电磁脱白技术在低浓度SO2烟气脱硫尾气深度净化中的研究与应用

电磁脱白技术在低浓度SO2烟气脱硫尾气深度净化中的研究与应用

龙明万 王勇 滕仕景

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摘要：项目通过对公司氨法脱硫外排烟气颗粒物没有达到特排标准现状及尾气白色烟羽成因进行分析，对烟气深度净化治理方法进行了探究，确定了采用电磁脱白技术进行烟气深度净化治理的方案，并进行设计应用。电磁脱白系统运行后，氨法脱硫尾气中的颗粒物含量指标达到了国家特别排放限值，并改善了尾气白色烟羽拖尾的现象，使尾气脱硫主要环保排放指标达到国家特别排放限值，实现了绿色环保生产。

关键字：电磁脱白；烟气；颗粒物；烟羽；深度净化

1项目研究应用背景

公司的烟化炉和还原炉产出的低浓度SO2烟气目前采用氨法脱硫工艺处理。尾气脱硫工段自2013年11月投入生产运行以来，系统均能稳定运行并实现尾气环保指标达标排放。根据2022年3月7日国家生态环境部《进一步加强重金属污染防控》和2022年4月12日云南省《“十四五”生态环境保护规划》要求，重点区域内现有铅锌冶炼企业自2023年起执行颗粒物特别排放限值，即外排尾气含颗粒物≤10mg/Nm3，但尾气脱硫外排颗粒物平均含量为23mg/Nm3没有达到特排标准，存在尾气拖尾情况。

为解决低浓度SO2烟气存在的上述问题，对脱硫尾气进行深度净化治理研究，降低尾气脱硫主要污染物的外排总量和减轻尾气白色烟羽拖尾的现象，使尾气脱硫主要环保排放指标达到国家特别排放限值，实现公司的安全环保运行。

2脱硫尾气白色烟羽成因

烟气排入大气之后，气温低于烟气温度，烟气中较大粒径雾滴的蒸发需一定时长和流动距离，这是“白色烟羽”产生主要因素，且环境气温越低、空气流动性越差，白色烟羽越严重。

经过研究，饱和湿烟气温度越高，含水量就越高。如图所示：

图中曲线体现了饱和湿空气温度变化曲线，F点为大气参数，A 点为排口烟气参数，烟气刚外排时为非饱和状态，烟气与空气逐渐掺混换热，由非饱和状态到达 B 点饱和状态，沿BDE曲线变化，过饱和水蒸气凝结成雾滴，形成白色烟羽。

3 氨法脱硫烟气深度净化治理方法探究

查阅相关技术资料可知，目前脱除冶炼烟气脱硫后尾气中颗粒物的方法主要有玻纤除雾技术、旋流碰撞技术、湿式电除雾（尘）技术、mGGH技术、电磁脱白技术等，但经调研论证，前三种技术可有效脱除烟气中的颗粒物等有害杂质，但是无法解决尾气冒白烟拖尾情况，后两种技术同时具备脱除烟气中颗粒物和消除烟气冒白烟技术，下面就对后两种技术情况进行探究。

（1）mGGH技术

mGGH技术由烟气冷却装置、电除雾、烟气再热系统，以及配套的泵、管道、电气仪表等组成，热媒水回水与塔入口高温烟气换热，经过冷却的烟气进入到湿式电除雾器脱除颗粒物，再利用热媒水对电除雾器后的净化烟气进行加热，低温净烟气再热升温后外排，热媒水回水回到烟气冷却装置循环使用。该技术可有效脱除烟气中颗粒物和使烟气冒白烟拖尾得到抑制，但该技术的占地面积庞大、配套装置繁多、投资费用较高、运行控制较为复杂和日常维护保养费用相对较高。

（2）电磁脱白技术

电磁脱白技术是利用电磁发生器，产生持续的瞬变电磁能；当低温潮湿烟气进入电磁场时，电磁能使烟气中的各类混合污染物质磁化，使水雾的扩散系数、表面扩张力、粘度等物理性质增大增强；混合污染物在电磁场区流动的过程中不断的碰撞抱团凝结，形成大液滴，克服烟气浮力，最终依靠自身重力从电磁脱白装置底部排出，洁净气体则从电磁脱白设备上部达标外排。电磁脱白技术和装备对综合小液滴捕集率在97%以上，其不但可去除烟气中的粉尘及固体颗粒物，还可以有效捕集脱除水汽、气溶胶、酸雾、碱雾、颗粒盐等物质，达到尾气特别排放限值及回收烟气中的水份作为资源循环利用，同时同比减少设备运行成本，确保在较大环境湿度与较低环境温度的情况不会形成白色拖尾烟羽。

