鍋爐脫硫除塵裝置改造

李 強

(太原市熱力集團有限公司，山西 太原 030045)

1 概述

現(xiàn)階段，所采用的濕法脫硫工藝多是石灰石/石灰—石膏煙氣脫硫工藝，此種脫硫技術(shù)是利用鈣基脫硫劑吸收煙氣中含有的SO2物質(zhì)，并且產(chǎn)生CaSO4以及CaSO3物質(zhì)，由于這兩種物質(zhì)擁有相對小的溶解度，經(jīng)常導致脫硫塔和相應的輸送管道發(fā)生結(jié)垢問題，使得裝置出現(xiàn)堵塞。堵塞現(xiàn)象的出現(xiàn)會對系統(tǒng)運行帶來極大影響，甚至會使得整個鍋爐系統(tǒng)的運行受到影響。而要想防止上述問題的發(fā)生，采用鈣法脫硫技術(shù)時一般均要求加設(shè)上強制氧化裝置，即曝氣裝置，這樣會導致系統(tǒng)的初裝投資極大增加，而且系統(tǒng)運行過程中所需成本也顯著增加。若是采用性能較為優(yōu)良的鈉基脫硫劑吸收煙氣中的SO2物質(zhì)，所需原料成本較高，產(chǎn)生的產(chǎn)物也較難進一步處理。通過采用雙堿法煙氣脫硫技術(shù)，則能夠有效的解決上述問題。此種工藝技術(shù)是利用鈉基脫硫劑完成脫硫作業(yè)，因為該種脫硫劑擁有相對強的堿性，在吸收SO2以后得到的產(chǎn)物擁有較大溶解度，可以有效的避免結(jié)垢以及堵塞問題出現(xiàn)。并且，所得的產(chǎn)物會排至再生池之中，再利用Ca(OH)2對脫硫產(chǎn)物進一步還原處理，得到再生的鈉基脫硫劑，確保脫硫劑可以循環(huán)利用。采用雙堿法脫硫技術(shù)能夠有效的減少初期投資費用，同時還能降低系統(tǒng)運行成本，非常適宜應用在一些中小型的鍋爐脫硫改造之中。

2 雙堿法脫硫工藝原理

3 脫硫除塵裝置一體化改造分析

3.1 改造設(shè)計的依據(jù)以及指標

鍋爐系統(tǒng)的具體參數(shù)以及改造設(shè)計的各項指標見表1，表2。

表1 鍋爐系統(tǒng)具體參數(shù)

表2 鍋爐系統(tǒng)改造設(shè)計指標

3.2 改造設(shè)計的原則

1)所采用的工藝技術(shù)應當先進且可靠，不僅要保證脫硫效率以及除塵效率，并且也要確保系統(tǒng)能夠安全與穩(wěn)定的運行，不會對系統(tǒng)有不良影響，得到了脫硫產(chǎn)物不能出現(xiàn)二次污染問題。

2)依照目前設(shè)備以及環(huán)境情況，盡可能的使用現(xiàn)有一些設(shè)備與裝置，對設(shè)備及裝置進行優(yōu)化組合設(shè)計，形成具有較強針對性的改造方案。

3)因為現(xiàn)階段煤炭資源較為緊張，煤炭燃料的品質(zhì)不能得到有效保障，所以，在各種參數(shù)的確定工程中，對于控煤之前以及控煤之后具體煤質(zhì)情況加以分析，合理確保各種參數(shù)。

4)經(jīng)過技術(shù)改造以后，脫硫效率應當達到80%以上。

5)在設(shè)計脫硫設(shè)備過程中，要結(jié)合實際情況，盡可能的避免煙道出現(xiàn)折轉(zhuǎn)現(xiàn)象，并且盡量降低煙道的長度，從而有效的減少排煙阻力。

3.3 脫硫除塵一體化改造方案

1)在吸收塔裝置之前豎井煙道位置處加設(shè)預增濕裝置。

2)在煙氣吸收塔裝置之中加設(shè)旋轉(zhuǎn)噴射裝置，同時還需加設(shè)上旋流芯筒裝置，確保煙氣能夠旋流效果更為理想。

3)利用雙堿法脫硫工藝，不僅有效的去除煙氣中SO2物質(zhì)，同時確保脫硫劑能夠回收利用，顯著的解決脫硫成本，并且保證脫硫產(chǎn)物不會造成二次污染問題。

