雙堿法技術在脫硫改造工程中的應用

謝春康

（山西華興鋁業(yè)有限公司，山西 呂梁 033600）

華興鋁業(yè)有限公司熱電廠，3臺240 t/h四角噴燃煤粉爐，2013年9月13日投運，原脫硫采用“鈉鈣雙堿法”工藝，投運后系統(tǒng)結垢嚴重，無法保證運行周期，排放指標也不能滿足環(huán)保要求，從2016年上半年開始，該公司著手準備對系統(tǒng)進行升級改造。通過科研論證，決定采用輕研院所推廣的“新型雙堿法”技術。改造工程從2016年11月6日開始，2016年12月2日，1#爐脫硫投運，3#爐2017年3月15日投運，2#爐2017年5月20日投運，到2018年11月3臺爐及公用系統(tǒng)改造已基本完成。

1 運行指標情況

1.1 SO2排放指標

呂梁地區(qū)脫硫排放上限控制指標為35 mg/Nm3，“新型雙堿法”改造是以超低排放35 mg/Nm3標準進行設計，脫硫塔為空塔，1#爐4層噴淋，2#、3#爐為3層噴淋，兩級平板式除霧器，1#爐循環(huán)水量在500～2 400 m3，2#、3# 爐循環(huán)水量在 500～1 800 m3，在2#、3#爐改造時為解決煙氣拖尾問題，各增加了1層煙氣洗液槽，減少了1層噴淋層，1#爐液氣比最大為 6 L/m3，2#、3# 爐最大液氣比為 5 L/m3。3 臺爐投運后，運行指標在入爐煤含硫1.2%～1.5%，鍋爐BMCR工況下，排放指標保證在200 mg/Nm3以下相對穩(wěn)定。

1.2 過程控制指標

新型雙堿法脫硫改造后，過程控制的關鍵指標主要有脫硫塔回流pH值、再生池pH值、循環(huán)池pH值及除霧器差壓、循環(huán)水固含、濃縮漿固含、石膏脫水率等，一年多來在邊改造邊實驗的基礎上進行調整，目前對這些值的調整范圍已經(jīng)固化，脫硫塔回流pH值控制在 5.5～6.4，再生池pH 值8.9～9.5，循環(huán)池 pH值7.5～8.0，脫硫排放指標能夠保證在200 mg/Nm3以下，生產(chǎn)運行相對平穩(wěn)。

除霧器差壓的變化是由除霧器的堵塞情況決定，如出現(xiàn)堵塞，則差壓變大，除霧器堵塞會直接造成鍋爐煙氣無法正常排出，脫硫指標無法保證，當差壓到1 500 Pa以下，鍋爐及脫硫就無法正常運行，必須停爐人工清理。

改造后脫硫運行周期比原雙堿法系統(tǒng)有所延長，目前最長89天，運行周期過短，非停概率高。且停運后脫硫塔清理量巨大，這主要是因除霧器沖洗系統(tǒng)不合理沖洗覆蓋率低，沖洗壓力不能保證造成的。

2 公用系統(tǒng)運行

從2016年12月2日1#爐“新型雙堿法”改造到2018年11月，3臺爐及公用系統(tǒng)已連續(xù)運行470天。新型雙堿法3臺爐合用一套公用系統(tǒng)，公用系統(tǒng)主要包括：濃密池沉淀分離系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、石膏制備系統(tǒng)、脫硫液回流系統(tǒng)、再生系統(tǒng)等。現(xiàn)分具體設備及系統(tǒng)平價如下。

