燃煤電廠脫硫技術(shù)的研究

張凱峰

（安徽電力建設(shè)第二工程公司，安徽 合肥 230061）

電廠脫硫，主要是煙氣脫硫，即除去煙氣中的硫及化合物（主要是SO和SO2）的過程，以達到環(huán)境要求。隨著節(jié)能減排政策在我國進一步貫徹執(zhí)行，采取必要措施，控制燃煤電廠污染特排放，已成各級的一致共識。煤炭中的硫，經(jīng)過電廠燃爐的燃燒，產(chǎn)生大量的SO2對大氣污染影響較重。產(chǎn)生一系列的環(huán)保問題，因此，加強燃煤電廠脫硫技術(shù)的研究，對于燃煤電廠增強競爭力和改善大氣環(huán)境質(zhì)量具有重要的意義。

1 電廠脫硫的常用方法及工藝

脫硫的方法，通常分為燃燒前脫硫、爐內(nèi)脫硫和煙氣脫硫。燃燒前脫硫，就是指在煤燃燒前把煤中的硫分脫除掉，燃燒前脫硫技術(shù)主要有物理洗選煤法、化學(xué)洗選煤法、煤的氣化和液化等。爐內(nèi)脫硫，是指在燃燒過程中，向爐內(nèi)加入固硫劑如CaCO3等，使煤中硫分轉(zhuǎn)化成硫酸鹽，隨爐渣排除。煙氣脫硫（簡稱LIFAC），是指在燃煤鍋爐內(nèi)適當溫度區(qū)噴射石灰石粉，并在鍋爐空氣預(yù)熱器后增設(shè)活化反應(yīng)器，用以脫除煙氣中的SO2。燃煤的煙氣脫硫技術(shù)是當前應(yīng)用最廣、效率最高的脫硫技術(shù)。目前，國內(nèi)外的燃煤電廠煙氣脫硫技術(shù)一是干式煙氣脫硫工藝，二是濕法FGD工藝。干式工藝于80年代初用于電廠煙氣脫硫，具有投資低；產(chǎn)物干態(tài)和飛灰相混；無需除霧器及再熱器；設(shè)備耐腐蝕等優(yōu)點；濕法FGD工藝已有50年的歷史，與干式工藝相比，具有技術(shù)成熟，脫硫效率高，機組容量大，煤種適應(yīng)性強，運行費用低和副產(chǎn)品易回收等優(yōu)點。

2 電廠吸收塔濕法脫硫

吸收塔濕法脫硫是脫硫系統(tǒng)的核心，包括噴淋，除霧，漿液再循環(huán)，石灰石漿液補給，漿液攪拌等部分。在濕法脫硫工藝中，吸收塔是一個核心部件，一個濕法脫硫工程能否成功，關(guān)鍵看吸收塔、塔內(nèi)件及與之相匹配的附屬設(shè)備的設(shè)計選型是否合理可靠。目前，世界各國在濕法煙氣脫硫的工藝、流程、形式、機理等方面都是大同小異，主要反應(yīng)物是石灰石(CaCO3）、石灰（CaO)或碳酸鈉(Na2CO3）等漿液作洗滌劑，在反應(yīng)塔中通過化學(xué)反應(yīng)對煙氣進行洗滌，從而得到除去煙氣中的SO2的目的。目前，應(yīng)用較多的是技術(shù)上成熟的再生 (回轉(zhuǎn))式煙氣熱交換器(GGH)。GGH價格較貴，占整個FGD工藝投資的比例較高。

2.1 吸收塔的工藝特點。由于進入吸收塔的原煙氣溫度較高（約90℃），而循環(huán)漿液中SO2和煙塵含量也較高，很容易在洗滌區(qū)產(chǎn)生固體沉淀。因此本吸收塔設(shè)計成單級敞開式吸收塔，盡量減少塔內(nèi)部件。其內(nèi)部件只有噴淋層和除霧器，噴淋管采用玻璃鋼制作，除霧器采用PPTV20材料制作，其表面非常光滑，從而減少漿液在洗滌區(qū)的停留時間。因此，在固體沉淀產(chǎn)生以前，漿液已快速地從洗滌區(qū)匯集到再循環(huán)區(qū)。吸收塔的另一個重要特點是強制氧化。氧化空氣噴槍安裝在攪拌器的壓力側(cè)，此處的強湍流具有極大的切割力，可達到很好的物料輸送作用。一方面漿液在含有氣泡的湍流力作用下充分混合，另一方面氣泡能均勻分布，形成很大的物料交換表面。同時在較高壓力的情況下，O2在漿液中的溶度也提高了，使HSO3－得到充分氧化。

2.2 吸收塔的維護與調(diào)試。吸收塔系統(tǒng)的調(diào)試分兩步進行，前期調(diào)試和優(yōu)化。在吸收塔系統(tǒng)中主要有吸收塔塔體、3（或4）臺漿液循環(huán)泵、2臺氧化風機、6個攪拌器（或2臺脈沖懸浮泵）、閥門及管道等設(shè)備，前期調(diào)試工作主要圍繞這些設(shè)備進行。

