华中科技大学煤燃烧国家重点实验室一项新研究表明，运用我国发明的团聚强化除尘新技术对燃煤电厂进行改造，不但确保烟尘达到超低排放标准，而且可高效协同脱除烟气中三氧化硫，三氧化硫脱除率高达90%。
这是记者26日从华中科技大学获悉的。我国对燃煤电厂有严格的刚性规定，脱硫主要是脱除二氧化硫气体，对三氧化硫排放没有法制性约束。三氧化硫是一个被忽视的危害，是导致能见度降低和加剧雾霾天气的重要原因之一。
张军营教授团队发明的团聚强化除尘技术不同于静电除尘等物理除尘技术，该技术原理是通过特殊的团聚剂，让粉尘细颗粒润湿、絮凝、团聚变成“大胖子”落网,从而有效提高电除尘和对粉尘细颗粒物的捕集效率。由于细颗粒物脱除率的提高，附着在细颗粒物上三氧化硫等脱除率也会得到提高，因此化学团聚技术能协同脱除三氧化硫、重金属等污染物。
张军营说，化学团聚系统改造成本低，适用性广，协同脱除三氧化硫等污染物能力强，能够显著提高协同脱除率，应对不同烟气条件下的三氧化硫脱除。试验证明，团聚强化除尘技术协同脱除三氧化硫效率最高达到90%，且不同负荷下三氧化硫的排放浓度均低于每立方米10毫克。
随着新型干法水泥技术的飞速发展，尤其是20世纪90年代前期设计的2500t/d以下水泥生产线普遍面临着技术改造，改造后烧成系统的产量会大幅度提高。原配套的窑尾除尘器无论从处理能力还是除尘效率都已不能满足新标准要求，必须进行改造或更换。如何达到新标准的要求，是目前水泥行业亟待解决的问题。
本次改造的特点是施工难度大，技术要求高，由于生产经营的需要，必须缩短工期。为此我们精心策划.大大缩短了施工工期。设备改造后投入运行，取得良好效果。为水泥行业的技术的提升和进步，提供了成功案例。
1．改造技术方案的确定
由于老厂改造必须要考虑现场空间位置的限制，将窑尾改造为的方案一般有：
①拆除原电除尘器，重新上新袋除尘器（“电换袋”），
②保留电除尘器部分壳体和灰斗改为袋除尘器（“电改袋”），
③保留电除尘器部分壳体和灰斗改为电—袋除尘器（电改“电—袋”）。
经过技术分析和论证，某集团的2条2500t/d新型干法生产线窑尾电收尘适用于方案②，即利用原有的电收尘器部分壳体和灰斗改造为长袋脉冲布袋除尘器。
1.1．改造设备设计原理
目前国内的行脉喷式除尘器的主要部件为：清灰系统、净气室、花板、滤袋室、进出风道、灰斗、支架。其壳体由隔板分为若干独立箱室，各个箱体有独立的灰斗，方便实现在线清灰、离线检修。
行脉喷式除尘器的基本设计原理：净化方式为外滤式下进气结构，正常工作时,含尘气体由进风道进入收尘器后，首先碰到进风道中间的斜隔板.气流便转向流入灰斗，同时气流速度变慢,由于惯性作,使气体中粗颗粒粉尘直接落入灰斗，起到预收尘的作用。
进入灰斗的气流随后折而向上通过内部装有金属骨架的滤袋，粉尘粒子被捕集在滤袋外表面，过滤后的净气体在袋内向上运动直到进入净气室。净化气体经过提升阀进入出风道排出。随着粉尘不断的附着滤袋上.滤袋内外压差不断增大达到预先设定值时，脉冲清灰系统工作，向该单元滤袋喷射压缩空气，使滤袋膨胀、震动，达到清灰目的。
以上各项动作均有PLC编程控制完成,行脉冲袋除尘器在使用过程中，由于使用多阀喷吹，滤袋长度可根据场地需要进行调整，节约空间，目前滤袋有效喷吹长度可达8米，大大降低除尘器占地面积。行脉冲袋除尘器喷吹压力小，一般在0.2-0.4Mpa,压缩空气流量大，动能高，清灰效果好。
