熱電煙氣脫硫石灰石粉的制備及輸送

【摘 要】對熱電廠鍋爐煙氣的脫硫及石灰石粉制備系統進行了概括的介紹，并結合主要設備的結構和工作原理對生產運行過程中遇到的問題進行了分析，結合工藝在優化試驗中的問題提出了一些看法和建議。

【關鍵詞】煙氣脫硫；石灰石粉；制備；輸送

海化集團熱電分公司主要是通過煤的燃燒產生熱能來發電，煤燃燒的同時就會產生SO2等污染氣體。目前世界各國研制開發的脫硫技術很多，但技術最成熟、運行最穩定、應用最廣泛的就是石灰石-石膏脫硫法，設計煙氣脫硫效率為95％以上。

海化集團熱電分公司現有7臺240t/h和3臺650t/h的鍋爐，每天消耗脫硫石灰石粉約1000t。脫硫原料石灰石粉的制備及輸送系統作為單獨的一個部分從鍋爐主體設備劃分出去，另址建造了粉磨站，專門磨制石灰石粉，以滿足整個熱電分公司的煙氣脫硫。石灰石粉制備系統的主要功能是為整個煙氣脫硫系統提供符合質量要求的石灰石粉作為煙氣中SO2的吸附劑。磨制成石灰石粉先用壓縮空氣送入儲粉倉，進一步送入循環流化床鍋爐的燃燒室內，伴隨著煤燃燒的同時跟產生的SO2進行反應，從而達到煙氣的排放標準。

一、系統說明

石灰石粉制備系統配備2臺江蘇鵬飛制造的3.2x13m的球磨機以及各自相應的調速皮帶秤、皮帶機、提升機、分級機、布袋式除塵器、高壓風機、空氣壓縮機等設備。每臺磨機的設計臺時為70t／h，因此，基本上只開一臺球磨機，另一臺備用，在其中一套設備處于故障狀態時，石灰石粉制備系統仍能夠滿足整個熱電分公司脫硫系統的用量需求。

（一）采用球磨機、分級機、袋式除塵器圈流制備

采用高效的圈流超細粉磨系統和動態分級裝置，具有能耗低、選粉效率高、成品顆粒級配均勻、細小，對原材物料的易磨性變化的適應性強等優點，從而可以充分保障產品的產、質量。

1、超細管式球磨機工作原理

石灰石先經過晾曬烘干后，儲存于石灰石庫內，由調速皮帶秤計量后經皮帶機送入喂料溜子，經中空軸進料螺旋進入球磨機粗磨倉內，粗磨倉內裝有￠60-90的研磨體（鋼球），在離心力的作用下，研磨體被提升到一定的高度，并呈拋物狀落下，沖擊粗磨倉內的物料。同時，磨機回轉時部分研磨體還以滑動或滾動的方式對物料進行研磨。直到石灰石顆粒被粉碎到粒度≤8mm，才能通過隔倉板的篦縫，進入組合式隔倉板，被強行送入細磨倉內。研磨體不能通過隔倉板的篦縫，一直留在粗磨倉內。物料在細磨倉內被較小規格的研磨體（鋼段）和微型研磨體進一步研磨。由于連續有物料被加入磨機內，物料會在磨機前、后形成一定的高度差，像流水一樣一直流到出料篦板，小于篦縫的物料顆粒通過出料篦板、出料中空軸、出料裝置后被排出磨外；較粗顆粒不能通過篦縫流出，在細磨倉內進一步粉磨。出磨物料被提升機提入高效動態分級機內，篩分為粗粉和合格細粉。

2、高效動態分級機的工作原理

含塵氣體從入口沿切線方向進入分級機。粉磨后的物料由頂部喂入分級機的進料口，通過旋轉的撒料盤和固定的緩沖板的作用，在分散狀態下被拋向導向葉片，并通過導向葉片進入轉子，物料在旋轉的氣流中進行分選，分選主要是根據離心力與旋轉氣流的向心力的平衡，達到有效分級。細粉隨氣流進入袋式收塵器內，收集后即為成品；粗粉由于重力作用落入下部集灰斗，再進入回料斜槽被送回球磨機內進一步粉磨。

3、采用雙套管密相氣力輸送

輸送器組件包括分料器組件、輸灰罐、排氣閥、進料閥、膨脹節、插板閥、加壓及流化部、出料部，還包括每臺輸灰器落料管上部設置的電動閥門及氣動閥門。輸送管線部分包括自出料閥開始至石灰石粉接收倉入料口的輸灰管道、彎頭、管道補償器、補氣器組件、排堵組件。石灰石粉接收倉頂設備包括管道分路閥、進料箱、壓力真空釋放閥、除塵器。