2.2.1 前期調(diào)試

（1）管道的洗滌。吸收塔內(nèi)部及吸收塔系統(tǒng)的大部分管道為襯膠和涂鱗內(nèi)壁，同時為了保證生成品質(zhì)優(yōu)良的石膏，必須保證吸收塔系統(tǒng)內(nèi)部基本沒有雜質(zhì)。因此，調(diào)試的第一步是利用臨時水源對系統(tǒng)內(nèi)的管道及箱體、吸收塔內(nèi)部進行洗滌，除去系統(tǒng)及管道內(nèi)雜質(zhì)，保證后續(xù)的調(diào)試工作不會造成襯膠等的損壞，生產(chǎn)出合格的石膏。

（2）閥門及除霧器的調(diào)試。閥門可以分為兩大類，一類是手動閥，另一類為電動閥。對系統(tǒng)的手動閥門進行開關(guān)靈活性的檢查，同時檢查閥門的泄漏情況（可以根據(jù)有關(guān)流量的變化進行判斷）；對于電動閥進行限位設(shè)置，檢查CRT反饋信號正確與否、測量閥門開關(guān)時間、檢查閥門泄漏情況。在吸收塔系統(tǒng)中，特別應(yīng)提及的是循環(huán)泵前的三（或四）個電動大蝶閥，在調(diào)試此閥門時，首先將閥門全開，檢查閥門邊緣與管道上下壁之間的距離，確認閥門與漿液流動方向平行，符合此條件的位置為該閥門的全開位置，設(shè)定限位開關(guān)位置。閥門關(guān)閉時，檢查閥門邊緣與管道內(nèi)壁的接觸情況，同時在關(guān)閉閥門后，往循環(huán)管內(nèi)注水至噴淋層出水為止，檢查此時的閥門泄漏情況。若無泄漏，則設(shè)定該閥門的關(guān)限位。除霧器由四組電動閥門組成，每組有八個電動閥，調(diào)試方法同上。

（3）循環(huán)泵的調(diào)試。循環(huán)泵是吸收塔系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備之一，循環(huán)泵必須在完成電機單轉(zhuǎn)、循環(huán)管道已清洗干凈并充滿水、泵的油位足夠、保護投用等前提下啟動，啟動后隨時注意泵前后的壓力、電機的線圈溫度和電機的振動情況。

（4）石膏漿液排放泵、氧化風機的試轉(zhuǎn)。確認已安裝完畢，所有的潤滑油已加入并足夠，然后在電機與泵脫開的前提下，首先進行電機轉(zhuǎn)向檢查；電機的2h試轉(zhuǎn)；最后進行泵的帶水試轉(zhuǎn)或風機的送風試驗。

在調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)由于土建施工尚未結(jié)束，室內(nèi)灰塵較多，容易堵塞氧化風機進口濾網(wǎng)，所以在運行時應(yīng)經(jīng)常檢查風機進口壓力，如偏大，就應(yīng)清理進口濾網(wǎng)。

（5）攪拌器（或脈沖懸浮泵）的調(diào)試及攪拌試驗。在攪拌器（或脈沖懸浮泵）的試轉(zhuǎn)時應(yīng)注意只有吸收塔內(nèi)的水位超過攪拌器的高度時或邏輯設(shè)置的保護水位時，才能啟動攪拌器（或脈沖懸浮泵）。吸收塔中有兩層攪拌器，分上下兩層。為了真實反映實際運行時的攪拌情況，往吸收塔內(nèi)加入一定量的石膏，在不同時段，分別在吸收塔漿液區(qū)的上部和下部各取1000ml左右的漿液，分析漿液中的懸浮物含量，數(shù)據(jù)越接近，攪拌效果越好。

2.2.2 系統(tǒng)的清水循環(huán)調(diào)試及啟動程序確認

由于正常運行時，吸收塔內(nèi)的石膏漿液大約為12%，因此吸收塔系統(tǒng)應(yīng)首先啟動上、下層攪拌器，盡量使吸收塔內(nèi)的漿液均勻，避免循環(huán)泵等啟動時打濃漿而損壞。在清水循環(huán)調(diào)試中確認吸收塔系統(tǒng)的啟動程序如下：

（1）啟動攪拌器（或脈沖懸浮泵）。啟動攪拌器時要先啟動上層攪拌器，接著再啟動下層攪拌器。（2）依次啟動三（或四）臺循環(huán)泵。（3）啟動石膏漿液排放泵。（4）啟動氧化風機。

在系統(tǒng)的清水循環(huán)過程中，每半小時應(yīng)進行一次巡檢，巡檢內(nèi)容主要包括電機溫度、有無異聲、振動等；各泵與風機的進出口壓力變化情況。

2.2.3 系統(tǒng)的漿液循環(huán)試轉(zhuǎn)及煙氣處理

在系統(tǒng)清水循環(huán)試轉(zhuǎn)后，往吸收塔內(nèi)加入石膏，使吸收塔內(nèi)的漿液達到一定的濃度。在加石膏的過程中，禁止停用攪拌器，同時可以啟動循環(huán)泵，使得吸收塔內(nèi)的漿液更均勻。接著開始進行系統(tǒng)的漿液循環(huán)。

結(jié)論。煙氣脫硫技術(shù)種類繁多。目前技術(shù)最成熟、國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的是石灰石/石膏法（及其變型）和噴射式干法煙氣脫硫技術(shù)，但循環(huán)流化床和海水洗滌式等新型煙氣脫硫技術(shù)正在迅速為人們所認可。

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