循環(huán)流化床鍋爐超凈排放煙氣脫硫改造技術(shù)探討

何進(jìn)崇

摘 ?要：由于我國電力企業(yè)的快速發(fā)展，火力發(fā)電領(lǐng)域所產(chǎn)生的煙塵、廢水、粉塵等已成為重大環(huán)境污染源，到如今除塵和對(duì)污水的處理已基本解決，國內(nèi)工業(yè)粉塵處理技術(shù)水平已達(dá)國際水平，唯有煙氣脫硫處理技術(shù)仍然是電力行業(yè)環(huán)保改善的難點(diǎn)。文章對(duì)現(xiàn)有循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硫改造技術(shù)進(jìn)行研究，以達(dá)到提高脫硫控制系統(tǒng)脫硫效率，減少員工勞動(dòng)強(qiáng)度以及保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

關(guān)鍵詞：循環(huán)硫化床;脫硫技術(shù);脫硫效率

中圖分類號(hào)：TK229. 66 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2016）03-0170-02

循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)是世界都在積極研究的先進(jìn)技術(shù)，但是由于目前國內(nèi)采用的脫硫工藝還不成熟，因此存在諸多問題，為了維護(hù)系統(tǒng)安全和減少成本，對(duì)煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究和改造具有重要意義。本文利用已有煙氣循環(huán)硫化床脫硫技術(shù)為基礎(chǔ)，提出循環(huán)硫化床鍋爐超凈排放煙氣脫硫工藝，進(jìn)一步提高脫硫效率。

1 ?脫硫技術(shù)現(xiàn)狀

目前，我國大型火電廠煙氣脫硫技術(shù)主要運(yùn)用國外較為成熟、業(yè)績較多的石灰石濕法技術(shù)，基于濕法工藝系統(tǒng)工藝具有難度大、成本較高、占地多等問題而循環(huán)硫化床脫硫書則具有投資少、運(yùn)行和投資成本低、效率高等特點(diǎn)，因此在我國的應(yīng)用前景廣闊。開發(fā)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的循環(huán)硫化床煙氣脫硫技術(shù)具有重要意義。

2 ?脫硫系統(tǒng)技術(shù)要求及改進(jìn)方案

2.1 ?設(shè)計(jì)制造的技術(shù)要求

技術(shù)要求需要滿足脫硫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、購入、生產(chǎn)、運(yùn)輸、運(yùn)行、安裝、檢驗(yàn)、測試、試運(yùn)行、考核運(yùn)行、查缺、等一系列的技術(shù)和管理工程。

2.2 ?脫硫系統(tǒng)常規(guī)技術(shù)要求

脫硫系統(tǒng)必須達(dá)到下列運(yùn)行要求：①在鍋爐在最?。?0%負(fù)荷）和最大（110%）負(fù)荷點(diǎn)間的任何負(fù)荷情況下，煙氣脫硫設(shè)備及其輔助設(shè)備皆可工作。脫硫設(shè)備能方便迅速的通過冷、熱啟動(dòng)程序投入工作。在上述的設(shè)計(jì)條件下，需要保證排放的污染物不超出要求的保證排放值。②在脫硫設(shè)備停止工作期間，需要沖洗以及排水的設(shè)備，應(yīng)當(dāng)達(dá)到易于實(shí)現(xiàn)沖洗和排污的要求。③整套裝置中所有易于損耗、磨損或易于出現(xiàn)故障的設(shè)備，要易于更換、檢修和維護(hù)。

2.2.1 ?煙風(fēng)系統(tǒng)

①煙道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)事先考慮并按照可能發(fā)生的最差運(yùn)行條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。②排水設(shè)施材料應(yīng)充分考慮防腐，特別是接觸腐蝕環(huán)境的凈煙氣煙道和原煙氣煙道。排水應(yīng)返回到脫硫排水坑或吸收塔漿池。③在煙道有測點(diǎn)的局部區(qū)域的頂部，用頂板覆蓋。保證頂板可以支撐行走和最少150 kg/m2的部分荷重，為便于排水應(yīng)當(dāng)對(duì)頂板設(shè)有坡度，頂板最低點(diǎn)和煙道直接的距離最少有200 mm。③煙道應(yīng)設(shè)計(jì)保溫。

