把握技術細節 提高脫硫效率

馬曉軍 包頭鐵道職業技術學院 包頭 014040

The Confidence Technique's Detail's Exaltation Desulphur Efficiency

把握技術細節 提高脫硫效率

馬曉軍 包頭鐵道職業技術學院 包頭 014040

The Confidence Technique's Detail's Exaltation Desulphur Efficiency

本文對在北方地區濕法脫硫煙氣凈化裝置設計和使用中，通過把握技術細節提高在燃煤鍋爐的脫硫效率進行針對性的深入研究與探討，并提出了解決對策。

鍋爐；脫硫；效率

1 前言

北方地區雖然通過集中供熱等手段大大減少了燃煤鍋爐的數量，減少了污染，但有些功能性的鍋爐如洗浴、大型餐飲（如學校食堂）等數量仍很多，這些鍋爐按國家節能減排和SO2“兩控區”的要求都采取了除塵和脫硫（由于噸位小、冬季氣溫低，大多采用濕法脫硫）等煙氣凈化措施，但在設計和使用中由于對一些技術細節的把握重視不夠，使濕法脫硫設備的效率受到了一定的影響。

2 北方地區小噸位鍋爐除塵脫硫設備的原理

該系統除塵脫硫工藝如圖所示：煙氣首先進入多管旋風除塵器，經過除塵的煙氣再進入脫硫裝置，而后由引風機抽至煙囪排放。

2.1 除塵裝置

北方地區由于受冬季氣候條件的影響，小噸位鍋爐除塵基本都采用多管旋風除塵器（國家環保局推薦產品）。該除塵器具有高效、低阻、處理氣量大、占地面積小、有利于管道連接與布置的特點。

2.2 脫硫裝置

除塵后的煙氣進行脫硫：循環水池的吸收液由循環泵通過筒體上方的噴嘴使吸收液旋轉噴射，經過霧化、旋轉與煙氣中SO2接觸，SO2被吸收到吸收液中。與此同時未被除塵器捕集的微細塵也將由慣性碰撞等作用得以捕集，起到二次捕塵作用。吸收了SO2和捕集了微細塵的液滴，依靠離心和慣性作用實現部分氣液分離，在脫硫筒體中部裝有一高效、低阻的軸流式旋風分離器，在離心和慣性作用下實現煙氣的除濕，并依靠重力作用重新流回到循環水池，完成煙氣的脫硫凈化。

3 影響脫硫效率的技術細節與對策

3.1 吸收液的種類對脫硫效率的影響與對策

吸收液的種類是自來水、加堿配制或鍋爐廢水。由于SO2為酸性氣體，吸收液的堿性越強，越有利于提高脫硫效率（一般可由50～60%提高到75～80%以上），因此基本均采用堿性液體作為吸收液。

3.1.1 加堿配制吸收液 一般采用燒堿（NaOH）或石灰（Ca(OH)2）,雖然燒堿溶解性好可避免結垢，但由于燒堿價格貴會增加運行成本，所以目前基本都采用價格便宜的石灰配制吸收液。采用石灰水吸收液如果操作不當可能會帶來三個問題：一是CaSO4、CaSO3結垢問題，一方面會使其附著在吸收器表面，甚至堵塞噴嘴；二是高溫煙氣導致水分蒸發，可能會使其附著在風機葉片上結成硬殼，破壞風機葉輪的動平衡，燒毀電機；三是石灰中含有大量的渣子，污泥量大。解決的辦法一是控制好石灰水濃度，避免過飽和；二是配制吸收液要先進行預沉。

3.1.2 鍋爐廢水作為吸收液 沖洗爐渣和鍋爐排污廢水經預沉后比較適宜作為吸收液。因為：第一、鍋爐廢水具有較高的碳酸鹽、重碳酸鹽堿度，其堿度可提高對SO2氣體的吸收效果；第二、以廢治廢，符合環境保護的方針、政策；第三、鍋爐廢水多為軟化水，水中的Ca2+、Mg2+等均已被去除。因此在很大程度上杜絕了結垢現象，所以采用鍋爐廢水作為吸收液尤為適宜，但會增加占地面積。

