V0级阻燃与耐温170℃高效除雾器在湿法脱硫系统中的应用研究

摘要：本文以某发电分公司脱硫塔改造项目为案例，分析新型 ​DMSP-40旋汇聚合高效除雾器​的性能。该设备采用 ​V0级阻燃PPE材料​（耐温170℃），通过三级结构设计实现出口雾滴浓度≤15mg/m³，系统阻力≤250Pa，显著解决“石膏雨”问题，满足严苛的环保与安全标准。

关键词：燃煤电厂；V0级阻燃；旋汇聚合高效除雾器​

引言

湿法脱硫系统中，除雾器是去除烟气中雾滴和浆液的关键设备。传统菱形除雾器（图1）对<5μm颗粒物捕集效率不足，三级除雾器对粉尘去除率仅6.7%（从6mg/Nm³降至5.6mg/Nm³），无法满足超净排放要求。导致烟道积垢与“石膏雨”污染。无法满足现代严苛的环保要求（如GB/T21508-2008标准）。本研究针对这一问题，提出采用新型旋汇聚合除雾器进行改造，旨在通过材料升级和结构优化，提升除雾效率与安全性。

. 材料特性与设计创新​

​材料性能​

阻燃等级​：V0级（UL94 V0级阻燃特性可防止除雾器在异常高温工况下起火（如烟气温度瞬态超150℃场景）），杜绝火灾隐患；

耐温性​：长期耐受160℃高温（设计温度170℃），适应脱硫塔饱和烟气环境（50℃）；

寿命​：>25年（表2），优于常规PP材质。

​2.2 三级结构设计​

一级倒屋脊粗除雾器​：30mm间距正弦叶片（图2），拦截>22μm液滴，出口雾滴≤150mg/m³；

图2 粗除雾器

图3 旋汇聚合器

二级旋汇聚合器​：40mm正弦叶片+旋流装置（图3），利用追捕效应、逆流效应、捕捉效应​，聚合0-20μm的细微液滴，为后续处理奠定基础。

​追捕效应​：大颗粒（密度1600-2200kg/m³）在黏性阻力下追击小颗粒；

​逆流效应​：相邻旋风子交汇区气流对冲，促使0-20μm颗粒碰撞聚合；

​捕捉效应​：旋流叶片表面液膜卷吸形成超大型液滴（直径>50μm）增强捕获能力；

级屋脊细除雾器​：25mm孔钩叶片（图4），拦截<13μm液滴，最终雾滴≤15mg/m³。三级结构紧凑高效，整体除雾性能远超传统方案。

图5 设备整体示意图

3.2 试验结果​

2.3 空间优化​

此外，设备在空间优化上取得突破：整体高度仅2.05m（如图5所示），充分利用原支撑梁和冲洗系统，通过基盘呼吸孔与旋风子模块化布置，实现塔内空间利用率提升30%，大幅降低改造成本和塔内空间需求，实现轻量化集成。

3. 试验方法与性能验证​

​3.1 测试标准​

依据《燃煤烟气脱硫设备性能测试方法》（GB/T21508-2008），采用 ​冷凝法+镁离子修正法​（图6）测量雾滴浓度。

雾滴浓度​：在211MW负荷下为12.39mg/m³，330MW负荷下为13.17mg/m³，均稳定≤15mg/m³（低于设计保证值）。

聚合器对除尘贡献：旋汇聚合器使颗粒数量减少50%，配合超精细除雾器，可实现脱硫塔入口粉尘≤30mg/Nm³时出口浓度稳定≤5mg/N m³。

系统阻力​：圆弧形旋风子设计降低盲区湍流，较传统设备节能15%，在211MW负荷下为214Pa，330MW负荷下为263Pa，接近设计值250Pa。

测试数据表明，该除雾器在高负荷工况下表现优异，除雾效率高达98%以上（从传统75mg/m³降至15mg/m³以下），且阻力损失控制在低位，优化了能耗。

5.工程应用效果​

系统可灵活部署于脱硫吸收塔/水平烟道，某发电公司3#机组330MW的实际改造中利用原有冲洗系统，改造成本降低40%，新型除雾器展现出显著成效：

雾滴去除率提升​：从改造前的75mg/m³降至13.17mg/m³（330MW工况），有效消除“石膏雨”现象，烟道无浆液逃逸痕迹。

​运行成本优化​：通过冲洗系统利旧（利用原有设备），阻力降低减少了风机能耗，整体运行成本下降。

​环保与安全效益​：满足严苛的环保标准（如雾滴浓度控制），且V0级阻燃材料杜绝了火灾风险，提升了系统安全性。

6.结论与未来方向​

研究得出以下关键结论：

​材料安全性​：V0级阻燃PPE结合耐温160℃设计，保障了高温环境下的防火安全和长期稳定性。

​除雾效率​：三级结构（粗除雾、聚合、细除雾）协同作用，实现细微液滴深度去除，出口雾滴浓度≤15mg/m³。

​经济性​：紧凑设计（高度2.05m）降低改造成本，阻力优化减少能耗，整体投资回报率高。

未来方向包括推广至高硫煤机组，进一步验证极端工况（如高硫烟气）下的长期稳定性，以扩大应用范围。

未来方向​：研究建议将设备推广至高硫煤机组，进一步验证其在极端工况（如高硫烟气）下的长期稳定性和适应性，以扩大应用范围并提升行业标准。

整体意义

本研究通过材料升级（V0级阻燃、耐温170℃）和结构创新（三级除雾设计），成功解决了湿法脱硫系统中的“石膏雨”问题，显著提升了环保性能和安全标准。案例应用证明，该除雾器在效率、能耗和成本方面具有综合优势，为燃煤电厂的脱硫改造提供了可复制的解决方案，推动了行业可持续发展。

​参考文献：​

[1] GB/T21508-2008， 燃煤烟气脱硫设备性能测试方法

[2] 内蒙古科焱环保科技有限公司. 1号机组脱硫塔除雾器性能试验报告（KY-J2025-0008）. 2025.

[3]生态环境部。燃煤电厂大气污染物排放标准 （GB 13223 - 2011） 修改单 [S].2020.