此次改造設(shè)計主要是為了確保鍋爐脫硫的安全與可靠，并且全面考慮了改造方案的經(jīng)濟性以及環(huán)境效益。針對上述改造方案，做出如下說明：

1)在煙氣吸收塔裝置之前，加設(shè)旋渦預增濕脫硫除塵裝置。在吸收塔裝置之前豎井煙道位置處，對之前煙道麻石板進行一定的改造處理，新增設(shè)上預除塵設(shè)備，在該除塵設(shè)備之中加設(shè)多個旋渦式噴嘴裝置，每一層設(shè)置兩組。除塵使用水體經(jīng)由噴嘴裝置噴出并且霧化，向上進行噴淋作業(yè)，產(chǎn)生極其細微霧滴，確保除塵水能夠和煙氣之中包含粉塵更加充分的接觸，有效的提升除塵效果。另外，還需要進一步的增加煙氣的濕度，并適當降低煙氣的溫度，從而為之后開展脫硫作業(yè)提供有利條件。

2)在煙氣吸收塔裝置之中加設(shè)旋渦液柱噴射嘴，同時加設(shè)芯筒結(jié)構(gòu)。在經(jīng)由之前除塵裝置預濕處理以后，此時煙氣便會沿著煙道的切線方向而輸送到主筒之中，即輸送到吸收塔裝置之中，完成初步除塵工作，將煙氣之中包含的一些粉塵以及霧滴等加以去除。并且，為了能夠進一步的增強煙氣旋轉(zhuǎn)效應，改善脫水以及除塵效果，還在吸收塔之中加設(shè)了芯筒結(jié)構(gòu)。脫硫使用的液體經(jīng)過噴嘴裝置向上噴出，在上升以及下落的過程中，均能夠有效的吸收煙氣中SO2氣體，并且還能有效的去除煙氣之中的微小粉塵顆粒，從而有效的改善系統(tǒng)脫硫除塵效率。

4 改造后的效果分析

在對鍋爐脫硫除塵裝置進行改造之后，為了能夠有效檢查改造工作所擁有的效果，并且合理的確定改造后裝置具體運行參數(shù)，依照各個運行工況，對系統(tǒng)做了全面的熱態(tài)調(diào)試，在經(jīng)過一系列調(diào)試之后得出下列結(jié)論:

1)通過對鍋爐脫硫除塵裝置的改造，雖然在一定程度上加大了煙氣排出過程中存在的阻力，不過，并沒有影響到鍋爐正常的負荷能力，在經(jīng)過改造之后，鍋爐依舊可以滿負荷的運行。

2)對改造實施之前以及改造實施之后進行對比分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過脫硫除塵改造后并未對鍋爐的運行效率造成影響，也說明了脫硫除塵改造不會對系統(tǒng)的正常運行造成影響。

3)脫硫除塵裝置在改造以后，其運行效率以及穩(wěn)定性等均得以顯著的提升。經(jīng)過實際的試驗測量得出，不管在任意一種工況之下，經(jīng)過脫硫除塵改造之后所擁有的除塵效率均超過了99%。因為在整個試驗過程中，所采用的燃料煤均為低硫煤，鍋爐煙氣中的含硫的濃度值最大是209 mg/Nm3，經(jīng)過折算之后脫硫效率達到82%。要是采用的燃料煤之中含硫量更好，則所得到的脫硫效率也會相應增加。

5 結(jié)語

在采用雙堿法脫硫工藝之后，能夠有效的對脫硫劑進行回收利用，從而可以降低脫硫過程中的原材料成本投入。并且，在裝置改造之后，是采用液柱噴射的方法，在噴嘴位置發(fā)生結(jié)垢以及堵塞問題的概率非常小，并且脫硫過程產(chǎn)生的鹽溶解度相對大，也會有效避免脫硫塔中發(fā)生結(jié)垢以及堵塞問題。通過預濕除塵裝置能夠起到除塵以及預濕效果，從而為后續(xù)脫硫以及除塵提供了極為有利的條件。脫硫之后得到的產(chǎn)物經(jīng)過固液分離之后，溶液可以在此循環(huán)利用，避免出現(xiàn)二次污染物問題，具有良好的環(huán)境效益。