【摘 要】以煙氣脫硫過程中的質(zhì)量平衡方程為基礎(chǔ)，循環(huán)懸浮式半干法煙氣脫硫工藝以其投資低、占用空間小、脫硫效率高、經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)穩(wěn)定等優(yōu)勢越來越受到重視和采用。本文介紹了ZDLT-SD-35循環(huán)懸浮式半干法煙氣凈化裝置的工作原理及應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】半干法；脫硫；應(yīng)用

1.背景

寧夏銀川熱電有限公司位于銀川市良田工業(yè)區(qū)，Ⅰ期安裝2臺12MW抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組，配3臺75t/h次高壓煤粉爐，于2000年10月建成投產(chǎn)。設(shè)計(jì)之初脫硫技術(shù)不成熟，未考慮煙氣脫硫，每臺爐配有除塵系統(tǒng)。隨著二氧化硫污染日益嚴(yán)重，秉著高度的社會責(zé)任感，為適應(yīng)不斷嚴(yán)格的二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)自身發(fā)展的需求，對一期工程進(jìn)行了增加脫硫設(shè)施的改造。

根據(jù)公司生產(chǎn)現(xiàn)場條件及生產(chǎn)要求，提出4個選用脫硫工藝的原則：（1）脫硫后排煙中的SO2應(yīng)符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和建設(shè)機(jī)組環(huán)境評價要求；（2）脫硫設(shè)施的經(jīng)濟(jì)性要好。由于建設(shè)脫硫設(shè)施的初投資和運(yùn)行費(fèi)用，將造成電價的增加；（3）脫硫設(shè)施能穩(wěn)定運(yùn)行，具體有下列要求：脫硫設(shè)施運(yùn)行不影響機(jī)組的正常運(yùn)行；脫硫設(shè)施的脫硫率穩(wěn)定。脫硫設(shè)施的維修工作量小。綜合以上原則，銀川熱電公司決定采用三臺75t/h次高壓煤粉爐公用一套循環(huán)懸浮式半干法煙氣脫硫系統(tǒng)。

2.ZDLT-SD-35循環(huán)懸浮式半干法煙氣脫硫系統(tǒng)及原理

循環(huán)懸浮式半干法煙氣凈化系統(tǒng)主要由吸收劑存儲輸送系統(tǒng)、凈化塔及煙道系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、灰循環(huán)系統(tǒng)、兩級增濕系統(tǒng)和監(jiān)測控制系統(tǒng)組成。其技術(shù)主要是根據(jù)循環(huán)流化床理論和噴霧干燥原理，使吸收劑在凈化塔內(nèi)懸浮、反復(fù)循環(huán)，與煙氣中的SO2等酸性氣體充分接觸反應(yīng)轉(zhuǎn)化成亞硫酸鈣和硫酸鈣。

凈化塔內(nèi)設(shè)有兩級增濕活化裝置，用以控制最佳反應(yīng)溫度，且經(jīng)過增濕活化后，原來位于反應(yīng)物產(chǎn)物層內(nèi)部的Ca（OH）2從顆粒內(nèi)部向表面發(fā)生遷移，并形成亞微米級細(xì)粒，沉積在顆粒表面或與表層產(chǎn)物層相互夾雜，改變了孔隙結(jié)構(gòu)，提高了顆粒的反應(yīng)面積。同時由于水的作用，加快了反應(yīng)速度，整體上提高了吸收劑的利用率和煙氣凈化效率。

3.銀川熱電公司脫硫工藝

3.1脫硫劑的選擇

銀川熱電公司采用干態(tài)粒度小于200目、純度大于80%的消石灰粉作為吸收劑，煙氣循環(huán)懸浮式半干法煙氣脫硫工藝由消石灰倉（90m3）、吸收塔、脫硫灰再循環(huán)、除塵器及控制系統(tǒng)等部分組成。Ca/S摩爾比是影響循環(huán)硫化床鍋爐脫硫效率的首要因素。運(yùn)行中根據(jù)煤的含硫量，按比例加入石灰石，比例的不同（即不同Ca/S摩爾比），脫硫效率不同，本系統(tǒng)采用設(shè)計(jì)Ca/S摩爾比為1.28。

3.2反應(yīng)機(jī)理

Ca（OH）2+ SO2 = CaSO3+H2O

Ca（OH）2+ SO3 = CaSO4 + H2O

CaSO3+1/2O2 = CaSO4

Ca（OH）2 + CO2 = CaCO3+H2O

3.3工藝流程及脫硫效果分析

由鍋爐排出的的煙氣經(jīng)面積為54m2的三電室靜電預(yù)除塵器處理后，從吸收塔（即流化床）底部進(jìn)入。吸收塔底部為一個文丘里裝置，煙氣流經(jīng)文丘里管后速度加快，并在此與很細(xì)的消石灰粉末互相混合，顆粒之間、氣體與顆粒之間劇烈摩擦，形成三項(xiàng)流態(tài)化接觸。在噴入均勻水霧降低煙溫的條件下，消石灰與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)生成CaSO3和CaSO4。脫硫后攜帶大量固體顆粒的煙氣從吸收塔頂部排出，約有90%的脫硫灰通過再循環(huán)布袋除塵器后又返回至吸收塔，繼續(xù)參加反應(yīng)，部分脫硫灰經(jīng)過中間灰倉排至脫硫灰?guī)臁艋蟮臒煔庥梢L(fēng)機(jī)排入150米高的煙囪排放。

