循環流化床法脫硫技術在金泰熱電有限公司的應用及優化改造

摘要：文章介紹了循環流化床法脫硫技術在泰州金泰熱電有限公司的應用以及優化改造情況，分析了脫硫選型的依據和過程，探討了半干法脫硫設備的結構、特點及優勢，為同類脫硫改造提供了參考。

關鍵詞：循環流化床法；脫硫技術；脫硫選型；脫硫設備；煙氣脫硫 文獻標識碼：A

中圖分類號：X701 文章編號：1009-2374（2016）02-0049-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.02.024

泰州金泰熱電有限公司安裝了2臺UG-220/9.8-M循環流化床鍋爐，設計煤種含硫成分為<1%，實際運行中燃料含硫成分約為0.5%～0.8%，爐內不脫硫的情況下，煙氣SO2含量約為2200mg/Nm?。本期工程采用石灰石爐內脫硫+爐后循環流化床半干法脫硫除塵一體化處理系統。系統包括爐內、爐外煙氣脫硫兩套裝置和配套的靜電除塵器、布袋除塵器以及相應的公用輔助設備。脫硫除塵島采用一爐一套獨立的系統，即所有的工藝、電氣、控制均為一爐一套。

1 工藝流程及原理

循環流化床煙氣脫硫工藝是德國魯奇公司開發，以循環流化床原理為基礎的一種半干法脫硫工藝，通過脫硫劑的多次循環，增加脫硫劑與煙氣的接觸時間，最大限度地提高了脫硫劑的利用率。通常此工藝的脫硫劑采用生石灰或消石灰。圖1所示為循環流化床脫硫系統工藝流程示意圖，整套系統由預除塵系統、脫硫劑存儲和供應系統、脫硫塔系統、噴水降溫系統、返料再循環系統、脫硫除塵系統、脫硫灰外排系統、壓縮空氣系統以及儀表控制等系統組成。

2 設計依據與設備選型

2.1 設計依據

根據招標要求，金泰熱電公司煙氣脫硫系統工程采用消石灰作為脫硫劑。預除塵器采用單電場高壓靜電除塵器。設計脫硫效率如下：（1）燃設計煤種、爐內脫硫率80%時：尾部FGD脫硫效率>90%；（2）燃設計煤種、爐內不脫硫時：尾部FGD脫硫效率>95%；（3）脫硫后SO2排放濃度<100mg/Nm?。

2.2 主要設備選型

金泰熱電公司地處江蘇泰州高港經濟開發區濱江工業園區內。廠址四周為園區規劃道路，交通運輸十分方便，地勢較平坦，工程地質良好。針對廠區的實際情況，設計選型時按以下四方面考慮：

2.2.1 設計脫硫塔。脫硫塔設計主要考慮煙氣文丘里加速段和循環建床混合段尺寸。脫硫塔各處（尤其是進口段、喉部及出口段）在設計時，采用數值模擬，對脫硫塔各處進行流場分析，對塔內流場進行優化設計，實現塔內流場的均勻分布。脫硫塔的入口設有可靠的氣流均布裝置，以使氣流均勻經過脫硫塔。

2.2.2 根據業主提供的參數和系統物料衡算，選擇合適的袋式除塵器。由于脫硫灰再循環，大量的混合粉塵在脫硫塔內建床，進入布袋除塵器的粉塵濃度高達800g/m?以上。布袋除塵器采用先進成熟的KDM型大型行噴脈沖袋式除塵器，保證除塵器出口粉塵濃度≤30mg/Nm?。

2.2.3 關鍵設備選用進口產品。增濕降溫噴槍采用美國噴霧系統公司的FM系列高壓雙流體噴槍，噴霧顆粒細，霧化速度快，運行至今無濕壁現象，降溫的同時更利于脫硫反應的進行。脫硫塔設置一支噴槍，便于檢修和維護。

2.2.4 脫硫島設置再循環煙道。脫硫塔在低負荷運行時，采用凈煙氣再循環的方式來適應鍋爐負荷50%～110%變化，當鍋爐負荷降低時，開啟回流管道上的擋板門（調節擋板的執行器采用國內知名產品），將凈煙氣回流，以達到穩定負荷的目的。

3 試運行中的進一步改進

3.1 存在問題

項目調試運行后，雖然取得了明顯的脫硫效果，但還存在著一些問題。我們總結了運行中的主要問題：一是由于在脫硫塔建床過程中產生的粉塵濃度高，噴入霧化效果不佳的降溫水使粉塵聚合成灰團塌落，隨著時間的推移，極易造成脫硫塔的文氏里部分堵塞，脫硫床層不能正常維持；二是返料再循環系統采用的定量螺旋輸送機經常堵塞，造成旋翼和主軸破損折斷，返料不暢；三是對于不可避免的塌落灰，脫硫塔底部雖然設緊急事故放灰插板閥，緊急放出的脫硫灰，但是一旦產生塌落灰，還是不能迅速排出，影響脫硫系統正常運行。

3.2 進一步改進

3.2.1 優化工藝水噴霧系統，改進噴槍位置、長度、水氣壓比，使噴入脫硫塔的霧化水，能均勻與脫硫劑、循環灰混合，維持脫硫高效、經濟運行。通過調整水泵電動機頻率，根據脫硫塔運行溫度自動調節噴水量。

3.2.2 返料系統取消螺旋輸送給料和羅茨風機輸送方式，增加灰斗斜槽、返料斜槽和外排斜槽，增加斜槽用流化風系統。優化返料斜槽進出口位置，流量調節閥采用國內知名品牌。利用煙氣的負壓和斜槽流化風，使返料順暢。

3.2.3 調整進口煙道方式，增加脫硫塔底部流化裝置、雙軸螺旋攪刀和塔底輸灰系統。這樣既保證塔底細灰快速輸出，又能使脫硫產生的大塌灰由螺旋攪刀攪拌粉碎后迅速排出，保證脫硫系統的正常運行。

3.2.4 優化脫硫工藝控制系統，完善工藝控制和快速的相應，確保系統運行穩定。（1）根據脫硫塔出入口煙氣中SO2和O2濃度調節消石灰粉的用量，確保煙囪排煙SO2的濃度達到排放標準；（2）根據脫硫塔床層壓差△P來控制返料系統的返灰量，將△P保持在一定范圍內，維持床層內必需固/氣比，最大限度地提高了脫硫劑的利用率；（3）根據脫硫塔頂部處的煙氣溫度直接控制脫硫塔底部的噴水量，以確保脫硫塔內的溫度處于最佳反應溫度范圍內。

4 結語

循環流化床法脫硫工藝在泰州金泰熱電有限公司220t/h鍋爐上成功應用，脫硫、除塵效果顯著。實際應用表明：循環流化床半干法脫硫流程簡單、占地少、投資小以及副產品可以綜合利用等，而且能在很低的鈣硫比情況下達到較高的脫硫效率，可達到>90%以上，對負荷變動的適應能力很強，運行可靠，維護工作量少。

參考文獻

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作者簡介：王曉東（1973-），男，供職于江蘇科行環保科技有限公司技術中心。

（責任編輯：陳 潔）