鍋爐煙氣脫硫裝置升級(jí)改造

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(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇連云港 222042)

1 脫硫裝置升級(jí)改造的緣由

連云港堿業(yè)有限公司熱電車間現(xiàn)有三臺(tái)150 t/h和一臺(tái)130 t/h共四臺(tái)煤粉爐，應(yīng)環(huán)保要求，于2013年5月進(jìn)行煙氣脫硫改造，脫硫裝置兩爐一塔布置，采用一種“利用氨堿廠白泥脫除鍋爐煙氣二氧化硫制取石膏的方法”專利技術(shù)工藝(專利號(hào)：ZL200810029591.X)，項(xiàng)目實(shí)施后，脫硫效率>95%(注：煤種含硫≤0.8%)，二氧化硫(SO2)排放濃度<80 mg/m3，達(dá)到當(dāng)時(shí)超低排放的標(biāo)準(zhǔn)。

2014年11月10日江蘇省環(huán)保新政策要求“到2018年年底，全省10萬(wàn)千瓦以下燃煤機(jī)組大氣污染物排放濃度達(dá)到重點(diǎn)區(qū)域特別排放限值(即在基準(zhǔn)氧含量6%的條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于20 mg/m3、50 mg/m3、100 mg/m3)”。在此大背景下，熱電車間現(xiàn)有四臺(tái)鍋爐煙氣脫硫裝置不能滿足要求，唯有進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造。

近10年來(lái)連云港堿業(yè)有限公司熱電車間經(jīng)除塵、脫硫、脫硝改造后，現(xiàn)場(chǎng)幾乎沒(méi)有空間再增加設(shè)備，結(jié)合現(xiàn)有的脫硫裝置，怎樣通過(guò)較低的投入，使得鍋爐煙氣脫硫達(dá)到排放指標(biāo)要求，通過(guò)多次調(diào)研論證，決定先采用白泥漿液除砂、提濃+現(xiàn)有脫硫裝置局部更新、增效升級(jí)改造的方案。利用公司壓力管道整治系統(tǒng)停車檢修期間對(duì)鍋爐煙氣脫硫裝置進(jìn)行改造。

2 鍋爐煙氣脫硫系統(tǒng)

我公司四臺(tái)鍋爐共設(shè)置兩個(gè)脫硫塔(1#、2#)，每個(gè)脫硫塔設(shè)計(jì)處理煙氣流量為640 000 Nm3/h。每個(gè)脫硫塔各配置一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)。

脫硫塔規(guī)格：直徑φ7250,高32.776 m

噴淋層布置：三層(空塔噴淋，正常工況開(kāi)兩層噴淋)

每層循環(huán)漿液量：1 960 m3/h

設(shè)計(jì)進(jìn)塔煙氣量：640 000 Nm3/h

設(shè)計(jì)氧化空氣量：25.4 Nm3/min(干)

增壓風(fēng)機(jī)參數(shù)：額定流量640 000 m3/h,全壓2 000 Pa,介質(zhì)溫度155 ℃

介質(zhì)密度:0.867 kg/m3

電機(jī)規(guī)格：8P-560 kW,6 000 V

3 白泥-石膏法脫硫工藝

目前國(guó)內(nèi)大部分煙氣脫硫采用的是石灰石-石膏法。其基本原理是：以石灰石漿液作脫硫劑，在吸收塔內(nèi)與含有SO2的煙氣進(jìn)行充分接觸，漿液中的堿性物質(zhì)與SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成亞硫酸鈣或硫酸鈣，從而去除煙氣中的SO2，其脫硫效率在90%左右。

白泥-石膏法脫硫工藝原理與石灰石-石膏法類似，但關(guān)鍵技術(shù)上又有別于石灰石-石膏法工藝，其充分利用了白泥的特性，采用特別設(shè)計(jì)的塔內(nèi)件，促使白泥漿液在吸收塔內(nèi)與煙氣充分接觸反應(yīng)，最大程度的實(shí)現(xiàn)了二氧化硫的去除。此外，白泥-石膏法工藝在脫硫設(shè)備的選擇上也充分考慮到白泥中氯離子高的特性，選用特殊高耐腐蝕的材質(zhì)，保證了整個(gè)脫硫系統(tǒng)的可靠性。

我公司的白泥是來(lái)自鹽水精制工序的鹽泥，白泥濾餅主要成分：CaCO365.9～69.7%(干基)，Mg(OH)26.1～6.5%(干基)，NaCl 13.5～15.6%(干基)，和CaSO4等，其它組分為泥沙。

