应的颗粒物质量浓度较低;监测数据偏高时,一般为工况负荷较大,烟气流速超过管束式除雾器的要求,造成除雾效果较差,烟气中形成大量液滴和水雾,散射光较强,监测仪器误认为颗粒物进行计算。
    (2)采用湿式镁法脱硫+除雾器工艺场合,光学散射法颗粒物监测仪数据偏低时,主要为脱硫后产物MgSO4,颜色浅粒径相对较大,光散射能力低,设备监测到的浓度较低;监测数据偏高时,一般为负荷调整除雾效果降低,烟气中形成液滴水雾干扰,或为镁法脱硫产物回收附属设施不完善或者故障,造成循环浆液密度过高,脱硫产物堵塞除雾器或者从除雾器中逃逸。
    (3)采用双碱法的工艺场合多为建材企业,光学仪器检测数据偏低时,多为颗粒物颜色浅,脱硫产物表面光滑,散射能力差,监测颗粒物质量浓度低;仪器监测数据偏高时,一般为脱硫设施建设不满足设计指标要求,烟气量和浓度超出设计要求,附属设施不健全,未进行循环浆液密度监测或者脱硫产物回收,烟气中携带水汽量较大,造成监测数据偏高。
    (4)采用氨法脱硫的场合,光学仪器检测数据偏低时,主要为脱硫后颗粒物主要成分铵盐,表面呈晶体结构,散射能力较差;监测数据偏高时,一般为烟气中水汽较大,逃逸氨气和SO2形成粒径极小的气溶胶,散射光较强,颗粒物数浓度增加,光学仪器监测数据偏高,采样称重测量颗粒浓度不一定偏高。

    五、高温抽取式前散射法监测仪器存在的问题。从目前安装的高温抽取式前散射法颗粒物仪运行中出现的问题来看,主要是湿法脱硫烟气中含有液滴,液滴中溶解有脱硫副产物,加热式采样杆中液滴重水分被蒸发,析出晶体后形成沉积,长时间运行堵塞采样杆;非加热时采样杆中液滴和颗粒物容易沉积堵塞采样杆,监测数据长期稳定,不能反应工艺调整情况。电力行业工况相对稳定,非电行业工况及治理设施相对较差,烟气中水溶性离子浓度较高,加热后形成的气溶胶,造成监测数据偏高。













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