淺析爐內脫硫技術在DG35/3.82-13沸騰鍋爐應用與研究

韓志強

(陽泉煤業(集團)股份有限公司發供電分公司,山西陽泉 045000)

淺析爐內脫硫技術在DG35/3.82-13沸騰鍋爐應用與研究

韓志強

(陽泉煤業(集團)股份有限公司發供電分公司,山西陽泉 045000)

隨著中國環保事業的發展與大力推進,中國電力企業環保達標排放成為一個嚴峻的考驗和話題。因此,如何把握在新時代背景下電力環保的新特點、面對新挑戰,尋找并抓住新的機遇,是擺在電力企業面前的重要任務。 某廠3臺35t/h鍋爐沸騰爐,燃用的煤種為煤矸石與末煤。由于煤矸石中含硫量高,造成煙氣含硫量較高,達到6000mg/Nm3,原脫硫環保技術難以達到國家環保標準。隨著時代的發展電力爐內脫硫環保技術的大力發展為本廠環保改造提供了強有力的技術保障,本文淺析了爐內脫硫技術在35t/h沸騰鍋爐的成功應用與研究。

沸騰鍋爐 爐內脫硫 脫硫原理 脫硫系統

在21世紀初的20年內，環境與發展仍然是人類共同面臨的重大問題，對于中國的電力工業來說，這一問題更為突出。一方面，黨的十六大提出的全面建設小康社會的目標，對電力工業的發展提出了新要求；另一方面，我國的一次能源以煤炭為主的狀況對環境產生污染和生態影響對電力工業的發展產生新制約。如果按1981年到2000年的平均電力彈性系數0.8左右計算，到2020年，電力裝機約達到10億千瓦，預計6億多千瓦為煤電。按1個千瓦煤電燒3噸原煤計算，一年需要18億噸煤。對這18億噸煤炭產生煙塵、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳以及廢水、灰渣和其它有害物質處理不當，會對全球、區域、局部的大氣、水體和生態環境質量造成重大影響，環境污染相當嚴重，能源轉換效率和利用效率低下，因此，環境問題就是電力工業的可持續發展問題，環境保護是電力發展的永恒主題。 在如此嚴峻的形勢下，環保排放達標與環保技術改造成為了電力企業當下重要趨勢。

1 35t/h沸騰鍋爐燃燒特點和脫硫原理

1.1 35t/h沸騰鍋爐燃燒優點

沸騰燃燒鍋爐，是利用風室中的空氣將固定爐篦或鏈條爐排上的灼熱料層(主要是灰粒)吹成沸騰狀態，使其與煤粒一起上、下翻滾燃燒的燃煤鍋爐。沸騰狀態的灼熱料層高達1～1.5米，煤層中的煤粒和空氣的攪動與混合特別強烈，因而煤粒的加熱條件好，對煤種的適應性非常廣泛，特別能夠燃燒低揮發分、高灰分、低發熱量的劣質煤，煤矸石都能穩定燃燒。如在沸騰層中加入消石灰，經過劇烈攪動，能充分脫除燃料中的硫分，既可避免低溫腐蝕，又可減少環境污染。

1.2 爐內脫硫原理

爐內脫硫又稱燃燒中脫硫，是在煤燃燒過程中使加入的固硫劑與燃燒產生的SO2起反應，從而減少煙氣中SO2濃度。固硫物質隨爐渣排出。也就是在煤中摻入或向爐內噴射各種石灰石粉、熟石灰粉、白云石粉、生石灰、電石渣及富含金屬氧化物的礦渣、爐渣等作為固硫劑(本廠采用消石灰作為脫硫劑)，在燃燒中，由于固硫劑的作用，煤燃燒產生的SO2還沒有逸出就與煤中含鈣的固硫劑(如消石灰)發生化學反應，生成固相硫酸鹽，隨爐渣排出，從而減少SO2隨煙氣排入大氣而污染環境。