多年來，公司實(shí)時對脫硫效果進(jìn)行在線檢測，煙氣處理前和處理后的具體監(jiān)測項(xiàng)目、數(shù)據(jù)見表1。分析在線檢測數(shù)據(jù)，煙氣處理系統(tǒng)完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，排放指標(biāo)符合《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13223-2003》及銀川市地方環(huán)保要求。

煙氣進(jìn)入脫硫塔脫硫后，二氧化硫排放濃度由1200mg/Nm3降低至156 mg/Nm3左右，排放量由1528t/a降至189.35t/a；鍋爐尾部煙塵濃度約為6279mg/Nm3經(jīng)原有三電室靜電除塵器處理后，煙塵濃度約為941.85mg/Nm3，再經(jīng)脫硫系統(tǒng)，由于消石灰的加入使得煙塵的濃度有所增加，但經(jīng)布袋除塵器除塵后，其煙塵排放濃度為50mg/Nm3左右，煙塵排放量由1199.92t/a減少為60.69t/a；運(yùn)行5年多來，已累計(jì)削減二氧化硫7000多噸，取得了良好的社會效益。

4.應(yīng)用中的調(diào)整

4.1運(yùn)行過程中建立良好的煙氣循環(huán)是維持系統(tǒng)穩(wěn)定、連續(xù)脫硫的保證。入口煙氣溫度120℃左右，布袋壓差-1200Pa，塔差壓在-500Pa以上，布袋出口壓差-3000Pa以上，系統(tǒng)啟動初期，單憑依靠消石灰系統(tǒng)輸入到脫硫塔內(nèi)的消石灰量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于需求量，為了保證Ca/S摩爾比，提高脫硫效率，可以選擇在灰斗內(nèi)打入10-15噸消石灰。

4.2塔內(nèi)反應(yīng)，煙溫降至85-90℃反應(yīng)效果最佳，如遇負(fù)荷波動、煤質(zhì)變化、煙氣量變化等情況，首先對增壓風(fēng)機(jī)、斜槽回灰調(diào)節(jié)閥、消石灰系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，其次是對水系統(tǒng)做充分調(diào)節(jié)，最后根據(jù)脫硫灰的多少，開啟外排系統(tǒng)。

4.2.1斜槽回灰調(diào)節(jié)閥、消石灰系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)斜槽回灰調(diào)節(jié)閥開度，增加脫硫塔內(nèi)循環(huán)灰的流速，同時提高消石灰給料機(jī)的轉(zhuǎn)速，由平時的10-15HZ調(diào)至20-30HZ，增大消石灰投入量。

4.2.2水系統(tǒng)調(diào)整辦法如下：第一，開大下噴嘴的空氣調(diào)節(jié)閥，增加下噴嘴的壓力，由一般情況下的0.45MPa左右調(diào)節(jié)至0.6MPa運(yùn)行，根據(jù)實(shí)際煙氣量調(diào)整下層水路流量；第二，如果此時脫硫塔內(nèi)煙溫任然達(dá)不到要求，應(yīng)對上層水噴嘴的氣路、水路系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。

4.2.3保持布袋差壓在2800Pa以下，羅茨風(fēng)機(jī)壓力控制在14kPa，當(dāng)灰斗料位計(jì)報警時，開啟外排灰系統(tǒng)，以確保脫硫塔內(nèi)有穩(wěn)定連續(xù)的循環(huán)灰運(yùn)行。

5.系統(tǒng)維護(hù)

5.1煙氣循環(huán)懸浮式半干法脫硫工藝中噴水量的控制系統(tǒng)及其控制方法屬于半干法煙氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域，噴嘴的霧化效果關(guān)系到脫硫效率機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行，需要高品質(zhì)噴嘴且要經(jīng)常性更換，維護(hù)費(fèi)用較高。

5.2系統(tǒng)終極除塵為布袋除塵，除塵效率高，但布袋易老化破裂，最長三年就要更換一次，布袋數(shù)量為3000多條，更換費(fèi)用上百萬。在日常運(yùn)行中，為了延長布袋使用壽命，應(yīng)掌握好噴水量和煙氣量的比例和灰斗內(nèi)的加熱設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，防止大量的水氣附著在布袋上。

5.3消石灰品質(zhì)要符合要求，保證其純度，以減少清理積灰的次數(shù)。

6.結(jié)束語

循環(huán)懸浮式半干法煙氣凈化技術(shù)作為一項(xiàng)高性能多效的大氣污染控制技術(shù)，已成熟應(yīng)用于銀川熱電公司的生產(chǎn)中，其副產(chǎn)品處理方法簡單且對環(huán)境不會造成嚴(yán)重污染，系統(tǒng)技術(shù)完全能達(dá)到高效除塵脫硫的效果。