四套氣力輸灰系統相近，每套系統包括兩臺輸送器，共用一條DN200\\DN225輸灰管道。系統運行時每臺輸送器單獨裝灰，交替送粉。

控制方式采用上位機-DCS控制方式。控制系統能對整個工藝流程進行集中監視、管理和自動順序控制，并可實現遠程單獨操作。全部監控通過CRT畫面、鍵盤和鼠標進行，不設常規表盤。該控制系統可以對整個輸粉過程進行集中監視、管理實現故障自動報警和系統停運和數據顯示等功能。

（1）氣源

氣源：壓縮空氣 輸送氣源壓力：0.5MPa—0.6 MPa

溫度：常溫 儀用氣源壓力：0.6 MPa—0.7 MPa

注：儀用氣源壓力比輸送氣源壓力高出0.1 MPa。

（2）雙套管簡介：雙套管密相氣力輸送是一種正壓濃相氣力輸送系統，與常規正壓氣力輸送相比，其最主要不同是該系統采用了特殊結構的輸送管道：雙套管。其工作原理是：在輸送管內上方增設一根輔助空氣管，輔助空氣管上每隔一定距離設置一個開口，開口中安裝節流板，石灰石粉在輸送氣的作用下，以較低的速度向前運動。當管內石粉出現沉積時，輸送空氣從輔助空氣管中流過，并在開口處噴出，擾動沉積下的粉，將積粉擾動吹散，使石粉繼續向前輸送。不斷的擾動使石粉輸送實現密相、低速輸送而不堵管，確保系統的安全可靠運行。雙套管氣力輸送系統可實行多個壓力輸送罐串聯運行。

二、影響石灰石粉脫硫和制備過程的因素

（一）電廠脫硫通常要求石灰石粉中的CaCO3含量高于85%，如果雜質較多，不但影響對SO2氣體的吸收效率，增加石灰石粉的用量、粉磨電耗及運營成本，還會給生產運行帶來一些問題。熱電粉磨站所用原料石灰石是海化純堿廠生產純堿的副產品，參數如下：CaCO3≥90%，粒度≤50mm，水分≤1%。

（二）石灰石粉細度

石灰石粉的細度是影響脫硫效率的一個重要因素，反應接觸面積很大程度上決定了化學反應速度，石灰石粉的顆粒越細，單位質量的化學反應的接觸面積也越大，能夠以更快的速度與煙氣中的SO2氣體反應。根據計算，為保證脫硫效率＞95％，熱電分公司電廠煙氣脫硫所需的石灰石粉細度應為R30＜10。如前所述，影響石灰石粉細度主要有兩個因素，即通風風量和分級機的轉速。在磨機的出力一定的情況下，磨機的通風量也基本上保持不變，因此分級機的轉速是調節石灰石粉細度的主要手段。在保持磨機風量穩定不變的情況下分級機轉速與石灰石粉細度之間的關系基本上呈線性變化，分級機轉速的越高，石灰石粉的細度也越細，因此生產上根據經驗將轉速調配到一個合適數值范圍，基本上不常變動。

（三）運行參數的選擇

系統優化的目的就是要保證系統安全運行、產品合格，對運行參數進行合理的調整，使得系統的運行更為經濟、有效。

1、嚴格控制石灰石的質量，確保入磨物料CaCO3≥90%。進廠的石灰石存放于料棚內。遇到雨天，控制進料，以減少烘干煤耗和電耗，保障入磨物料水分≤1%。

2、優化球磨機工藝操作，加強巡檢，根據磨機參數及時調整喂料量，杜絕滿磨、糊磨和空磨；定期調整研磨體級配和檢查隔倉板、出料篦板是否堵塞；物料入磨前加有除鐵器，及時去除碎鐵屑，以防影響粉磨效率；及時檢查各輔機的運行情況，尤其分級機和袋式除塵器的參數，以保障球磨機的最大出力率。

3、石灰石粉的輸送由于是氣力輸送，要嚴防泄漏和閥門開關不到位。要及時檢查和更換有故障的設備或閥門，否則，一旦泄漏，不僅造成環境污染，還會影響壓縮機等其它設備的運行，甚至造成其他事故。

三、總結

（一）海化集團熱電分公司石灰石粉煙氣脫硫系統，利用純堿廠的副產品石灰石為原料，磨制成鍋爐煙氣脫硫用的石灰石粉，從整個系統運行的情況和參數來看，這些設備的運行可靠性高，運行狀態良好，石灰石粉制備及輸送系統達到設計要求。

（二）石灰石粉脫硫技術的實施使熱電廠鍋爐的煙氣達到了環保排放標準；隨著企業的不斷發展，尤其當前環保要求越來越嚴，這一系統將越發顯得重要，有著較大的發展前景。

（三）本系統不足之處：入磨物料粒徑太大，缺少二級破碎，迫使粗粉倉內研磨體的直徑較大，降低了粉磨效率，增加了電耗和成本。建議在入磨前加一錘式破碎機，將石灰石破碎到粒度≤10mm。

作者簡介：李樹才（1972-），山東昌樂人，男，大學本科，工程師，在山東海化集團有限公司熱電分公司工作，長期從事企業環保、脫硫、生產、節能的研究和管理工作。