淺議鏈條爐中氧化鎂法脫硫除塵工藝

張鳳娟

（遼寧瑞爾工程咨詢有限公司遼寧大連116600）

淺議鏈條爐中氧化鎂法脫硫除塵工藝

張鳳娟

（遼寧瑞爾工程咨詢有限公司遼寧大連116600）

鍋爐脫硫除塵整治工作是大氣環(huán)境治理的重點(diǎn)課題，也是社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)話題。近年來(lái)，氧化鎂法煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展較快，本文主要介紹了鏈條爐中氧化鎂脫硫除塵的工藝原理及達(dá)到預(yù)期治理效果。

鏈條爐；氧化鎂法；脫硫；除塵

鏈條爐是機(jī)械化程度較高的一種層燃爐。因其爐排類似于鏈條式履帶而得名.是工業(yè)鍋爐中使用較廣泛的一種爐型燃燒設(shè)備，為鏈條爐排的為鏈條爐，是層燃爐的一種，屬機(jī)械燃燒的爐排。工作原理：通過(guò)減速機(jī)帶動(dòng)鏈條爐排轉(zhuǎn)動(dòng)，使煤從前方著火，到鍋爐尾部燃盡，較固定爐排能夠提高燃燒效率，同時(shí)鏈條轉(zhuǎn)到下方時(shí)，風(fēng)冷降溫，能夠保護(hù)爐排片不燒損。是層燃爐中較好的一種燃燒設(shè)備。

1　氧化鎂法工藝介紹

某鍋爐房改造后的整個(gè)煙氣凈化流程為：鍋爐→脈沖袋式除塵器→引風(fēng)機(jī)→脫硫塔→排放，本文以此為例來(lái)介紹該方法在案例中的應(yīng)用。

鍋爐煙氣被引入布袋除塵器后，沿連接煙道，經(jīng)引風(fēng)機(jī)鼓入脫硫塔，煙氣在塔內(nèi)上升時(shí)，與從脫硫噴淋裝置噴出的循環(huán)液逆向接觸，霧化后的堿性液滴與煙氣中的SO2發(fā)生反應(yīng)，脫除煙氣中的SO2。

在脫硫塔內(nèi)設(shè)置三層噴淋裝置，確保煙氣中的SO2得到充分的凈化，凈化后的煙氣，繼續(xù)上升進(jìn)入脫硫塔的除霧系統(tǒng)。除霧系統(tǒng)采用兩級(jí)折流板結(jié)構(gòu)，脫硫煙氣中夾帶的大顆粒霧滴，在一級(jí)折流板中脫除，小顆粒霧滴在次級(jí)折流板中脫除。除霧系統(tǒng)設(shè)置有自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，定時(shí)沖洗除霧器，防止結(jié)垢和堵塞。除霧后的凈煙氣進(jìn)入煙囪排放。

由于在煙氣脫硫過(guò)程中，循環(huán)液中有部分水分蒸發(fā)及部分循環(huán)液的外排造成水分損失，為維持循環(huán)池的水平衡，一方面通過(guò)除霧器沖洗水補(bǔ)充水量，另一方面通過(guò)加藥系統(tǒng)補(bǔ)充水量，水位過(guò)低時(shí)開(kāi)啟工藝水泵向脫硫塔補(bǔ)水，維持系統(tǒng)水平衡。

脫硫塔下循環(huán)池內(nèi)的脫硫液與從脫硫劑制備罐輸送過(guò)來(lái)的氧化鎂漿液進(jìn)行中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH值后，經(jīng)循環(huán)泵打入脫硫塔內(nèi)重復(fù)下一脫硫循環(huán)周期。

該鍋爐房改造過(guò)程擬建循環(huán)池一座，沉淀池一座，經(jīng)塔內(nèi)噴淋下來(lái)的脫硫液經(jīng)地溝流入循環(huán)池，達(dá)到濃度的漿液由漿液排出泵打入沉淀池中，經(jīng)沉淀結(jié)晶后的硫酸鎂晶體清掏后出售，沉淀池多余漿液排往渣場(chǎng)降塵。

氧化鎂法脫硫工藝的基本原理如下：

第一步，SO2的溶解和電離：

煙氣中的SO2在水中具有良好的溶解性，遇水時(shí)分解為H+和SO3-

第二步，脫硫劑的制備過(guò)程：

符合要求的MgO粉為白色細(xì)粉，用專用粉體罐裝車供至脫硫劑儲(chǔ)倉(cāng)內(nèi)。MgO經(jīng)螺旋給料機(jī)送至制備罐（熟化罐），用溫水消化處理。再由脫硫劑輸送泵打入脫硫劑漿液儲(chǔ)備罐，產(chǎn)生Mg(OH)2乳濁液經(jīng)脫硫劑供給泵送入脫硫吸收塔。

