濕法脫硫在工程中的應(yīng)用淺析

李戈 楊剛寬

摘 要:本文對濕法脫硫技術(shù)在工程應(yīng)用進(jìn)行了分析,討論了應(yīng)用中常見故障的控制與預(yù)防,結(jié)合實際給出優(yōu)化方案。實際證明濕法脫硫與現(xiàn)實工程有機(jī)結(jié)合,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,煙氣達(dá)標(biāo)排放,取得了良好的社會效益。

關(guān)鍵詞:濕法脫硫二氧化硫煙氣達(dá)標(biāo)排放

中圖分類號:TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(b)-0141-01

(1)我公司現(xiàn)有2臺20t/h和1臺35t/h燃煤蒸汽鍋爐,燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過麻石水膜除塵后,由引風(fēng)機(jī)送入煙囪高空排放,煙氣脫硫率低,不能滿足環(huán)保新要求。公司尋求先進(jìn)適用的脫硫工藝、廉價脫硫劑;利用現(xiàn)有場地,實現(xiàn)設(shè)備緊湊布置;運(yùn)行穩(wěn)定、可靠;與主體無縫連接和裝置的穩(wěn)定可靠運(yùn)行;各項脫硫指標(biāo)能夠滿足新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

(2)脫硫劑及脫硫工藝的選擇經(jīng)過對脫硫劑、脫硫工藝,環(huán)保部《工業(yè)鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范(HJ 462－2009)》的要求進(jìn)行分析,脫硫劑主要以石灰、消石灰、燒堿等組成。決定采用石灰法脫硫工藝,具有技術(shù)成熟、效率高、運(yùn)行穩(wěn)定,投資省、運(yùn)行費用低的特點。

(3)工藝流程及設(shè)備布置。脫硫系統(tǒng)主要由煙風(fēng)系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、脫硫劑制備及供給系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成?；趫龅叵拗?僅能按照2×20t/h鍋爐兩爐一塔、1×35t/h鍋爐一爐一塔設(shè)置來考慮,設(shè)計了設(shè)備平面布置及工藝流程。

鍋爐煙氣經(jīng)水磨除塵后,經(jīng)引風(fēng)機(jī)加壓進(jìn)入脫硫塔。煙氣與從上而下的、由噴嘴充分霧化的脫硫液逆向?qū)α鹘佑|,脫硫液充分吸收煙氣中的SO2后進(jìn)入折流板除霧器除霧,凈化并除霧之后的煙氣,由煙道引至煙囪排放。脫硫液采用內(nèi)循環(huán)氧化吸收方式。循環(huán)水泵將脫硫液打入塔內(nèi),在塔內(nèi)吸收二氧化硫后由重力作用落入塔釜。為了防止塔內(nèi)漿液沉淀,在吸收塔塔釜采用脈沖裝置對塔內(nèi)漿液進(jìn)行擾動攪拌,在吸收塔底部鼓入空氣對脫硫液進(jìn)行氧化,保證吸收塔中硫酸鈣的含量達(dá)到合理的控制范圍,由漿液排出泵將漿液打至沉渣池。另外根據(jù)塔釜漿液的pH值變化,控制供漿電動閥的開關(guān),控制加入塔釜的石灰漿液量,實現(xiàn)對脫硫液脫硫劑濃度和pH的控制。脫硫劑制備系統(tǒng)包括石灰儲倉、斗式提升機(jī)、倉壁震動器、圓盤給料機(jī)、螺旋輸送機(jī)、稱量罐、石灰漿液罐和石灰漿液泵等設(shè)備。外購石灰粉經(jīng)斗式提升機(jī)輸送至石灰儲倉內(nèi)儲存,在加灰時石灰先通過螺旋輸送機(jī)進(jìn)入螺旋稱重計,計量后放入石灰漿液罐進(jìn)行充分?jǐn)嚢?。整個系統(tǒng)聯(lián)鎖自動控制實現(xiàn)自動化灰,為系統(tǒng)提供工藝所需濃度的石灰漿液。根據(jù)工藝需求,通過石灰漿液泵定量輸送至塔釜,保證脫硫系統(tǒng)的pH,保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

