高硫煤煙氣氨法脫硫超低排放及長周期運(yùn)行總結(jié)

龍 勇

（貴州黔希煤化工投資有限責(zé)任公司，貴州 黔西 551500）

貴州黔希煤化工投資有限責(zé)任公司煙氣脫硫系統(tǒng)為3×220t循環(huán)流化床鍋爐，采用3爐1塔多段多循環(huán)結(jié)構(gòu)的脫硫除塵一體化氨法脫硫工藝，于2019年8月7日調(diào)試成功，順利生產(chǎn)出硫酸銨成品。

工藝系統(tǒng)主要包括煙氣系統(tǒng)、SO2吸收循環(huán)系統(tǒng)、除塵一體化系統(tǒng)、氧化空氣系統(tǒng)、硫酸銨生產(chǎn)系統(tǒng)（部分利舊）、吸收劑供給系統(tǒng)（利舊）、檢修排空系統(tǒng)（利舊）、工藝水系統(tǒng)和煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)等。

1 脫硫系統(tǒng)設(shè)備配置

進(jìn)出口煙氣性能參數(shù)及保證值

脫硫裝置吸收循環(huán)系統(tǒng)為新建，硫酸銨干燥處理系統(tǒng)為利舊設(shè)備

2 工藝流程

單塔多段多循環(huán)結(jié)構(gòu)的脫硫除塵一體化工藝，利用20%濃度的氨水作為吸收劑吸收煙氣中的SO2。煙氣經(jīng)脫硫塔脫硫后產(chǎn)生凈煙氣，并經(jīng)凈煙道到原煙囪排放，此過程中生成的亞硫酸（氫）銨溶液在脫硫吸收塔內(nèi)循環(huán)吸收，氧化槽內(nèi)被鼓入的空氣強(qiáng)制氧化生成硫酸銨溶液，硫酸銨溶液在脫硫塔內(nèi)與高溫?zé)煔饨佑|，經(jīng)過濃縮循環(huán)結(jié)晶后得到含固量約為10%-20%的硫酸銨漿液，送入后處理系統(tǒng)，經(jīng)旋流分離、離心分離、干燥、包裝，得到符合標(biāo)準(zhǔn)的硫酸銨產(chǎn)品。

為確保離心機(jī)故障情況下脫硫系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，硫銨系統(tǒng)新增濕料旁路出料及煙氣脫硫裝置。

3 運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題及處理措施

問題主要集中在塔內(nèi)件損壞、設(shè)備磨損、硫酸銨結(jié)晶、出料和氨逃逸這五點(diǎn)上。

3.1 塔內(nèi)件故障

問題主要分為件噴頭無脫落損壞、支撐鋼梁無腐蝕斷裂、各防腐層完好無起殼脫落現(xiàn)象、除霧器無堵塞現(xiàn)象等四種。

根據(jù)公司2019年11月和2020年4月兩次檢查大修，脫硫塔基本可以排除以上故障點(diǎn)。只有一級屋脊除霧器有局部堵塞，產(chǎn)生堵塞的原因是因?yàn)闊煔庵泻械拇罅炕曳诌M(jìn)入了脫硫系統(tǒng)，長期如此，塔內(nèi)噴淋層不足以將煙塵洗滌捕捉下來，煙氣攜帶灰塵由下至上黏附在一級除霧器上就造成了堵塞[1]。

2020年4月大修已對3臺(tái)布袋除塵器布袋進(jìn)行全部抽檢更換，杜絕了除塵系統(tǒng)漏灰現(xiàn)象。

3.2 設(shè)備磨損

離心泵的葉輪磨損。離心泵使用的是柳州酸王材質(zhì)為2 507的葉輪，使用壽命為半年。而出料泵使用的是煙臺(tái)龍港材質(zhì)為2 205的葉輪，使用壽命為不到兩個(gè)月。