3.2 吸收液水溫對脫硫效率的影響與對策

吸收液經噴淋、霧化與煙氣進行接觸，在完成吸收SO2傳質過程的同時，還發生傳熱過程，使吸收液的水溫有所上升，吸收液的水溫升高對SO2的吸收影響很大。根據平衡理論可知，吸收液溫度越高，對SO2的吸收將越差，當吸收液水溫由200C升高至800C時，其對SO2的吸收效率將由90%下降至40%；在實際測試中當循環水池的水溫上升至45～500C后，水溫就基本不再有明顯變化，這說明此時循環水池和管道的散熱與吸收時的吸熱達到了熱平衡。因此為避免吸收液水溫對SO2的吸收效率的影響，在設計時應該對熱平衡進行計算以保證循環水池和管道具有足夠的散熱面積，盡量降低吸收液水溫升高幅度以確保較高的吸收效率；同時建議吸水頭應靠近池底減弱吸收液上部水溫升高的影響。因此，在設計中必須合理規劃循環水池的有效容積和尺寸。

3.3 煙氣含濕量的影響與對策

煙氣含濕量高或出現煙氣帶水，一將影響煙氣抬升高度，從而進一步影響大氣擴散；二將造成設備腐蝕，影響設備的使用壽命，為此規范中對煙氣含濕量有明確的規定。在濕法脫硫中，除在設備運行中避免出現人為事故（如沒有及時補水造成煙氣帶水等）外，鑒于冬季北方比較寒冷，氣溫較低，煙氣會降溫很快容易出現凝露現象，從而造成設備腐蝕。因此在設計和使用中要盡量降低煙氣含濕量。

3.3.1 在設計中必須合理把握液氣比在煙氣凈化過程中，液氣比大，則氣液接觸面積大，有利于煙氣脫硫，但同時將直接影響吸收液的霧化，影響脫硫效果，而且液氣比大，使煙氣溫度過低和含濕量上升，甚至出現煙氣帶水現象，造成腐蝕，影響設備的使用壽命。循環泵的選擇配置應依據液氣比的要求進行，因此適宜的液氣比對保證濕法脫硫較高的效率和設備的正常使用均相當重要。通過實踐，一般以液氣比控制在0.3左右比較適宜。

3.3.2 合理規劃重要設備的位置 鍋爐的設計一般都是前有鼓風機后有引風機，在煙氣凈化中大多在引風機前加設煙氣凈化裝置，濕法脫硫雖在脫硫中進行了二級除霧，但出口的含濕量仍會有所上升，這樣將可能造成對引風機的腐蝕，尤其是在采用石灰水吸收液時，增加了在引風機葉片和蝸殼內壁結垢的可能性。因此在設計時建議將引風機設置在除塵之后、脫硫之前。當然這樣設置，煙氣中未被捕集的微細塵可能對引風機產生一定程度的磨損，但生產實踐表明磨損并不明顯，卻有效地解決了對引風機的腐蝕問題。

4 結語

綜上所述，在中小型功能性燃煤鍋爐的煙氣凈化中采用濕法脫硫具有高效、低阻，投資少，運行費用低等特點，在北方地區濕法脫硫技術有很強的實用性，只要在設計和使用中認真重視解決好技術細節，就會使濕法脫硫煙氣凈化裝置發揮出較高的脫硫效率，具有廣闊的發展前景。

[1]郝吉明，馬廣大. 大氣污染控制工程.北京：高等教育出版社.2002

[2]郝吉明，陸永琪，王書肖. 燃煤二氧化硫污染控制技術手冊. 北京：化學工業出版社.2001

[3] 董學德，李紹箕. 燃煤電廠海水煙氣脫硫工藝原理初探. 環境工程.1997

[4]管一明，李仁剛. 濕式石灰石煙氣脫硫工藝現狀與發展. 電力環境保護.1999

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.101

馬曉軍，1988年畢業于蘭州交通大學環境工程專業，本科，現就任于包頭鐵道職業技術學院環境工程教研室，高級講師。