1.2.其改造方案
把原电收尘器的上箱体顶盖拆除，充分利用原电除尘器壳体，改变除尘设备进出口方式，增设顶部上箱体（含爬梯和顶部喷吹净气室）；保留灰斗、箱体部分，新增净气室和喷吹系统及气路。收尘器的净气室设计为16个独立的单元，并设置提升阀实现离线清灰，每个净气室的气体通过提升阀进入出风通道，改造后正常生产运行时出口粉尘浓度≤30mg/m3。
主要技术参数
将原尾排风机Y4-73-11NO25D风机更换为XY4J-DY2100F风机配用的电机功率：YRKK560-6800KW风量为：520000m3/h,全压为：3600Pa
2．方案特点
2.1.采用烟气均流设计技术
由于是收尘器内部布满滤袋，为确保各室气流的均匀，经过计算机模拟通风试验设计的进风均流通道和灰斗导流（二次导流）技术，使各单元室入口流量均匀，各室负荷基本相同，滤袋等寿命使用。
2.2.采用在线运行、可单室离线检修技术
采用在线运行，单室可离线检修，分十六个室，每个室可单独关闭进行换袋等其他检修工作，这样收尘器的随主机运转率高，有一个室的检修对窑系统的影响也不大；
2.3采用低阻、高效技术
①采用合理长径比的滤袋，选择合理的过滤风速，降低滤袋出口流速，使除尘器袋口阻力降至最小；
②合理控制除尘器滤袋底部的气流上升速度，既可降低气流上升时的阻力，同时可以减小含尘气流对滤袋的冲刷，延长滤袋的使用寿命；
③选择高质量的4寸淹没阀，每个阀喷吹22条袋，袋底的喷吹气流压力保证在2500Pa以上，清灰彻底。
④提升阀下的净气排气口风速设计合理，并采用椭圆形排气，减少气流在此处的湍流造成的阻力损失。
2.4.检修及配套技术人性化
①除尘器顶盖检修门装拆方便，同时选用迷宫型密封设计，采用耐高温硅胶密封元件。收尘器顶部设计泛水0.5％，不仅实现机外换袋，而且在顶部不渗漏雨水，确保设备漏风率＜2%；
②除尘器顶部设有检修平台，走道本着人性化设计的原则，并满足安全防护规范的要求，以便人员行走及检修工作方便；
3.精心组织施工为确保工程完成提供了保证
该收尘器按照设计需要安装时间为25天，当设备技术改造时正逢业主水泥生产旺季，为了尽可能把业主生产经营损失降低到最低程度，该公司组织安装人员仔细研究图纸，确定安装最佳方案，最后只用18天就完成了改造任务。
为了确保安装质量和工程进度，不打疲劳战，该司在人力.财力等方面都给与很大的支持，现场安装人员分为二班，保证安装人员有充足的休息时间，现场技术人员全过程跟踪，及时解决工程中出现的技术难题：
工程中体现出以人的工作质量保工序质量,保工程质量，为了确保工程工期进度，根据各安装阶段的工作内容.工作程序，持续时间和链接关系编制相应计划，并在实施的过程中经常检查实际进度是否按计划要求进行，根据出现的偏差分析原因，采取补救措施；施工中还要克服天气原因，最终在工程技术人员与施工人员密切配合下，确保18天的进度目标的实现。为生产经营争取了时间。
4.改造效果
设备改造后，经过一年多的投入运行，生料系统和窑系统投料量达到最大值，收尘器工作稳定，收尘器阻力
摘要：对双碱法原理进行了分析，结合实例探讨了一体化改造的依据、指标以及原则，通过脱硫除尘一体化改造方案的实际应用得出，脱硫除尘一体化改造没有影响到锅炉正常的负荷能力，也未对锅炉的运行效率造成影响，除尘效率超过了99%，脱硫效率达到82%，拥有良好的脱硫除尘效果。
关键词:锅炉，脱硫除尘，改造方案.