(4)系統(tǒng)結(jié)垢堵塞的預(yù)防與控制系統(tǒng)結(jié)垢必須從設(shè)備、工藝和運(yùn)行管理三方面控制和預(yù)防。脫硫系統(tǒng)的主要設(shè)備脫硫塔,如果發(fā)生堵塞將引起引風(fēng)機(jī)出力不夠,影響鍋爐燃燒。在脫硫塔內(nèi)部構(gòu)造的細(xì)節(jié)處理上,應(yīng)考慮消除石灰在塔內(nèi)的沉積堵塞幾率,減少塔內(nèi)部件的設(shè)置,采用新型碳化硅噴嘴進(jìn)行空塔噴淋,降低運(yùn)行費用。新型碳化硅噴嘴空塔噴淋將漿液循環(huán)池放在噴淋塔下部,與吸收塔合并組成脫硫塔,實現(xiàn)漿液塔內(nèi)循環(huán)。輸送漿液的管道布置合理,縮短管路長度,減少彎頭數(shù)量,避免漿液在管道中沉淀,堵塞。在塔體底部循環(huán)漿液面合理設(shè)置塔內(nèi)曝氣,降低系統(tǒng)鈣離子和酸根離子濃度,減少脫硫產(chǎn)物對系統(tǒng)的結(jié)垢、堵塞。在脫硫設(shè)施關(guān)閉和停運(yùn)期間,必須對漿液管道系統(tǒng)的各個設(shè)施進(jìn)行排放和沖洗,防止?jié){液停止循環(huán)而沉淀、堆積堵塞。

(5)系統(tǒng)腐蝕的預(yù)防與控制脫硫系統(tǒng)的材質(zhì)大多為碳鋼,宜選用性能可靠,施工工藝成熟的玻璃鱗片加強(qiáng)酸性防腐,施工厚度3mm。在吸收塔上部及出口煙道,襯里為低溫玻璃鱗片(施工前經(jīng)表面噴砂除銹預(yù)處理);在反應(yīng)池內(nèi)壁,內(nèi)襯低溫玻璃鱗片后加涂耐磨層,以保護(hù)鋼基體,增強(qiáng)材質(zhì)耐磨性和防腐性;在吸收塔進(jìn)口設(shè)置高溫玻璃鱗片。折板除霧器總成為避免濕法脫硫后的煙氣帶水問題,在脫硫塔頂部盡量選用折板除霧器,設(shè)置多級除霧裝置,提高脫水效果,使得除霧器出口煙氣中霧滴的濃度小于75mg/m3,在下游煙道上增加排水裝置和煙囪底部排水裝置。脫硫液循環(huán)系統(tǒng)漿液管道選用襯塑管腐蝕,同時配備沖洗和排水系統(tǒng)。在裝置關(guān)閉和停運(yùn)期間,對漿液管道系統(tǒng)的各個設(shè)施進(jìn)行排放和沖洗。

(6)自動控制系統(tǒng)為實現(xiàn)脫硫系統(tǒng)主要工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)的自動監(jiān)控,具有兩地控制、兩地操作、手動/自動切換控制、兩地顯示等功能。脫硫控制系統(tǒng)采用成熟、可靠、完善的PLC+上位機(jī)系統(tǒng)控制方案,PLC選用西門子S7-300系列可編程序控制器。操作人員在上位機(jī)進(jìn)行脫硫除塵系統(tǒng)工藝運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置、監(jiān)控,脫硫除塵系統(tǒng)設(shè)備的順序啟停和狀態(tài)監(jiān)控,運(yùn)行參數(shù)自動檢測和儲存,并對關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行自動調(diào)節(jié),實現(xiàn)脫硫除塵系統(tǒng)運(yùn)行的自動化控制。

(7)脫硫效果。上述脫硫工程和脫硫技術(shù),適合我公司2×20t/h+1×35t/h燃煤鍋爐煙氣脫硫改造。經(jīng)過制造廠家加工安裝,公司加強(qiáng)脫硫系統(tǒng)運(yùn)行管理,經(jīng)過一個采暖季的運(yùn)行,75t/h燃煤鍋爐煙氣二氧化硫排放濃度約150～200mg/Nm3,滿足西安市鍋爐煙氣二氧化硫排放小于300mg/Nm3的標(biāo)準(zhǔn),年二氧化硫減排量350余噸。

(8)脫硫技術(shù)是涉及到機(jī)械學(xué)、熱力學(xué)、流體力學(xué)、反應(yīng)化學(xué)、材料學(xué)、電氣及自動化等多學(xué)科的技術(shù),脫硫工程是包括脫硫設(shè)備、脫硫工藝、脫硫除塵使用管理等內(nèi)容的系統(tǒng)工程。因此,綜合選擇工藝先進(jìn)、運(yùn)行可靠、經(jīng)濟(jì)合理,適合本單位實際的脫硫技術(shù)方案,實現(xiàn)煙氣環(huán)保達(dá)標(biāo)排放。

參考文獻(xiàn)

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