消石灰灰石固硫的化學反應方程式為：

爐內脫硫與其它脫硫技術比較，費用較低，適合較小和較舊電廠鍋爐的改造。

2 脫硫系統簡述

2.1 脫硫系統改造

本廠35t/h沸騰鍋爐原使用的脫硫技術為濕法脫硫，在進行脫硫時，除塵器沖灰水流入渣池，經過沉淀之后，澄清的水被渣漿泵繼續輸送到除塵器參加除塵脫硫，需要在渣池中加入堿液及生石灰，堿液和生石灰將渣池變為堿性，渣漿泵將沖灰水(堿性)輸送到水膜除塵器主塔及自激室，進行濕法脫硫。在進行脫硫前，需先保證渣池的水質為堿性，相對的堿液消耗量較大，脫硫成本高，同時由于生石灰的投加，造成管道結垢嚴重，每年均須對管道進行除垢。本次改造應用爐內脫硫技術，進一步優化鍋爐脫硫效率及成本，達到國家環保排放要求。

2.2 工藝流程介紹

本廠35t/h沸騰鍋爐爐內脫硫系統有兩部分組成分別是儲輸灰系統和固硫劑給入系統。

2.3 儲輸灰系統

儲輸送系統的輸送方式為氣力輸送它是以空壓機作為動力源經倉泵及管路進行灰料輸送將灰料由管道輸送至1#、2#、3#爐前小型儲灰罐。

2.4 脫硫劑給入系統

35t/h鍋爐爐內脫硫采用在原2#號床螺旋給煤系統的下煤筒后方裝設消石灰粉下料系統的方式，把消石灰從爐前小型儲灰罐給入爐內，且在原下煤筒上加裝隔離插板。爐前小型儲灰罐與螺旋之間有插板閥相隔，便于按需求退出脫硫系統。頂部也裝設有收風器。為防止罐內因消石灰受潮等因素使其流動性變差，在罐體漏斗型斜壁上裝設振動器使內部消石灰松動從而提高流動性。

3 爐內脫硫技術改造后效益

3.1 技術效果

通過進行爐內脫硫系統改造，35t/h鍋爐SO2排放量能夠穩定的維持在100-200mg/Nm3，環保要求SO2排放量200mg/Nm3以下，SO2達標排放。

3.2 經濟效益

原有脫硫劑為液堿和生石灰，每臺鍋爐脫硫劑消耗量為：液堿0.5t/h，生石灰1t/h，費用為0.5×1120+1×240=800元/h。

改為爐內脫硫之后，消耗的消石灰量為1 t/h，費用為1×340=340元/h

改造后每小時節約脫硫費為800-340=460元。

3.3 社會效益

SO2達標排放，改善了周邊環境，避免形成酸雨對土壤、水體污染；降低了對人體及哺乳動物的危害，降低了支氣管炎、肺氣腫、眼結膜炎癥等得病率；避免了周邊植物產生急性危害，葉片表面產生壞死斑，或直接使植物葉片枯萎脫落；降低了SO2對金屬，特別是對鋼結構的腐蝕。

4 結語

35t/h鍋爐爐內脫硫改造之后，脫硫效果有了良好的改善。根據現場實際脫硫效果和統計數據得知，改造為爐內脫硫后其脫硫效率大大增加，脫硫指標穩定，可調控性較高，杜絕了環保事故。對鍋爐設備壽命影響較小，沖灰水管道結垢情況大大降低，脫硫物資費用也大大較改造前節約較多。

[1]國家統計局.中華人民共和國2005年國民經濟和社會發展統計公告.2006.2.28.

[2]趙長遂.《循環流化床鍋爐爐內脫硫效率控制因素分析》.2007.

[3]金定安,曹子棟,俞建洪.《工業鍋爐原理》.西安交通大學出版社,1986.11.

[4]趙大傳,徐俊賢.《工業環境學概論》.中國環境科學出版社,1999.

韓志強(1973.03—),男,漢族,山西省陽泉人,本科,高級熱動工程師,主要研究方向:熱動,現就職于陽泉煤業(集團)股份有限公司發供電分公司。