1 概述
现阶段，所采用的湿法脱硫工艺多是石灰石/石灰—石膏工艺，此种脱硫技术是利用钙基脱硫剂吸收烟气中含有的SO2物质，并且产生CaSO4以及CaSO3物质，由于这两种物质拥有相对小的溶解度，经常导致脱硫塔和相应的输送管道发生结垢问题，使得装置出现堵塞。
堵塞现象的出现会对系统运行带来极大影响，甚至会使得整个锅炉系统的运行受到影响。而要想防止上述问题的发生，采用钙法脱硫技术时一般均要求加设上强制氧化装置，即曝气装置，这样会导致系统的初装投资极大增加，而且系统运行过程中所需成本也显著增加。若是采用性能较为优良的钠基脱硫剂吸收烟气中的SO2物质，所需原料成本较高，产生的产物也较难进一步处理。通过采用双碱法烟气脱硫技术，则能够有效的解决上述问题。
此种工艺技术是利用钠基脱硫剂完成脱硫作业，因为该种脱硫剂拥有相对强的碱性，在吸收SO2以后得到的产物拥有较大溶解度，可以有效的避免结垢以及堵塞问题出现。并且，所得的产物会排至再生池之中，再利用Ca(OH)2对脱硫产物进一步还原处理，得到再生的钠基脱硫剂，确保脱硫剂可以循环利用。采用双碱法脱硫技术能够有效的减少初期投资费用，同时还能降低系统运行成本，非常适宜应用在一些中小型的锅炉脱硫改造之中。
2 双碱法脱硫工艺原理
其是将NaOH溶液当成是启动脱硫剂，把事先配置好的NaOH溶液直接的打入脱硫塔之中，通过洗涤方式有效脱除烟气之中含有的SO2物质，所形成的产物被输送至脱硫剂再生池之中，经过还原反应得到NaOH，然后将回收的脱硫剂再次打入脱硫塔之中，通过洗涤方式有效脱除烟气之中含有的SO2物质。采用双碱法脱硫工艺时，其脱硫机理和石灰石/石灰—石膏烟气脱硫工艺较为相近。首先，先将烟气中含有的SO2物质溶于脱硫剂之中，在脱硫剂之中发生水解反应，得到H+以及HSO3－，其中H+和脱硫剂之中的OH－发生反应，并生成盐与水，这样便能够有效的促进SO2进一步溶解于脱硫剂中。经过脱硫反应得到的产物会被输送至再生池之中，再生池中含有另一种碱，通常采用Ca(OH)2，其会与脱硫反应生成物发生反应，这一反应便为脱硫剂的再生反应。脱硫得到的物质会以CaSO3以及CaSO4的形式析出溶液，再将得到的物质泵送到石膏脱水系统之中进行脱水处理，可以直接将得到的脱硫产物排出。再生池之中得到的NaOH能够被再次的利用，实现脱硫剂的循环使用目标。
3 脱硫除尘装置一体化改造分析
3．1改造设计的依据以及指标
锅炉系统的具体参数以及改造设计的各项指标见表1，表2。
表1锅炉系统具体参数
表2锅炉系统改造设计指标
3．2改造设计的原则
1)所采用的工艺技术应当先进且可靠，不仅要保证脱硫效率以及除尘效率，并且也要确保系统能够安全与稳定的运行，不会对系统有不良影响，得到了脱硫产物不能出现二次污染问题。
2)依照目前设备以及环境情况，尽可能的使用现有一些设备与装置，对设备及装置进行优化组合设计，形成具有较强针对性的改造方案。
3)因为现阶段煤炭资源较为紧张，煤炭燃料的品质不能得到有效保障，所以，在各种参数的确定工程中，对于控煤之前以及控煤之后具体煤质情况加以分析，合理确保各种参数。
4)经过技术改造以后，脱硫效率应当达到80%以上。
5)在设计脱硫设备过程中，要结合实际情况，尽可能的避免烟道出现折转现象，并且尽量降低烟道的长度，从而有效的减少排烟阻力。
