濕法脫硫粉塵超標的原因分析及處理措施

安永峰，竇海峰，廖依建

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川750026）

濕法脫硫粉塵超標的原因分析及處理措施

安永峰，竇海峰，廖依建

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川750026）

本文通過針對寧夏石化公司1#、2#燃煤鍋爐煙氣脫硫裝置運行過程中出現粉塵超標問題，經過脫硫塔內部除霧器改造后，進行了一系列的工藝調整，發現脫硫塔除霧效果仍不理想，脫硫塔出口煙氣夾帶石膏漿液。據此進行了脫硫塔二次內部改造，實現了粉塵達標排放，滿足了環保要求，具有良好的社會效益。

濕法脫硫；煙氣粉塵濃度；工藝參數；除霧效果

1　系統改造前運行情況

本公司投用的1#、2#燃煤鍋爐煙氣脫硫裝置于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1#、2#燃煤鍋爐的煙氣進行脫硫處理，處理后煙氣中的SO2含量小于100 mg/m3，煙塵含量小于50 mg/m3。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對煙氣進行逆流洗滌，反應生成半水亞硫酸鈣（CaSO3·1/2H2O）并以小顆粒狀轉移到漿液中，利用空氣強制氧化生成二水硫酸鈣（CaSO4·2H2O）結晶，即石膏。用排出泵將塔內反應后的石膏漿液抽出，送往石膏旋流器進行濃縮和顆粒分離，旋流器頂流濃度小的細顆粒漿液溢流返回脫硫塔；底流濃度大粗顆粒的漿液送往真空皮帶機進行石膏脫水。

石灰－石膏濕法煙氣脫硫工藝流程［1］（見圖1）。

圖1　石灰-石膏濕法煙氣脫硫工藝流程

鍋爐煙氣經電除塵器除塵后，由引風機依次送入脫硫塔進行脫硫和脫水除霧后成為凈煙氣，進入煙囪排放。

在工藝參數調整和設備改造前，煙氣出口粉塵在50 mg/m3以內，已超過環保要求規定的煙氣出口粉塵濃度20 mg/m3以內的要求。

2　脫硫系統第一次改造

脫硫系統第一次改造是拆除了脫硫塔原有兩級平板式除霧器，更換為兩級屋脊式除霧器并在除霧器下方增加一級管式除霧器，以增強脫水、除霧效果。

改造后煙氣出口粉塵濃度在20 mg/m3～28 mg/m3，沒有達到粉塵濃度小于20 mg/m3的環保排放標準。

3　工藝參數調整

為確保煙氣出口濃度達到排放標準，從以下四個方面進行了工況調整，并監控粉塵的變化情況。具體如下：

3.1循環泵運行臺數調整

（1）1臺循環泵運行時：現場采集24組粉塵數據，經計算，出口粉塵含量平均為72.38 mg/m3。

（2）2臺循環泵運行時：現場采集168組粉塵數據，隨機抽取24組作為對比數據，經計算，出口粉塵含量平均為32.6 mg/m3。

經以上數據分析可以看出：其他條件相同的工況下，2臺循環泵運行比1臺循環泵運行時的出口粉塵含量低約40 mg/m3。

3.2脫硫塔除霧器沖洗時間的調整

（1）除霧器沖洗完1 h～2 h后取樣數據：現場共采集30組數據，隨機抽取24組作為對比數據，經計算，出口粉塵含量平均為34.1 mg/m3。

（2）除霧器沖洗完3 h～4 h后取樣數據：現場共采集138組數據，隨機抽取24組作為對比數據，經計算，出口粉塵含量平均為11.8 mg/m3。

其他條件相同的工況下，沖洗水沖洗完3 h～4 h后比沖洗完1 h～2 h后的粉塵取樣數據低22.3 mg/m3。

3.3將除霧器沖洗水改為脫鹽水

除霧器沖洗水改為脫鹽水，其他條件相同的工況下，現場共采集11組數據，平均粉塵含量為29.72 mg/m3。在脫硫除霧器沖洗水改為脫鹽水時，粉塵含量基本在17 mg/m3～50 mg/m3，粉塵試驗數據趨勢（見圖2）。