螺旋輸送機(jī)葉片的磨損。目前脫硫裝置四臺(tái)螺旋輸送機(jī)葉片材質(zhì)為316L。而硫酸銨月產(chǎn)量高達(dá)5 000t以上，螺旋輸送機(jī)基本上24小時(shí)運(yùn)行，硫酸銨晶體物料與316L材質(zhì)葉片不停磨損碰撞，造成葉片腐蝕磨損嚴(yán)重，螺旋葉片需經(jīng)常修復(fù)，已達(dá)不到原設(shè)計(jì)出料能力，只有采取截流進(jìn)料閥，降低離心機(jī)出料量的方法減輕磨損，但這樣嚴(yán)重制約了硫酸銨產(chǎn)品的出料能力[2]。

離心機(jī)篩網(wǎng)的磨損。一套離心機(jī)篩網(wǎng)的使用壽命為2 000t硫酸銨物料，篩網(wǎng)材質(zhì)為2205材質(zhì)，一個(gè)月最起碼要更換兩套篩網(wǎng)。由于系統(tǒng)中灰分過大，篩網(wǎng)磨損加劇，使用壽命低，降低灰分成為防止磨損過快的方法之一

處理措施：①盡可能的多出料，硫酸銨物料應(yīng)在最短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)出，并減少晶體物料與脫硫裝置的接觸沖刷時(shí)間，才能提高脫硫裝置各設(shè)備的使用壽命。②同等量的硫酸銨物料用最短時(shí)間產(chǎn)出，可以降低單位電耗，提高設(shè)備使用壽命，降本增效。③材質(zhì)升級，出料泵、離心機(jī)篩網(wǎng)升級成2507材質(zhì)，將螺旋輸送機(jī)葉片升級為2205材質(zhì)。④實(shí)際生產(chǎn)中保證各備品備件充足。

3.3 硫酸銨結(jié)晶

①受進(jìn)口粉塵的影響，只有控制布袋除塵器出口粉塵，降低脫硫系統(tǒng)帶灰量，保證硫酸銨結(jié)晶在一個(gè)純凈的環(huán)境條件下進(jìn)行，才能保證硫酸銨結(jié)晶獲得較大的晶體顆粒。受進(jìn)口煙氣粉塵大的影響，出現(xiàn)過幾次硫酸銨物料晶體細(xì)小懸浮，導(dǎo)致無法正常出料的被動(dòng)局面。

②細(xì)晶消除。在實(shí)際運(yùn)行中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由于硫酸銨的晶體過于細(xì)小，離心機(jī)無法進(jìn)行篩分，造成系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境不斷惡化，密度升高，形成懸浮料、牛奶料堵塞管道及塔內(nèi)噴頭現(xiàn)象，最后導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓停運(yùn)的狀況。

③處理措施：保證盡可能多的化料，在塔內(nèi)盡快產(chǎn)生固體硫酸銨，向系統(tǒng)中注入大量清水，使細(xì)小懸浮的硫酸銨晶體被稀釋溶解，將漿液密度降至1.2不飽和溶液，讓系統(tǒng)中硫酸銨漿液重新結(jié)晶，從而獲得大顆粒的的硫酸銨晶體，有利于出料。其次，系統(tǒng)化料后，漿液內(nèi)無硫酸銨晶體，減少了晶體與泵葉輪、管道、塔內(nèi)件之間的磨損和沖刷時(shí)間，保證了各設(shè)備的長時(shí)間運(yùn)行。

④壓濾機(jī)投入使用，可以每天過濾系統(tǒng)漿液里的灰分，漿液內(nèi)灰分逐漸減少，那么過濾后的硫酸銨清液就能回到系統(tǒng)繼續(xù)使用。

3.4 硫酸銨出料

①離心機(jī)篩網(wǎng)、螺旋輸送機(jī)葉片磨損。

②干燥流化床出料能力低，理論設(shè)計(jì)出料能力為5t/h，實(shí)際出料能力為4t/h，每天需要5個(gè)小時(shí)去清理干燥流化床及對設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)。每天實(shí)際出料能力=2×4×19=152噸。按煙氣量65萬m3，二氧化硫6 500mg/m3來計(jì)算，每天硫酸銨出料量需要210噸才能夠與系統(tǒng)持平。按照目前兩臺(tái)流化床的出料能力，是不可能完成化料操作的。

