鈉堿法煙氣脫硫工藝優(yōu)化方案探討

劉進(jìn)軍（國核工程有限公司,上海　200233）

鈉堿法煙氣脫硫工藝優(yōu)化方案探討

劉進(jìn)軍
（國核工程有限公司,上海200233）

摘要：青島某煉廠循環(huán)流化床鍋爐采用鈉堿法進(jìn)行煙氣脫硫，需要提高脫硫效率來滿足新的排放標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過工藝、設(shè)備的運(yùn)行效果分析，采取提高漿液pH值，增加一層噴淋層和更換pH計(jì)等優(yōu)化方案，即可實(shí)現(xiàn)煙氣的達(dá)標(biāo)排放。

關(guān)鍵詞：煙氣脫硫；鈉堿法；液氣比

0　引言

鈉堿法是煙氣脫硫技術(shù)中最簡(jiǎn)單的一種方法，因其流程簡(jiǎn)潔，占地小，運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)備故障率低，維護(hù)方便，廣泛用于中小型脫硫裝置，如循環(huán)流化床鍋爐，余熱鍋爐，以及催化裂化的煙氣治理項(xiàng)目。隨著國家環(huán)保政策的日益嚴(yán)格，許多鈉堿法裝置的SO2排放濃度漸漸不能滿足新的標(biāo)準(zhǔn)。在挖掘和利用裝置潛能時(shí)，通過優(yōu)化工藝流程，改善運(yùn)行條件，可以提高現(xiàn)有系統(tǒng)的脫硫效率。

以青島某煉廠動(dòng)力中心的循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硫裝置為例，該系統(tǒng)原采用鈉堿法進(jìn)行煙氣脫硫，SO2出口濃度為150mg/Nm3。現(xiàn)根據(jù)相關(guān)要求，“十二五”末重點(diǎn)區(qū)域鍋爐煙氣排放達(dá)到《山東省火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》中的特別限制要求，須低于50mg/Nm3。由于受到場(chǎng)地的局限，需要對(duì)現(xiàn)有裝置進(jìn)行優(yōu)化，盡量利用已有系統(tǒng)，使排煙滿足新的標(biāo)準(zhǔn)

1　工藝簡(jiǎn)介

鈉堿法工藝采用NaOH或Na2CO3等堿性物質(zhì)作為吸收劑，去除煙氣中的SO2。NaOH或Na2CO3作為起始吸收劑，在吸收開始時(shí)，堿性吸收劑過量，生成正鹽Na2SO3。生成的Na2SO3可以繼續(xù)吸收SO2生成酸式鹽。酸式鹽不能再吸收SO2，當(dāng)吸收液中NaHSO3達(dá)到一定比例時(shí)，需要補(bǔ)充鈉堿并排出廢液。

青島某煉廠動(dòng)力中心的循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硫裝置采用的是噴淋空塔，吸收劑使用30%NaOH溶液，現(xiàn)有三層噴淋層。脫硫系統(tǒng)運(yùn)行主要參數(shù)如下：

2　運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化

（1）適當(dāng)提高pH。吸收液pH是影響脫硫效率的主要因素。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在pH為6～8時(shí)，隨著pH的升高，吸收劑中有效成分[SO]顯著提高，最終體現(xiàn)為脫硫效率的升高，且增幅較大。在pH>8以后，脫硫效率升高的增幅趨緩。單純從脫硫的角度而言，pH越高越好，但是高pH運(yùn)行，生成的NaSO3的吸收能力并未充分得到利用，會(huì)造成運(yùn)行成本上的浪費(fèi)。

本裝置運(yùn)行pH為6.5。通過計(jì)算，如果將脫硫效率提高到97%，則參與反應(yīng)的吸收劑需要增加87.5kg/h，循環(huán)漿液的pH隨之提高到6.53，出口SO2濃度計(jì)算值即可降至50mg/Nm3。根據(jù)離子平衡，系統(tǒng)排出的廢液相應(yīng)增加。

（2）增大液氣比。對(duì)所有濕法工藝而言，液氣比都是重要的運(yùn)行參數(shù)。增大液氣比，即增大了氣液接觸的幾率。運(yùn)行實(shí)踐證明，鈉堿法的最佳液氣比為2.5～2.6L/Nm3，當(dāng)液氣比大于3L/Nm3，脫硫效率的增幅趨緩。

液氣比高值運(yùn)行，會(huì)引起電耗，水耗的增加，同時(shí)塔損阻力增加，如果風(fēng)機(jī)不能滿足工況的核算，還需要對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)整。

本項(xiàng)目為提高脫硫效率，增設(shè)循環(huán)泵一臺(tái)，噴淋層一層，與原有噴淋層參數(shù)一致，循環(huán)泵流量600m3/h,G400噴嘴4個(gè)。經(jīng)過核算，液氣比為3.43，阻力損失約增加200pa，尚在風(fēng)機(jī)的高效區(qū)，原有風(fēng)機(jī)不需要更換。同時(shí)因?yàn)樗w改造，還需進(jìn)行結(jié)構(gòu)核算。

由于增大了液氣比，煙氣攜帶的液滴會(huì)增多，經(jīng)過平衡計(jì)算，需要同時(shí)補(bǔ)充工藝水0.77t/h。

3　設(shè)備優(yōu)化

循環(huán)漿液pH是影響脫硫效率的主要運(yùn)行參數(shù)。該系統(tǒng)pH計(jì)使用年限已超過兩年。一般pH計(jì)的使用壽命為1年左右，如不及時(shí)更新出現(xiàn)指示偏差和電極老化等現(xiàn)象。更換后，必須定期進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和校正。經(jīng)過優(yōu)化，考慮將pH計(jì)更換為不易堵塞的自動(dòng)反洗式pH計(jì)。

4　結(jié)論

對(duì)于本裝置而言，單純提高pH值，煙氣出口的SO2計(jì)算濃度就有大幅下降，考慮到中小脫硫裝置煙氣波動(dòng)頻繁，運(yùn)行存在不穩(wěn)定因素，采取了提高液氣比的措施，預(yù)期煙氣脫硫效率能達(dá)到97%以上，即可滿足新的排放標(biāo)準(zhǔn)。

在設(shè)計(jì)、建設(shè)脫硫系統(tǒng)時(shí)，其脫硫容量是基于煙氣設(shè)計(jì)參數(shù)而定，因此，對(duì)于已投產(chǎn)的系統(tǒng)，裝置的脫硫能力是一定的。隨著燃料、負(fù)荷的波動(dòng)，以及排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，系統(tǒng)的脫硫能力與實(shí)際需求不再匹配。在這種情況下，基于定量分析計(jì)算，通過合理預(yù)測(cè)，指導(dǎo)和調(diào)整適宜的系統(tǒng)運(yùn)行方案，可在一定程度挖掘和利用脫硫潛力，避免不必要的浪費(fèi)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：劉進(jìn)軍（1978—），女，湖北枝江人，本科，工程師，研究方向：工藝系統(tǒng)和設(shè)備設(shè)計(jì)。