圖2　粉塵試驗數據圖

3.4鍋爐氧量調整

鍋爐氧含量與粉塵對比趨勢（見圖3）。控制鍋爐氧含量在3.5%～4.8%，現場共采集28組數據，脫硫出口粉塵平均在18.23 mg/m3，從圖3趨勢反映看出，在鍋爐氧含量低于4.5%時，出口粉塵含量在10 mg/m3～25 mg/m3。

3.5工藝運行優化調整

通過以上的試驗數據分析，在脫硫裝置正常運行條件下，即控制石膏漿液密度在1 150 mg/m3以下，且pH值在5.5～6.0。脫硫及鍋爐的運行工況做出以下調整后，煙氣出口粉塵濃度在10 mg/m3～25 mg/m3，尚未完全控制在環保排放標準內。

（1）在保證脫硫SO2排放不超標情況下，脫硫系統可保留2臺漿液循環泵運行。

（2）出口粉塵超標時立即暫停脫硫塔除霧器沖洗，但沖洗時間間隔不超過4 h。

（3）鍋爐氧含量控制在3.6%～4.5%。

圖3　粉塵含量與鍋爐氧含量對比圖

4　脫硫系統第二次改造

通過以上工藝調整，經測試，脫硫入口的粉塵在10 mg/m3以內，但粉塵出口仍時有超出20 mg/m3，因此懷疑粉塵超標的原因仍是除霧器效果不佳造成的，出口有少量漿液夾帶。

脫硫后的煙氣以一定的速度流經除霧器，煙氣被快速、連續改變運動方向，因離心力和慣性的作用，煙氣內的霧滴撞擊到除霧器葉片上被捕集下來，霧滴匯集形成水流，因重力的作用，下落至漿液池內，實現了氣液分離，使得流經除霧器的煙氣達到除霧要求后排出。一般來講除霧器的除霧效率隨氣流速度的增加而增加，這是由于流速高，作用于霧滴上的慣性力大，有利于氣液的分離。但是，流速過高會造成二次帶水，從而降低除霧效率。因此，盡量使煙氣通過除霧器斷面的流速最高且又不致二次帶水，擬定流速選定在3.5 m/s～4.5 m/s，并對脫硫塔進行了二次改造，改造如下：

（1）縮小脫硫塔除霧器段的流通面積，提高煙氣流速。將原有的除霧器兩端各拆除1 300 mm長模塊，使用玻璃鋼板封堵，玻璃鋼板與梁搭接處確保不漏風。

（2）封蓋脫硫塔內部旋流子（24個），提高脫硫部件內煙氣流速來提高脫硫塔除塵效率。

改造前后粉塵數據對比（見表1、表2）。

表1　改造前粉塵取樣數據

表2　改造后粉塵取樣數據

從以上數據可以得出：在脫硫塔改造后粉塵取樣數據平均為16.3 mg/m3，工況基本趨于穩定（見圖4）。

圖4　改造前后粉塵對比趨勢圖

5　運行效果評價

經過兩次脫硫塔的改造和一系列的工藝參數的調整，脫硫出口粉塵的含量低于20 mg/m3，滿足環保要求，收到了良好的社會效益。

［1］王淮.中國石油寧夏石化公司燃煤鍋爐煙氣脫硫工程［S］.中國石油寧夏石化公司，2012.

Wet desulphurization dust exceeds the cause analysis and treatment measures

AN Yongfeng，DOU Haifeng，LIAO Yijian
（PetroChina Ningxia Petrochemical Company，Yinchuan Ningxia 750026，China）

This article through to in Ningxia petrochemical company 1#，2#coal boiler flue gas desulfurization device，excessive dust problems during the operation of desulfurization tower with an inner demister after modification，conducted a series of process adjustment，mist effect is not ideal，found that the desulfurization tower outlet flue gas desulfurization tower with gypsum slurry.On the basis of the desulfurization tower secondary internal renovation，implements the dust discharging standard，meet the requirements of environmental protection，has the good social efficiency.

wet desulphurization；flue gas dust concentration；process parameters；effect of mist

TE965

A

1673-5285（2016）09-0130-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.09.031

2016－08-02

安永峰，大學本科，現在寧夏石化公司水汽部從事煙氣脫硫工藝管理工作。