鹽泥經(jīng)大型道爾澄清桶澄清后，底流用泵打到壓濾工序，經(jīng)臥螺離心機(jī)脫水去除飽和鹽水后，固渣用一定流量的工藝水連續(xù)不斷地沖進(jìn)地下池?cái)嚢杌旌蠞{化，制成濃度約20%(wt)的白泥漿液，流至制漿地下槽中。

白泥漿液通過(guò)漿液泵打入滾筒篩，經(jīng)過(guò)濾后白泥漿液流至白泥漿液槽存放，再經(jīng)由漿液泵送至熱電車間白泥漿液貯槽備用。一臺(tái)臥螺離心機(jī)進(jìn)料量為60 m3/h，產(chǎn)出白泥(鹽泥)濾餅在10～15 m3/h。可制成濃度約20%(wt)的白泥漿液大約40 m3/h，基本滿足熱電車間2臺(tái)脫硫塔使用。

4 脫硫裝置改造

4.1 白泥漿液除砂、提濃改造

白泥漿液中含砂量較大，在脫硫塔下部大量沉積，造成脫硫塔白泥漿液循環(huán)泵葉輪損壞嚴(yán)重，每3～5個(gè)月就需要更換葉輪和相關(guān)零部件，還造成脫硫塔內(nèi)部玻璃鱗片局部損壞。經(jīng)分析白泥漿液中含砂全部為石灰乳帶入。

為將石灰乳中砂除凈，在鹽水精制工序處增設(shè)旋液分離器，用濃鹽水混合來(lái)自石灰工序含砂量大的高濃度石灰乳，降低粘度。再利用旋液分離器分砂，底流進(jìn)入螺旋撈砂機(jī)脫水除砂。其余漿液匯集至除鈣、鎂混合罐中供鹽水精制工序使用。除砂后，來(lái)自鹽水精制的鹽泥幾乎不含砂。消除了白泥漿液含砂對(duì)脫硫系統(tǒng)影響。除砂流程見(jiàn)圖1。

圖1 白泥漿液除砂工藝示意框圖

為了提高白泥漿液濃度，以提高脫硫效率，在脫水機(jī)分離工段，在現(xiàn)有白泥制漿設(shè)備系統(tǒng)基礎(chǔ)上，進(jìn)行局部升級(jí)改造，增加制漿水流量表和滾筒篩沖洗水流量表，同時(shí)在白泥漿液送熱電泵出口后增加在線密度儀。實(shí)現(xiàn)工藝準(zhǔn)確計(jì)量控制加水調(diào)制白泥漿液，同時(shí)消除滾筒篩無(wú)節(jié)制沖洗導(dǎo)致制漿水過(guò)量的缺陷。將滾筒篩設(shè)備由原白泥漿液槽頂部改為放在二樓樓面，以便于清渣和漿液回收。滾筒篩設(shè)備升級(jí)后白泥制漿用水得到很好控制，同時(shí)濾網(wǎng)沖洗水干擾制漿、滾筒篩清渣均得到很好解決。如圖2。

4.2 脫硫裝置局部更新改造

表1 脫硫塔改造項(xiàng)目

圖2 白泥漿液提濃工藝升級(jí)示意框圖

4.3 脫硫裝置改造后效果

脫硫塔改造于2018年7月3日至7月8日系統(tǒng)停車檢修期間實(shí)施改造，白泥漿液除砂提濃改造在統(tǒng)停車檢修后實(shí)施，于2018年8月22日投入運(yùn)行，改造后白泥漿液的濃度較改造前提高約11.2%，每日除砂量約2.5 t，改造后兩臺(tái)脫硫塔系統(tǒng)數(shù)據(jù)如表2。

表2 改造前后脫硫塔系統(tǒng)數(shù)據(jù)

5 總 結(jié)

連云港堿業(yè)有限公司熱電車間四臺(tái)燃煤鍋爐脫硫裝置，通過(guò)提高白泥漿液濃度和脫硫塔內(nèi)件的更新、架設(shè)增效器增開(kāi)噴淋層、加大循環(huán)漿液量等升級(jí)改造措施，在鍋爐負(fù)荷85%左右、燃煤煤種含硫≤0.6%時(shí)，即入塔二氧化硫(SO2)濃度≤1 450 mg/m3(干基、標(biāo)態(tài)、6%O2)的條件下，可保證在設(shè)計(jì)條件下煙氣二氧化硫排放指標(biāo)滿足≤30 mg/m3(干基、標(biāo)況、6%O2)。在冬季鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)尚未經(jīng)過(guò)考核，還有不能克服因脫硫塔故障檢修維護(hù)引起相關(guān)兩臺(tái)鍋爐須停止運(yùn)行的弊端，需要在日后加以研究解決。