（1）脫硫塔結垢較嚴重，每隔不到3月就得停爐清理結疤，甚至時間更短。

（2）沉淀系統(tǒng)無法正常運行，設備設施損壞嚴重。濃密池是該系統(tǒng)固、液分離的主要沉淀池，固、液分離后，上清液進脫硫塔脫硫，下沉漿液做石膏。新型雙堿法改造后，濃密池介質由原來工藝的石膏-脫硫液混合物，變?yōu)楝F(xiàn)在的亞石膏-脫硫液混合物，沉淀的亞石膏流動性差，導致濃密池刮泥機刮泥時負荷加大，常被損壞無法正常運行，刮泥機壞后，濃密池沉積癱瘓無法運行，需要人工清理，不但影響了脫硫的正常運行，而且產(chǎn)生巨大的清理費用，投運行以來已有7臺減速機及配套設施被過負荷掰壞。

（3）脫硫塔回流退水槽不能保證正常回流。主要表現(xiàn)在：a.2#爐3#爐同時運行時，退水回流不暢，循環(huán)泵不能全起動；b.增加循環(huán)量時，脫硫塔回水槽溢流，達不到系統(tǒng)液氣比要求，從而影響脫硫指標；c.退水槽圍堰承壓強度不夠且滲漏。退水不暢，液氣比保證不了，不可能做到超低排放。

（4）1#爐設計4臺循環(huán)泵，泵入口在整個系統(tǒng)流程中間液位以下4 m處，目前泵入口堵塞，因是公用系統(tǒng)且在液面以下，無法處理，導致1#爐無法在設計液氣比情況下運行，無法保證超低排放。

以上3、4點是不能超低排放的主要原因。

3 新型雙堿法脫硫成本核算

從2017年6月開始，一期脫硫改造全部完成，投入生產(chǎn)運營環(huán)節(jié)。脫硫從2017年6月到2018年2月，9個月整個脫硫運行費用單月或9個月平均都沒有達到可研中做的成分分析目標，實際消耗遠大于可研。因此從成本分析說明，該雙堿法消耗過大。不含人工及附加、制造成本、在線監(jiān)測等費用實際消耗為1 130元/t SO2，可研提供的數(shù)據(jù)含人工及附加，制造成本，在線監(jiān)測等為910元/t SO2，平均每脫1 t硫實際比可研多220元，1年約脫硫11 310 t，成本年總費用比可研增加248萬元。4#爐脫硫成本平均為730元/tSO2，一期同期比二期多400元/tSO2。

4 施工遺留問題及存在的缺陷

B真空泵DCS無運行電流顯示，2#脫硫B、C循環(huán)泵DCS無運行電流顯示，3#脫硫C循環(huán)泵DCS無運行電流顯示，2#脫硫B塔除霧器差壓DCS故障，DCS顯示黃閃信號，1#、2#、3#脫硫塔出口煙氣溫度DCS顯示故障黃閃信號，1#脫硫塔A塔、3#爐脫硫B塔煙氣入口溫度DCS顯示故障黃閃信號，2#爐脫硫B塔、3#脫硫A塔入口煙氣擋板門DCS開、關信號顯示錯誤，且3臺脫硫入口煙氣系統(tǒng)脫硫劑濃度在線監(jiān)測故障，DCS顯示數(shù)據(jù)錯誤，擋板門就地不能電動開關。循環(huán)池pH計故障，需更換，D、E羅茨風機DCS無電流顯示，脫硫除霧器沖洗水系統(tǒng)無沖洗水壓力、流量數(shù)據(jù)，脫硫石灰乳投加系統(tǒng)需選裝電動調節(jié)閥，脫硫塔密封風機沒有運行信號，脫硫塔密封風機電加熱器沒有運行信號，沒有電流顯示，濃密池底流、石灰乳槽需安裝密度計。

5 結語

改造后可以使用含硫1.5%以下的煤，鍋爐額定負荷工況下，脫硫排放指標保持200 mg/Nm3以下連續(xù)穩(wěn)定運行，滿足當前環(huán)保要求，不能滿足超低排放35 mg/Nm3以下要求。石膏安裝壓濾裝置后，實現(xiàn)可正常拉運的要求，但石膏品質達不到合格要求。改造后脫硫運行周期由原來的不足20天，提高到九十天左右。