综上所述，mGGH技术、电磁脱白技术可把烟气中的水汽以及杂质等有害杂质脱除达到尾排特别排放限值和超洁净无白烟排放，相较于其它传统技术，技术优势显著，但电磁脱白技术在设备阻力、占地面积、能耗、投资、运行成本等方面比mGGH技术更具有优势，故选择电磁脱白技术方案。

4氨法脱硫烟气深度净化治理

4.1 项目内容及总体工艺流程

在利用现有尾气脱硫设备设施的基础上，对低浓度SO2烟气氨法脱硫后的尾气设计一套电磁脱白装置，设计烟气处理能力（标干）为150000Nm3/h，即利用现有氨法脱硫二级吸收后的尾气并气至烟囱外排处的玻璃钢管道，在烟囱中下部设盲板对烟气变流，尾气并气至原烟囱下部后，进入电磁脱白装置。电磁脱白装置采用下进上出方式设计，其入口设置均风装置，保证进入电磁脱白装置内部的烟气均匀分布。从电磁脱白装置出来的洁净烟气进到原有的烟囱盲板上部的排放烟囱达标排放。工艺流程详见下图：

电磁脱白工艺流程图

4.2电磁脱白技术实施

（1）电磁脱白工艺

电磁脱白装置采用电磁发生器，产生持续的瞬变电磁能；当低温潮湿烟气进入电磁场时，电磁能使这样混合水雾污染物质磁化，使水雾的扩散系数、表面扩张力、粘度等物理性质增大增强；混合污染物在电磁场区流动的过程中不断的碰撞抱团凝结，形成大液滴，克服烟气浮力，最终依靠自身重力从电磁脱白装置底部排出，作为资源循环利用，洁净气体则从电磁脱白设备上部离开外排。

（2）电磁脱白本体

电磁脱白系统包括主体框架、烟气均布装置、电磁干燥绝缘装置、电磁净化装置以及电气和控制系统等组成。本体采用下进上出型式。吸收塔设置喷淋层、填料层、除雾器等。

（3）气溶胶水洗系统部分

为解决氨法脱硫后气溶胶的问题，在电磁脱白底部增加水洗循环系统，烟气进入水洗、电磁一体塔后，从下往上依次是填料层、两层喷淋层、一层除雾器层，在此区域烟气中的气溶胶与喷淋水充分接触吸收。水洗段喷淋为塔外循环，设计一座容积为60m3循环池，并设置液位计与废水外排泵，当废水密度达到1.10时排入到现有氨法脱硫系统流程的二级循环塔内回收利用后产出硫酸铵化肥外售。

5 电磁脱白烟气深度净化治理效果

项目实施后，尾气中颗粒物含量达到≤10mg/Nm3，且尾气排放外观得到了明显改善，200米外目测烟囱基本无白烟拖尾。

6 结语

项目通过对氨法脱硫烟气现状及尾气白色烟羽成因进行分析，对烟气深度净化治理方法进行了探究，确定了采用电磁脱白技术进行烟气深度净化治理的方案，并进行设计应用。电磁脱白系统运行后，会泽冶炼分公司氨法脱硫尾气中的颗粒物含量指标达到了国家特别排放限值，并改善了尾气白色烟羽拖尾的现象，使尾气脱硫主要环保排放指标达到国家特别排放限值，实现绿色环保生产。

参考文献

[1]吕扬,管闯,尹鹏,等.烧结机烟气湿法脱硫后烟羽消减机理及工艺[J].工程技术研究, 2019(17).

[2]薛永明,陆方荣,樊鹏,等.燃煤烟气脱白工艺选型设计概论[J].能源研究与利用, 2019(4).

[3]杨春燕 刘文政. 燃煤电厂烟气脱白可行性分析. 电力设备,2019年2期.

[4]冯  新.燃煤锅炉烟气烟羽脱白改造. 河南电力,2018年17期.