湿法脱硫在工程中的应用浅析

摘 要:本文对湿法脱硫技术在工程应用进行了分析,讨论了应用中常见故障的控制与预防,结合实际给出优化方案。实际证明湿法脱硫与现实工程有机结合,系统运行稳定,烟气达标排放,取得了良好的社会效益。

关键词:湿法脱硫 二氧化硫 烟气达标排放

中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:1674-098X(2012)05(b)-0141-01

(1)我公司现有2台20t/h和1台35t/h燃煤蒸汽锅炉,燃烧产生的烟气经过麻石水膜除尘后,由引风机送入烟囱高空排放,烟气脱硫率低,不能满足环保新要求。公司寻求先进适用的脱硫工艺、廉价脱硫剂;利用现有场地,实现设备紧凑布置;运行稳定、可靠;与主体无缝连接和装置的稳定可靠运行;各项脱硫指标能够满足新环保标准。

(2)脱硫剂及脱硫工艺的选择经过对脱硫剂、脱硫工艺,环保部《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范(HJ 462－2009)》的要求进行分析,脱硫剂主要以石灰、消石灰、烧碱等组成。决定采用石灰法脱硫工艺,具有技术成熟、效率高、运行稳定,投资省、运行费用低的特点。

(3)工艺流程及设备布置。脱硫系统主要由烟风系统、吸收系统、脱硫剂制备及供给系统、工艺水系统、电气控制系统等组成。基于场地限制,仅能按照2×20t/h锅炉两炉一塔、1×35t/h锅炉一炉一塔设置来考虑,设计了设备平面布置及工艺流程。

锅炉烟气经水磨除尘后,经引风机加压进入脱硫塔。烟气与从上而下的、由喷嘴充分雾化的脱硫液逆向对流接触,脱硫液充分吸收烟气中的SO2后进入折流板除雾器除雾,净化并除雾之后的烟气,由烟道引至烟囱排放。脱硫液采用内循环氧化吸收方式。循环水泵将脱硫液打入塔内,在塔内吸收二氧化硫后由重力作用落入塔釜。为了防止塔内浆液沉淀,在吸收塔塔釜采用脉冲装置对塔内浆液进行扰动搅拌,在吸收塔底部鼓入空气对脱硫液进行氧化,保证吸收塔中硫酸钙的含量达到合理的控制范围,由浆液排出泵将浆液打至沉渣池。另外根据塔釜浆液的pH值变化,控制供浆电动阀的开关,控制加入塔釜的石灰浆液量,实现对脱硫液脱硫剂浓度和pH的控制。脱硫剂制备系统包括石灰储仓、斗式提升机、仓壁震动器、圆盘给料机、螺旋输送机、称量罐、石灰浆液罐和石灰浆液泵等设备。外购石灰粉经斗式提升机输送至石灰储仓内储存,在加灰时石灰先通过螺旋输送机进入螺旋称重计,计量后放入石灰浆液罐进行充分搅拌。整个系统联锁自动控制实现自动化灰,为系统提供工艺所需浓度的石灰浆液。根据工艺需求,通过石灰浆液泵定量输送至塔釜,保证脱硫系统的pH,保证整个系统的稳定运行。

(4)系统结垢堵塞的预防与控制系统结垢必须从设备、工艺和运行管理三方面控制和预防。脱硫系统的主要设备脱硫塔,如果发生堵塞将引起引风机出力不够,影响锅炉燃烧。在脱硫塔内部构造的细节处理上,应考虑消除石灰在塔内的沉积堵塞几率,减少塔内部件的设置,采用新型碳化硅喷嘴进行空塔喷淋,降低运行费用。新型碳化硅喷嘴空塔喷淋将浆液循环池放在喷淋塔下部,与吸收塔合并组成脱硫塔,实现浆液塔内循环。输送浆液的管道布置合理,缩短管路长度,减少弯头数量,避免浆液在管道中沉淀,堵塞。在塔体底部循环浆液面合理设置塔内曝气,降低系统钙离子和酸根离子浓度,减少脱硫产物对系统的结垢、堵塞。在脱硫设施关闭和停运期间,必须对浆液管道系统的各个设施进行排放和冲洗,防止浆液停止循环而沉淀、堆积堵塞。

(5)系统腐蚀的预防与控制脱硫系统的材质大多为碳钢,宜选用性能可靠,施工工艺成熟的玻璃鳞片加强酸性防腐,施工厚度3mm。在吸收塔上部及出口烟道,衬里为低温玻璃鳞片(施工前经表面喷砂除锈预处理);在反应池内壁,内衬低温玻璃鳞片后加涂耐磨层,以保护钢基体,增强材质耐磨性和防腐性;在吸收塔进口设置高温玻璃鳞片。折板除雾器总成为避免湿法脱硫后的烟气带水问题,在脱硫塔顶部尽量选用折板除雾器,设置多级除雾装置,提高脱水效果,使得除雾器出口烟气中雾滴的浓度小于75mg/m3,在下游烟道上增加排水装置和烟囱底部排水装置。脱硫液循环系统浆液管道选用衬塑管腐蚀,同时配备冲洗和排水系统。在装置关闭和停运期间,对浆液管道系统的各个设施进行排放和冲洗。

(6)自动控制系统为实现脱硫系统主要工艺参数、设备状态的自动监控,具有两地控制、两地操作、手动/自动切换控制、两地显示等功能。脱硫控制系统采用成熟、可靠、完善的PLC+上位机系统控制方案,PLC选用西门子S7-300系列可编程序控制器。操作人员在上位机进行脱硫除尘系统工艺运行参数的设置、监控,脱硫除尘系统设备的顺序启停和状态监控,运行参数自动检测和储存,并对关键参数进行自动调节,实现脱硫除尘系统运行的自动化控制。

(7)脱硫效果。上述脱硫工程和脱硫技术,适合我公司2×20t/h+1×35t/h燃煤锅炉烟气脱硫改造。经过制造厂家加工安装,公司加强脱硫系统运行管理,经过一个采暖季的运行,75t/h燃煤锅炉烟气二氧化硫排放浓度约150～200mg/Nm3,满足西安市锅炉烟气二氧化硫排放小于300mg/Nm3的标准,年二氧化硫减排量350余吨。

(8)脱硫技术是涉及到机械学、热力学、流体力学、反应化学、材料学、电气及自动化等多学科的技术,脱硫工程是包括脱硫设备、脱硫工艺、脱硫除尘使用管理等内容的系统工程。因此,综合选择工艺先进、运行可靠、经济合理,适合本单位实际的脱硫技术方案,实现烟气环保达标排放。

参考文献

[1]国家环境保护“十一五”规划.国家环保局.

[2]燃煤锅炉石灰法烟气脱硫技术与应用.浙江天蓝环保技术有限公司.

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