2.2.2 ?吸收塔系統(tǒng)

①意采用的濕式吸收塔在其氣液的接觸區(qū)不能出現(xiàn)填料，并且吸收塔不能被預(yù)洗滌。②在吸收塔的塔頂設(shè)置高65 m直排煙囪。③對(duì)二氧化硫吸收設(shè)備、吸收塔以及循環(huán)漿池整體進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。為保障盡可能去除二氧化硫應(yīng)當(dāng)額外設(shè)置噴霧層。④注意在漿液噴霧處，用除霧器收集系統(tǒng)下游夾帶的漿液。⑤為了保證防止?jié){液沉淀，應(yīng)當(dāng)使用消除死角攪拌器。吸收塔漿液排出泵排空吸收塔的時(shí)間不能超過15 h，并且保證吸收塔底面的液體能完全被排空。

2.2.3 ?脫硫劑制備和供給系統(tǒng)

本系統(tǒng)設(shè)置石灰石儲(chǔ)倉及石灰石漿液制備和供應(yīng)裝置。由于吸收劑會(huì)與SO2反應(yīng)并發(fā)生消耗，因此需要不斷用泵輸送并補(bǔ)充配置液到吸收塔。配置流程如下：用罐車將石灰石粉送入石灰石儲(chǔ)倉，由石灰石粉給料設(shè)備輸送如石灰石漿液箱，為維持漿液濃度需要不斷在漿液箱中補(bǔ)充工藝水，配置好的漿液存貯于石灰石漿液箱。保證筒體、泵和管道的有足夠的使用壽命，至少在下一個(gè)大修期來臨之前仍可使用。

2.2.4 ?石膏脫水系統(tǒng)

①系統(tǒng)概述：吸收塔里的石膏漿液處理的流程如下：先是通過排出泵將石膏輸送到石膏旋流站進(jìn)行濃縮，石膏的濃縮液再被運(yùn)送到真空皮帶脫水機(jī)脫水，經(jīng)過脫水處理后，石膏漿液的表面含水率基本小于12%，為了充分綜合利用，最后暫時(shí)貯存在石膏庫。石膏旋流站出來的漿液一部分回收到吸收塔可供循環(huán)使用，一部分直接進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)，使用泵抽至中和池進(jìn)行處理。為保證石膏品質(zhì)，需要控制脫硫石膏中Cl-等成份的含量，在石膏脫水過程中利用水和濾布形成的過濾系統(tǒng)對(duì)對(duì)石膏進(jìn)行反復(fù)沖洗，最后過濾的水課存在濾液池中，之后用泵送到系統(tǒng)用于脫硫劑制備或折直接返回吸收塔。②設(shè)計(jì)原則：在每個(gè)吸收塔內(nèi)都配置一套石膏旋流站。所有鍋爐（2臺(tái)75 t/h鍋爐）共設(shè)置一個(gè)溢流收集箱，容量的選擇按鍋爐BMCR工況產(chǎn)生的150%漿液量的多少。

根據(jù)鍋爐燃燒設(shè)計(jì)煤種BMCR工況運(yùn)行時(shí)可能產(chǎn)生的150%石膏處理量，來配置真空皮帶脫水機(jī)的總出力，以滿足石膏漿液用于處理設(shè)計(jì)煤種時(shí)量的要求，同時(shí)需要配置真空泵、氣液分離等輔助設(shè)施。

石膏脫水系統(tǒng)還需設(shè)置一個(gè)石膏庫，根據(jù)2臺(tái)爐在脫硫設(shè)計(jì)煤種BMCR工況下3 d容量確定石膏堆料間的有效容量。采用鏟車等運(yùn)輸裝備運(yùn)輸石膏庫內(nèi)石膏。

2.2.5 ?工藝水系統(tǒng)

①系統(tǒng)概述：脫硫工藝系統(tǒng)需用到水，可由電廠供水系統(tǒng)輸送到脫硫系統(tǒng)工藝水箱，由工藝水箱提供用于石膏結(jié)晶、石灰石漿液制備的工藝用水。此外還可用于沖洗除霧器、真空皮帶脫水機(jī)及各種漿液輸送設(shè)備、輸送管路、儲(chǔ)存箱等設(shè)施;最后還可用于泵或其他設(shè)備的冷卻水以及密封水。

