高效氣動攪拌式脫硫裝置的開發

劉憶然+閆玉蕾+安長偉+崔鵬+田犀卓

摘 要：眾所周知我國地域廣闊、人口眾多，是能源耗費大國，近年來北方地區每到冬季供暖季節，霧霾嚴重影響人們的生活和工作。國家環保部和地方政府不斷加大力度治理霧霾，在技術和管理上提出了更嚴格的要求。但是傳統脫硫工藝脫硫裝置本體比較高大、制作安裝周期長、費用高，同時噴淋管安裝復雜、噴頭容易堵塞、循環泵電機功率大、耗電多、運行費用大，這樣便造成了較高的經費。高效氣動攪拌式脫硫裝置的開發便是采用一種文丘里高效脫硫反應裝置，該工藝沒有噴頭，不用維修，占地面積小，節約大量財力和物力。

關鍵詞：文丘里 煙氣量 液氣比 氣動攪拌

中圖分類號：X701.3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）08（b）-0093-02

1 治理方案

（1）反應器啟動，進行高效氣動攪拌式脫硫裝置的啟動。以半負荷煙氣量啟動脫硫裝置，使反應裝置穩定運行并找出最佳液氣比參數。

（2）針對穩定運行的反應裝置，提高煙氣量，確定不同煙氣量下的最佳液氣比，確定高效氣動攪拌式脫硫裝置最佳處理負荷，使系統得到一定程度的優化。在保證最佳脫硫的情況下，研究各種因素對該工藝的影響，最終目的是降低能耗和脫硫劑消耗。

（3）探討各因素對高效氣動攪拌式脫硫裝置的影響，確定高效脫硫裝置的最佳工藝條件。重點探討不同液氣比和脫硫液濃度對固定煙氣量處理效果的影響，確定定量評價系統。

重點解決的關鍵技術問題如下。

（1）確定高效脫硫裝置最佳液氣比。

（2）在引入高效氣動裝置后，確定系統的最佳工藝運行參數。

①吸收塔材料選擇。

為了確保防腐、耐磨的需要，脫硫塔采用的是碳鋼襯玻璃鱗片（壽命大于15年），不但滿足運行中對材料耐腐蝕、耐磨損的要求和使用壽命的需要，還可大量節約投資成本，是最佳的技術經濟方案。

②年耗電量情況。

脫硫系統總裝機容量：454.85 kW；

其中備用：125 kW；

單臺電機最大功率：75 kW；

按年運行時間3600小時計，年耗有功電能：1163711kWh。

2 治理工藝

濕法脫硫工藝流程：引風機→脫硫吸收塔→煙囪。整套系統包括煙氣系統、吸收塔系統、脫硫液循環系統與渣處理系統、脫硫劑制備系統、工藝水系統、電氣控制系統。

煙氣先經過風機加壓之后，進入吸收塔，煙氣中的SO2與脫硫液逆流接觸，完成吸收反應后進入除霧器除霧，最后由煙道引至煙囪排放。

在吸收塔底部設塔釜，經脫硫后的脫硫液經過曝氣氧化后自流進入沉淀池，經過沉淀后，沉渣由抓斗抓到干化場。沉淀后的上清液大部分自流到pH調節池，進過塔內pH信號反饋向pH調節池補充堿液，保證系統的脫硫效率。

氧化鎂通過氧化鎂罐車輸送到氧化鎂儲倉內存放，根據工藝需要定量加入。當化灰器內漿液不足時，打開制備池電磁閥補充工藝水，星型卸灰閥自動打開加入定量的氧化鎂到制備池內，加入到制備池內的氧化鎂通過攪拌制成混合均勻的漿液通過氫氧化鎂制備泵輸送至pH調節池內。

根據系統的需要補充工藝水，工藝水可以通過配制漿液和沖洗除霧器等方式補充，從而達到系統的水平衡。

在煙氣脫硫裝置的進、出口煙道和旁路煙道上設置擋板用于鍋爐運行期間脫硫裝置的隔斷和維護，這樣煙氣可以自由選擇是否經過煙氣脫硫系統。

吸收塔按設備總體供貨，包括吸收塔塔體、文丘里反應器、噴淋層及所有內部構件、除霧器及外部鋼結構等。塔體的組裝及外部鋼結構（如平臺扶梯等）的施工在安裝現場完成。

吸收塔選用的材料適合工藝過程的特性并且能承受脫硫工藝固體懸浮物的磨損。吸收塔塔體設計能承受各種載荷，包括吸收塔及作用在吸收塔上的設備和管路的自重、介質重以及風載荷、地震載荷等。

塔體上設有檢修人孔，操作平臺等附屬設施。吸收塔配備有合理數量和大小合適的觀察孔，人孔門和觀察孔設置在平臺和走道附近。

3 運行效果及環境經濟效益

運行效果：本項目的相關專利和研究成果已獲得沈陽隆達環保節能集團有限公司、本溪市浩科科技有限公司和本溪明東鋼結構有限公司的使用。廠家反映良好，與霧化脫硫相比，在改型的基礎上采用高效氣動攪拌式脫硫裝置，重點就反應裝置脫硫液濃度、煙氣量和液氣比等參數進行優化，對最大去除率進行研究。對于每小時處理風量為170000的燃煤鍋爐，工程建設費用為300萬元左右，通過文丘里濕法氣動攪拌裝置比傳統濕法脫硫工藝節省了1/3；每處理1kgSO2運行費用可控制在0.056元，與傳統工藝相比每處理1kgSO2運行費用降低了0.02元，以一臺蒸發量為75t的燃煤鍋爐為例，年節省運行費用48.38萬元。由此可見，這種文丘里高效脫硫裝置以文丘里氣動攪拌裝置為二次提升氣液混合氣體裝置，在燃煤鍋爐煙氣處理中，不僅降低了動力設備的使用功率，而且減少構筑物的容量，從建設費用和運行費用上降低了整個研究的費用，對實際生產具有指導作用。

經濟效益：本項目采用高效氣動裝置能夠更好地實現氣液混合效果和延長氣液接觸時間，該工藝沒有噴頭、不用維修、占地面積小，節約大量財力和物力。在2014—2015年間，公司年產值達到8380.4萬；2015—2016年年產值達到8970.1萬。

社會效益：本項目研究創新性地提出一種具有自我知識產權的新型高效氣動攪拌式脫硫裝置，在傳統脫硫處理技術和理論基礎上，開發出可以提高對目標污染物的去除效果，改善設備的穩定性，降低脫硫劑的使用量和電耗，加快反應效果的高效脫硫裝置。該產品結構簡單、安裝方便、運行穩定、可靠。SO2在理論上能達到零排放，除塵脫硫效率極高，是傳統脫硫設備不可比擬的新型環保設備，還能減少構筑物的容量，從建設費用和運行費用上降低了整個研究的費用，對實際生產具有指導作用。

4 結語

高效氣動攪拌式脫硫裝置可以提高對目標污染物的去除效果，改善設備的穩定性，降低脫硫劑的使用量和電耗，加快反應效果。氣動攪拌式脫硫裝置是一種全新的概念，革命式的改變。該產品結構簡單、安裝方便、運行穩定、可靠。SO2在理論上能達到零排放。除塵脫硫效率極高，是傳統脫硫設備不可比擬的新型環保設備且能減少構筑物的容量，從建設費用和運行費用上降低了整個研究的費用，對實際生產具有指導作用。

參考文獻

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