湿式除尘脱硫脱氮治理技术布水装置解析
摘要：随着我国火电厂大气污染物排放新标准的颁布，除尘脱硫脱氮设备的市场将是空前的。湿式除尘脱硫脱氮设备中布水装置的性能好坏是保证其正常高效运行的关键。本文列举了市场上现存的湿式除尘脱硫设备中几种布水装置的特点，指出了各设备中布水装置技术的不足，介绍了SPX型湿式喷雾旋流高效除尘脱硫脱氮一体化设备中布水装置的特点和其先进功能。
关键词：除尘脱硫脱氮一体化；布水装置；喷雾旋流
1、概述
我国是世界上第一大煤炭消费国，燃煤未经清洁能源化处理就直接燃烧，所产生的烟尘、飞灰、灰渣、二氧化硫、氮氧化物对环境的污染，是对我国大气环境、生态环境、人类健康的严重威胁。
2004年1月1日起实施的火电厂大气污染物排放新标准比原标准大大严格了，下面列几项作对照表。
火电厂排放标准对照表（注1）
项目
标准
最高允许烟尘排放浓度
mg/Nm3
二氧化硫最高允许排放浓度
mg/Nm3
排放控制系数
PIII时段
前标准（2004年1月1日起停止实施）
1997年所建电厂在规化区内：200
含硫≤1.0许排2100含硫≥1.0许排1200
5.802
新标准（2004年1月1日起实施）
燃用2类烟煤的电厂：50
限排400
北京：2.6
湖南：3.8
重庆：5.1
由上表可见政府用法规控制污染的力度大大加强了，北京市现今对工业锅炉排放烟尘也由过去的200mg/Nm3严格到50mg/Nm3（注2）这使大量原本达标排放的锅炉现在变成了不达标，必须进行改造。由烧煤改成烧油、烧气、改电炉或变成烧水煤浆、烧环保型煤是治本的措施，但受资源和资金诸条件的限制，难以实现。我国国家报告称：“根据资源条件和经济能力，以燃煤为主的基本格局将成为我国大气污染控制的出发点与立足点。”而广大的锅炉尾部都配装了各种除尘脱硫装置，但是良莠混杂，诸多的伪劣技术产品，依然挤入甚至霸占着市场，所以现在最现实的就是规划、监控好市场，提高尾部治理设备的效率，尤其我国从2004年7月1日起将对火电厂排放氮氧化物实行与二氧化硫同标准的排污收费制度，更使对尾部治理设备的脱氮性能显具现实意义。
2、现有湿式除尘脱硫脱氮设备布水器技术分析
我国工业锅炉、窑炉、大中小型火电厂锅炉，烟气除尘脱硫技术目前还没有规范的高效的布水装置，市场上现存的布水装置上存在一些问题，本文列举几种布水装置分析。
2.1文丘里布水装置。文丘里管为引导烟气进主设备之管段，有卧式和立式、方型长方型或圆形之分，卧式文丘里管收缩段和扩散段多为三向收缩和扩散，喷嘴装喉口前扩散段内，意欲使喷嘴水布满喉口截面，其实因喉口烟速在40～60m/s，而喷嘴喷出水雾之速度远低于这个速度，喷出之水雾只会被高速气流夹带成线状；有的在文丘里喉口两侧装多个喷管或在喉口上方装溢流水，靠喉口高速烟气夹带是现实的，还避免了喉口烟气中喷嘴的磨损弊端。有的将入口段空间开得较大，在其内装斜棒栅，上装溢流水装置，但要防止堵灰和阻力过大。
2.2水膜除尘器布水装置。水膜除尘器布水为主塔上部外置水槽布水，有的为避免溢水堰不够风机负压被抽穿进空气而在塔体内槽进水。但均只能将水溢流到塔内壁上形成水膜，烟气旋转时接触水膜而产生捕集烟尘和脱硫效应，除尘η<95，脱硫脱氮η=10～15。
2.3孔板布水装置。即用不锈钢板钻孔或冲孔，安装在塔内1～3层，孔板上形成40～60㎜高水层，使烟气流穿孔上升与水层接触，产生捕尘和脱硫脱氮效应。因一般孔径在8～12㎜之间，若烟尘浓度高或有结垢现象存在，极易堵灰或结垢结板，阻力本来就大，堵灰结垢后，即无法运行。