3．3脱硫除尘一体化改造方案
1)在吸收塔装置之前竖井烟道位置处加设预增湿装置。
2)在烟气吸收塔装置之中加设旋转喷射装置，同时还需加设上旋流芯筒装置，确保烟气能够旋流效果更为理想。
3)利用双碱法脱硫工艺，不仅有效的去除烟气中SO2物质，同时确保脱硫剂能够回收利用，显著的解决脱硫成本，并且保证脱硫产物不会造成二次污染问题。
此次改造设计主要是为了确保锅炉脱硫的安全与可靠，并且全面考虑了改造方案的经济性以及环境效益。针对上述改造方案，做出如下说明:
1)在烟气吸收塔装置之前，加设旋涡预增湿脱硫除尘装置。在吸收塔装置之前竖井烟道位置处，对之前烟道麻石板进行一定的改造处理，新增设上预除尘设备，在该除尘设备之中加设多个旋涡式喷嘴装置，每一层设置两组。除尘使用水体经由喷嘴装置喷出并且雾化，向上进行喷淋作业，产生极其细微雾滴，确保除尘水能够和烟气之中包含粉尘更加充分的接触，有效的提升除尘效果。另外，还需要进一步的增加烟气的湿度，并适当降低烟气的温度，从而为之后开展脱硫作业提供有利条件。
2)在烟气吸收塔装置之中加设旋涡液柱喷射嘴，同时加设芯筒结构。在经由之前除尘装置预湿处理以后，此时烟气便会沿着烟道的切线方向而输送到主筒之中，即输送到吸收塔装置之中，完成初步除尘工作，将烟气之中包含的一些粉尘以及雾滴等加以去除。并且，为了能够进一步的增强烟气旋转效应，改善脱水以及除尘效果，还在吸收塔之中加设了芯筒结构。脱硫使用的液体经过喷嘴装置向上喷出，在上升以及下落的过程中，均能够有效的吸收烟气中SO2气体，并且还能有效的去除烟气之中的微小粉尘颗粒，从而有效的改善系统脱硫除尘效率。
4 改造后的效果分析
在对锅炉脱硫除尘装置进行改造之后，为了能够有效检查改造工作所拥有的效果，并且合理的确定改造后装置具体运行参数，依照各个运行工况，对系统做了全面的热态调试，在经过一系列调试之后得出下列结论:
1)通过对锅炉脱硫除尘装置的改造，虽然在一定程度上加大了烟气排出过程中存在的阻力，不过，并没有影响到锅炉正常的负荷能力，在经过改造之后，锅炉依旧可以满负荷的运行。
2)对改造实施之前以及改造实施之后进行对比分析发现，经过脱硫除尘改造后并未对锅炉的运行效率造成影响，也说明了脱硫除尘改造不会对系统的正常运行造成影响。
3)脱硫除尘装置在改造以后，其运行效率以及稳定性等均得以显著的提升。经过实际的试验测量得出，不管在任意一种工况之下，经过脱硫除尘改造之后所拥有的除尘效率均超过了99%。因为在整个试验过程中，所采用的燃料煤均为低硫煤，锅炉烟气中的含硫的浓度值最大是209mg/Nm3，经过折算之后脱硫效率达到82%。要是采用的燃料煤之中含硫量更好，则所得到的脱硫效率也会相应增加。
5 结语
在采用双碱法脱硫工艺之后，能够有效的对脱硫剂进行回收利用，从而可以降低脱硫过程中的原材料成本投入。并且，在装置改造之后，是采用液柱喷射的方法，在喷嘴位置发生结垢以及堵塞问题的概率非常小，并且脱硫过程产生的盐溶解度相对大，也会有效避免脱硫塔中发生结垢以及堵塞问题。通过预湿除尘装置能够起到除尘以及预湿效果，从而为后续脱硫以及除尘提供了极为有利的条件。脱硫之后得到的产物经过固液分离之后，溶液可以在此循环利用，避免出现二次污染物问题，具有良好的环境效益.
