脫硫增效劑在濕法脫硫中的應用

王維赟，安永峰

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

本公司投用的兩套脫硫裝置于2008年3月開工建設，2009年10月竣工投入生產運行，其任務是對三臺煤粉鍋爐（兩臺200 t/h和一臺220 t/h鍋爐）的煙氣進行脫硫處理。其中兩臺200 t/h鍋爐為兩爐一塔的形式，利用原脫硫塔進行改造，即1#脫硫塔；220 t/h鍋爐為一爐一塔的形式，為新建脫硫塔，即2#脫硫塔。鍋爐煙氣處理量分別為616 228 Nm3/h和338 858 Nm3/h，處理后煙氣中的SO2含量小于200 mg/Nm3，煙塵含量小于50 mg/Nm3。該裝置的脫硫工藝選用石灰－石膏濕法煙氣脫硫，其原理是：以石灰漿液作為吸收劑在脫硫塔內對煙氣進行逆流洗滌，生成半水亞硫酸鈣并以小顆粒狀轉移到漿液中，利用空氣強制氧化生成CaSO4·2H2O結晶，即石膏。塔內反應后的石膏漿液用排出泵抽出后送往石膏旋流器進行濃縮顆粒分離，旋流器頂流濃度小的漿液溢流返回脫硫塔；底流濃度大的漿液送往真空皮帶機進行石膏脫水。脫水后石膏的含水量在10%以下為達標。裝置的生石灰粉年用量27 750 t，產品石膏年產量80 000 t，脫硫效率可達95%以上。

1 現狀分析

本公司脫硫裝置目前運行現狀是：煙氣出口SO2含量在200 mg/Nm3以內達標排放，脫硫效率達到90%以上，基本符合設計和環保要求，主要存在問題是：1#脫硫塔屬于改造塔，方形結構，水箱容積大，塔內三臺攪拌器全部安裝在西側塔壁上，造成塔內漿液攪拌不均勻，再加上塔內漿液噴淋管存在設計缺陷，三層循環噴淋支管噴嘴均在同一垂直位置布置。石灰漿液無法充分與煙氣反應，導致塔內石灰漿液過剩、鈣硫比偏高，生成物中CaO（CaSO3）含量偏高，影響其后的石膏脫水效果。系統運行過程中漿液管線、循環泵噴嘴、機泵濾網結垢（主要成分為CaO和CaSO3）堵塞，造成脫硫運行難度大，運行周期短，清理疏通困難等問題。為解決1#脫硫塔的以上問題，在不進行設備改造的情況下決定使用脫硫增效劑，經脫硫生產廠家進行現場漿液取樣分析后，進行了裝置脫硫增效劑添加的試運行。

2 添加方法

在兩臺鍋爐正常燃煤的工況下，保持脫硫裝置煙氣正常投運，脫硫增效劑為白色固態粉末，將其投入地坑內與水充分攪拌均勻后，定期定量地通過地坑泵打入吸收塔內。首次添加量為0.5 t，以后每天補充150 kg。

3 添加過程

3.1 主要參數趨勢

由圖1~圖3對比可以看出：添加脫硫增效劑后，在控制煙氣出口硫含量在50 mg/Nm3以內，供漿流量由11.0 m3/h下降到6.5 m3/h，鈣硫比由1.30降到1.10。說明脫硫增效劑能夠加快石灰的溶解速度，增強石灰漿液的活性，提高了原料石灰粉的利用率。

圖1 煙氣出口SO2含量趨勢圖

圖2 新鮮石灰漿液流量趨勢圖

圖3 鈣硫比變化趨勢圖

3.2 脫硫效率對比

圖4 加藥前后脫硫效率對比趨勢圖

由圖4可以看出，在相同工況下，添加增效劑后，脫硫效率可提高2.0%~4.0%，有效提高了脫硫效率，減少SO2排放。

3.3 脫硫劑使用量對比

圖5 加藥前后脫硫劑使用量對比趨勢圖

由圖5可以看出，自5月份添加脫硫增效劑后，石灰粉日平均用量由10.4 t/d，下降為7.9 t/d，并趨于穩定狀態。

3.4 石膏化驗數據對比

表1 石膏化驗數據

由表1可以看出：添加脫硫增效劑后，石膏中硫酸鈣含量增加，以及碳酸鈣和氧化鈣含量下降，說明脫硫增效劑增強了石灰漿液能效；石膏中含水量呈下降趨勢，使脫水效果有所好轉。

3.5 添加增效劑后的主要效果

（1）增強石灰漿液的活性，提高了原料（CaO）的利用率；減少了脫硫劑（CaO）的使用量，降低了鈣硫比（見圖6）。

（2）石膏中含水量有所下降，脫水效果好轉（見圖7）。

（3）脫硫漿液循環泵、排漿泵入口濾網及漿液管線堵塞問題明顯減緩，循環泵、排漿泵頻繁掉壓問題得以解決，從而提高了石膏脫水效果和脫硫裝置的運行穩定性。

可以看出脫硫漿液排漿泵、循環泵壓力波動明顯變小，循環泵、排漿泵入口濾網及漿液管線堵塞問題明顯減緩，循環泵、排漿泵頻繁掉壓問題得以解決，從而提高了石膏脫水效果和脫硫裝置運行的穩定性。

4 結論

圖6 添加增效劑后第一周脫水情況

圖7 目前石膏脫水情況好轉

（1）添加增效劑后，減少了脫硫劑（CaO）用量，同時降低了設備磨損及維護費用，增加了脫硫系統運行的可靠性。

（2）添加增效劑后，石膏產量明顯減少，減輕了石膏外運壓力和堆存困難等問題，同時改善了裝置現場面貌。

（3）添加增效劑后，循環泵噴淋噴嘴及漿液管線堵塞問題明顯減緩，延長了脫硫檢修周期，降低了脫硫塔內部檢修費用，同時削減了塔內檢修存在的高危風險。

（4）添加增效劑后，延長了脫硫運行周期，減輕了公司環保壓力，減少了SO2排放量，具有一定的社會效益。

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