2.4旋流塔布水装置。在工业锅炉、窑炉和中小型电厂锅炉旋流塔运用较普遍，其布水装置更是花样百出。
2.4.1旋流塔外环型管向塔内喷水。旋流塔是利用烟气旋转通过每层旋流板接触导流而将捕尘甩到塔壁顺流而下，从塔外喷水，正好破坏了烟气流的旋转，喷水也不可到达塔体中心，旋流板小头则不可能有水，影响除尘脱硫效果。
2.4.2塔内用几层环形管喷嘴布水。由大小几圈环形管上装喷嘴向旋流板上喷水，它无疑破坏了烟气流的旋转、喷嘴和环形管的磨损、腐蚀和维修更换，都是解决不了的隐患。
2.4.3塔中心盲板布水。这种方式是旋流塔的布水原形，但是我们认识到它是靠盲板外缘高度溢流布水，外缘高度稍有倾斜则溢流水量在360°圆周布水就不均，溢流水流出没力量，很难保证从旋流板小头流到大头，影响了除尘脱硫效率。
2.4.4中心芯柱上留大孔洞或由衬板间布水。这种方式由循环泵带压力的水直接有力，能冲到旋流板上，但孔洞与孔洞间或衬板与衬板间有一间隔不能出水，使间隔后一大片的旋流板上没有水，严重影响除尘脱硫效果。
2.4.5中心磨盘式齿间布水。虽然上齿与下齿对衬之齿间较密，布水较均匀，但齿体后面仍是死角，死角后面辐射一片死区，死区无水，也将影响除尘脱硫效果。
3、SPX型湿式喷雾旋流高效除尘脱硫脱氮一体化设备布水装置解析
3.1SPX型湿式喷雾旋流高效除尘脱硫脱氮一体化设备是湖南省树山环境工程有限公司开发研制的，其中的文丘里装置为两侧向收缩上下平行，俯冲主塔水封面，起到了冲击式除尘器的作用，与主塔内的布水装置获得了两项中国实用新型专利权，是中国商标局授予了商标权的著名树山牌产品，受知识产权法保护，是对环境友好的产品。
3.2全花岗石精加工材质，耐腐耐磨，大修期间可取出维修、清洗而不拆动其他设施，设计科学合理。
3.3塔中心360°无任何障碍均匀旋转布水，不论塔体直径有多大，靠调节循环泵压力确保喷洒出的水能从旋流板小头到大头，并由导流装置引至下层旋流板小头，无论几层旋流板，100的水通过每一层；相对那些在总管上开支管分水到N层旋流板，则每层旋流板上之水量只有总管水量的N分之一。该布水装置之旋流板上水气比达最大值，其除尘脱硫脱氮效果优越无疑。
3.4大电厂现在以外国技术甚至是外国工程为主，而中小型电厂和广大的工业锅炉窑炉烟气除尘脱硫脱氮设备技术，还多是国产化的。SPX型湿式喷雾旋流高效除尘脱硫脱氮一体化设备除尘脱硫脱氮效率高，布水装置的合理先进是具重要作用的。
4、结论
中国环境报2004年3月2日企业风云版“脱硫行业面临成长的烦恼”——与脱硫专家马果骏一席谈话中报导，我国火电厂已建成的烟气脱硫装机容量为530万千瓦，仅占全国火电厂总装机容量的5.14，脱硫市场空前庞大。再说现市场上在运行的三电场静电除尘器除尘效率一般在99.0～99.4，环保型循环流化床炉、煤粉炉烟尘初始浓度为15000～25000mg/Nm3，经三电场静电除尘后烟尘排放浓度仍有150mg/Nm3左右，要达到50mg/Nm3新的排放标准，脱硫设备要具有大于66.67的除尘效率，这正是除尘脱硫脱氮一体化设备适用的，故其市场前途是空前的，而这些设备的性能好坏，效率的高低，与布水装置是至关重要的。树山牌SPX型湿式喷雾旋流高效除尘脱硫脱氮一体化设备布水装置以其优良的性能，能保证湿式除尘脱硫脱氮设备的正常高效运行。
参考文献：
1、中华人民共和国国家标准GB13223—2003《火电厂大气污染物排放标准》
2、北京市地方标准DB11/139—2002《锅炉污染物综合排放标准》
3、《首届中国可持续消费与生产国际论坛暨中国环境科学学会2003年学术年会论文汇编》