MgO消化反應(yīng)的效果與水溫及熟化罐的攪拌強(qiáng)度和攪拌時(shí)間有關(guān)。

第三步，SO2的吸收反應(yīng)：

泵入塔內(nèi)經(jīng)充分氣液接觸、傳質(zhì)反應(yīng)的脫硫漿液中含Mg－SO3、Mg(HSO3)2、MgSO4及未反應(yīng)完全的Mg(OH)2等物質(zhì)。這些未完全反應(yīng)的脫硫劑漿液經(jīng)循環(huán)泵再次循環(huán)噴淋，與煙氣多次反應(yīng)，使整個(gè)反應(yīng)的當(dāng)量比接近于1。此時(shí)若增加噴淋量，可以進(jìn)一步提高脫硫效率。經(jīng)多次循環(huán)的脫硫漿液，pH值下降，MgSO3、MgSO4含量逐漸增加，脫硫能力逐漸降低。最終當(dāng)pH值下降到某一特定數(shù)值時(shí)，脫硫劑漿液閥將打開(kāi)，開(kāi)始補(bǔ)充脫硫劑。而脫硫能力逐漸降低的混合漿液將在其濃度達(dá)到設(shè)定數(shù)值后外排。

第四步，脫硫產(chǎn)物氧化：

從脫硫塔內(nèi)排出的失去脫硫能力的料漿中，脫硫副產(chǎn)物為含有MgSO3、少量MgSO4及其它雜質(zhì)（主要來(lái)源于煙氣中的煙塵及氧化鎂脫硫劑中的雜質(zhì)）的物料體系。

MgO脫硫初級(jí)反應(yīng)生成物中，以MgSO3為主，占約60%~ 80%，MgSO3微溶于水，常溫下，在水中溶解度約0.8g/100gH2O，而且不如MgSO4穩(wěn)定。對(duì)于供暖企業(yè)，MgSO3及MgSO4進(jìn)行全部回收意義不大，且回收成本較高，因此本項(xiàng)目不增設(shè)專門的副產(chǎn)品回收系統(tǒng)，僅設(shè)氧化沉淀系統(tǒng)收集MgSO4。通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)在循環(huán)池中曝氣，使產(chǎn)物中的MgSO3氧化為MgSO4。MgSO4是一種穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì)，有很高的可溶性，其溶解度約為MgSO3的100倍。

我國(guó)現(xiàn)行污水排放標(biāo)準(zhǔn)體系中，對(duì)MgSO4、MgSO3、SO42-、SO32-、Mg2+排放濃度和總量均未作明確規(guī)定。因此脫硫后的副產(chǎn)物漿液從循環(huán)池底部抽取進(jìn)入沉淀池，沉淀析出后收集外賣，沉淀池上層多余漿液全部排往灰場(chǎng)，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，其排放是安全的。該鍋爐房實(shí)施氧化鎂法脫硫除塵改造后生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1　氧化鎂法脫硫除塵改造后生產(chǎn)工藝流程

2　氧化鎂法工藝特點(diǎn)

工藝成熟：氧化鎂濕法煙氣脫硫技術(shù)是一種成熟的脫硫工藝，在世界各地都有非常多的應(yīng)用。近年來(lái)，隨著煙氣脫硫事業(yè)的發(fā)展，氧化鎂濕法脫硫在我國(guó)的研究與應(yīng)用發(fā)展很快。

氧化鎂來(lái)源充足：我國(guó)氧化鎂目前已探明的儲(chǔ)藏量約為160× 108t，占全世界的80%左右，其中遼寧占全國(guó)儲(chǔ)量的84.7%。

脫硫效率高：氧化鎂法在化學(xué)反應(yīng)活性方面要遠(yuǎn)大于鈣基脫硫劑，并且由于氧化鎂的分子量較碳酸鈣和氧化鈣都比較小。因此其它條件相同的情況下氧化鎂的脫硫效率要高于鈣法的脫硫效率。設(shè)計(jì)脫硫效率為90%。

投資費(fèi)用少：由于氧化鎂作為脫硫本身有其獨(dú)特的優(yōu)越性，因此在吸收塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、循環(huán)漿液量的大小、系統(tǒng)的整體規(guī)模、設(shè)備的功率都可以相應(yīng)較小，這樣一來(lái)，整個(gè)脫硫系統(tǒng)的投資費(fèi)用可以降低20%以上。

運(yùn)行費(fèi)用低：氧化鎂法脫除同樣的SO2用量是碳酸鈣的40%；在水電汽等動(dòng)力消耗方面，尤其是液氣比（關(guān)系到脫硫效率及系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用）。石灰石石膏液氣比一般都在10L/m3以上，而氧化鎂在5 L/m3以下，可知其運(yùn)行成本低。

運(yùn)行可靠：鎂法脫硫相對(duì)于鈣法的最大優(yōu)勢(shì)是系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生設(shè)備結(jié)垢堵塞問(wèn)題，能保證整個(gè)脫硫系統(tǒng)安全有效的運(yùn)行，同時(shí)鎂法pH值控制在6.0～6.5之間，在這種條件下設(shè)備、煙囪的腐蝕問(wèn)題也得到了一定程度的解決。

3　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)采用氧化鎂法脫硫除塵改造后，該系統(tǒng)的除塵效果可達(dá)99%，脫硫效果高于90%，處理效率明顯增大。因此，在我國(guó)發(fā)展氧化鎂煙氣脫硫技術(shù)是完全可行可靠的。

[1]張燕.氧化鎂濕法煙氣脫硫工藝在鍋爐上的應(yīng)用[J].河北化工, 2010（10）：41-42.

[2]候開(kāi)利.陶瓷多管旋風(fēng)除塵器及氧化鎂法脫硫工藝設(shè)計(jì)[J].山東工業(yè)技術(shù),2014（22）：30.

張鳳娟（1982—），女，山東萊蕪，碩士研究生，工程師，環(huán)境影響評(píng)價(jià)。