②技術(shù)要求：工藝水系統(tǒng)應(yīng)保證FGD裝置正常運(yùn)行，并且做好一旦出現(xiàn)事故時(shí)的用水。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行需要設(shè)計(jì)工藝水箱容積，保證其容量。為確保系統(tǒng)工藝水供應(yīng)需求，系統(tǒng)應(yīng)單獨(dú)配備沖洗運(yùn)送漿液的管路、除霧器等設(shè)備。為確保系統(tǒng)冷卻水供應(yīng)需求，系統(tǒng)用于管設(shè)備冷卻水的水泵應(yīng)單獨(dú)設(shè)置等。系統(tǒng)應(yīng)使用離心泵來輸送工藝水。

2.2.6 ?壓縮空氣系統(tǒng)

壓縮空氣系統(tǒng)提供壓縮空氣的用途：①雜用空氣可在機(jī)械設(shè)施，風(fēng)動(dòng)設(shè)備，板手等操作中發(fā)揮作用，還可用于脫硫裝置一些運(yùn)行方式中，最后還可用于脫硫裝置的維護(hù)維修。②儀用壓縮空氣可在脫硫裝置所有氣動(dòng)操作的儀表和控制系統(tǒng)中發(fā)揮作用。

依據(jù)需要，在島內(nèi)設(shè)儀時(shí)用的儲(chǔ)氣罐是壓縮空氣儲(chǔ)罐和雜用壓縮空氣儲(chǔ)罐。儲(chǔ)氣罐的貯備應(yīng)當(dāng)足夠，在全部空氣壓縮機(jī)停運(yùn)時(shí)，儲(chǔ)氣罐應(yīng)當(dāng)能提供足夠的耗氣量維持整個(gè)脫硫控制系統(tǒng)繼續(xù)工作至少15 min，按需確定壓縮空氣系統(tǒng)儲(chǔ)氣罐工作壓力。

2.2.7 ?廢水處理和疏放系統(tǒng)

設(shè)置廢水處理系統(tǒng)，對(duì)排放的廢水經(jīng)過中和加料處理，達(dá)到水污染排放指標(biāo)時(shí)才可排往水集中處;此外，按環(huán)保部門要求對(duì)污泥進(jìn)行脫水處理。作為提供脫硫凈化系統(tǒng)漿液排放場所的地點(diǎn)，疏放系統(tǒng)可分為區(qū)域排水收集和事故漿液收集兩類。

區(qū)域排水收集：區(qū)域排水收集是通過明渠，收集各個(gè)設(shè)備排放的水和漿液到集水坑，然后通過集水坑泵將水或漿液輸回吸收塔等收集設(shè)施。單獨(dú)配備每個(gè)集水坑的集水坑泵，為防止?jié){液沉積還應(yīng)設(shè)有攪拌器。

事故漿液收集：事故漿液收集主要注意當(dāng)吸收塔需要檢修時(shí)，需要臨時(shí)排空塔釜內(nèi)漿液，將吸收塔塔釜內(nèi)的漿液通過事故漿液池暫時(shí)貯存。當(dāng)吸收塔維護(hù)檢測完成后，事故漿液池內(nèi)漿液能夠通過事故泵輸送回吸收塔。

3 ?性能保證及監(jiān)造

性能的監(jiān)造需要參考《火電廠石灰石一石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標(biāo)》等各種驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)脫硫效率、鈣硫比、石灰石消耗、用電情況進(jìn)行綜合考量。

由于近年火電廠大氣污染排放指標(biāo)的提高，常用的鍋爐循環(huán)流化床脫硫技術(shù)難以達(dá)到目前的環(huán)保需求，燃煤鍋爐“超潔凈排放”改造工藝運(yùn)行和維護(hù)成本相對(duì)較低，并且具有良好的性能和穩(wěn)定性，提高了脫硫效率，更重要的是達(dá)到了污染物排放要求。

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