③全自動(dòng)包裝機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)，正所謂三分運(yùn)行七分保養(yǎng)，由于干燥流化床出料能力小，包裝機(jī)基本上24小時(shí)運(yùn)行，維護(hù)保養(yǎng)只能在系統(tǒng)化料時(shí)才能徹底進(jìn)行，加之硫酸銨又是酸性細(xì)顆粒腐蝕物料，黏附在各零部件上，包裝機(jī)又缺乏時(shí)間保養(yǎng)，隨之帶來的故障也就越來越多。

④處理措施：新增一臺(tái)螺旋輸送機(jī)作為旁路出濕料使用，增大硫酸銨的出料能力，系統(tǒng)運(yùn)行模式為兩干一濕工藝，才能滿足系統(tǒng)化料條件。

3.5 氨逃逸的控制

①保證足夠的氧化率，采用2臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)271m3/min，氧化槽φ14.7×H12.8m，4層篩板結(jié)構(gòu)，保證了足夠的氧化風(fēng)量和氧化停留時(shí)間。氧化槽底部為氧化風(fēng)管分布器，確保低濃度的亞硫酸銨在氧化槽內(nèi)部氧化率在99%以上，避免亞硫酸銨分解形成氣溶膠的同時(shí)提高氨的利用率[3]。

②脫硫塔上方是水洗凈化區(qū)，水洗凈化區(qū)由外部水洗循環(huán)槽、水洗泵、水洗噴淋層、填料、吸收積液盤組成。其功能是通過水洗噴淋層噴出的大量清水洗滌去除煙氣中夾帶的可溶性銨鹽，后經(jīng)過2層屋脊除霧器、2層絲網(wǎng)除霧器后排入大氣，洗滌水通過積液盤收集至水洗槽中循環(huán)使用。氨水吸收煙氣中二氧化硫后脫硫液滴被煙氣攜帶出，由于蒸發(fā)、煙氣氣體流速過快等作用，析出亞硫酸氫銨固體結(jié)晶形成氣溶膠。

③合理的調(diào)整氨水投入量，防止氨水用量過剩，產(chǎn)生氨逃逸，出口粉塵超標(biāo)。煙囪排出的煙氣所夾帶的氨水揮發(fā)逃逸出氣態(tài)氨與煙氣中未脫除的二氧化硫通過氣相反應(yīng)，生成亞硫酸氫銨、硫酸銨等組分形成氣溶膠，該氣溶膠組成主要決定于二氧化硫/氣氨的比值、空塔氣速、溫度及煙氣中的水分和氧氣，煙氣的二氧化硫及氧氣越多、空塔氣速越大氣溶膠形成也越嚴(yán)重。我公司設(shè)計(jì)煙氣流速小于2.8m/s，脫硫塔直徑13.6m，避免了氣溶膠即“氣拖尾”現(xiàn)象的發(fā)生。

4 結(jié)語

保證脫硫系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運(yùn)行，就必須保證鍋爐除塵器無漏灰現(xiàn)象，各磨損備件充足，材質(zhì)升級為2507更耐腐蝕，提高了干燥流化床的出料能力，確保系統(tǒng)無大量積料，通過長時(shí)間的化料來減輕系統(tǒng)磨損沖刷時(shí)間，使設(shè)備得到充足的保養(yǎng)維護(hù)時(shí)間。雖然在以后系統(tǒng)運(yùn)行中還會(huì)遇見各類問題，但是經(jīng)過不斷的設(shè)備改造和優(yōu)化操作，最終可以達(dá)到既安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，又能實(shí)現(xiàn)煙氣環(huán)保超低排放的目的。