關于石膏法鍋爐脫硫增容提效改造技術探討

楊玉濤

濟南山源環保科技有限公司 山東濟南 250101

1 電石渣—石膏法脫硫簡介

電石渣煙氣脫硫是利用電石漿作為脫硫劑。電石漿是強堿性的，具有吸收SO2的特性。鍋爐煙氣除塵后進入脫硫裝置（氧化塔、吸收塔）；煙氣在脫硫裝置中向上流動，并與向下流動的脫硫漿逆流洗滌；煙氣中的堿性脫硫劑與脫硫液充分接觸，可從煙氣中脫除SO2；同時，將反應的副產品通過強制氧化工藝氧化成石膏（CaSO4·2H2O）。循環脫硫漿通過漿體循環泵向上輸送至脫硫裝置的噴淋層，使其與液體充分接觸。

電石渣脫硫劑可以替代石灰石粉，直接用于現有石灰石-石膏煙氣脫硫裝置。市場前景廣闊。

電石渣是一家PVC廠生產廢料，化學名稱為CaC2，電石放入乙炔發生器中，加水進行化學反應，產生乙炔氣體和氫氧化鈣。乙炔氣體用于生產聚氯乙烯，電石渣等雜質成為對環境有害的廢棄物。反應公式如下：CaC2+2H2O=Ca（OH）2+C2H2↑電石渣主要由Ca（OH）2，和Ca（OH）2的百分比在電石渣比商用生石灰。熟石灰中Ca（OH）2的百分比。因此，鍋爐脫硫原理與石灰石-石膏法相同。

2 石膏法鍋爐脫硫增容提效改造技術案例探討

2.1 案例概況

某公司東方鍋爐廠生產的220t/h煤粉爐，配有電石渣石膏鍋爐脫硫裝置和濕式靜電除塵器。鍋爐脫硫裝置為1爐1塔。4號吸收塔直徑5800mm，高度30000mm。4個循環泵。鍋爐脫硫系統采用柱內氧化工藝，獨立氧化風機。吸收塔進口SO2濃度小于4000mg/Nm3（干燥標準，6%O2），脫硫效率大于95%。脫硫裝置現有SO2排放濃度低于200mg/Nm3（干燥標準，6%O2），不能滿足“超低排放”標準。塔內氧化工藝不好，石膏質量差，不能作為產品取出。

2016年8月，某有限公司4號鍋爐脫硫機組用于擴能增效工程（土建設備基礎除外）。工期：土建工程具備施工條件后，60天內完成改造。改造要求：充分利用原有脫硫設備，提高脫硫副產物質量，工期短，投資成本低。改造后吸收塔進口SO2濃度小于5000mg/Nm3（干燥標準，6%O2），脫硫效率大于99．3%，脫硫裝置運行符合35mg/Nm3（干燥標準，6%O2）的超低排放標準。

2.2 鍋爐脫硫裝置主要改造內容

電石渣-石膏脫硫裝置分為煙氣系統、二氧化硫吸收系統、脫硫劑儲運系統、石膏脫水系統、事故維護與疏散系統、工藝水系統和電氣儀表控制系統。其中脫硫劑儲運系統、石膏脫水系統、事故維修排空系統、工藝水系統大多保持在原有狀態，僅對系統管道進行了改造和維修。主要改造為煙氣系統、二氧化硫吸收系統和電氣儀表控制系統如下：

（1）煙道系統改造。從4號爐引風機出口伸縮縫接口到現有4號濕式靜電除塵器進口，該工藝所需的煙道改造和新煙道（含保溫防腐）屬于福建新澤環保施工范圍。

（2）SO2吸收系統改造。從4號爐引風機出口到現有4號濕式靜電除塵器進口，在煙道之間施工全部主輔機設備（包括氧化塔）。

（3）電氣儀控系統改造。電氣系統僅提供電源觸點，其余均由福建新澤環保有限公司負責。儀表控制系統方面，改造后的DCS卡安裝在原3號脫硫氧化塔DCS柜內。本次包括1臺主機和1套軟件，并進行了配置修改；無控制柜、主處理器等，主控制單元等。

（4）具體的改造內容詳見圖1。

改造后的煙氣系統流程如下：鍋爐原煙氣進入氧化塔，反接觸漿液，除去煙氣中的部分SO2。一次脫硫后，煙氣通過煙氣管道進入原吸收塔，再與漿液進行逆流接觸去除。煙道氣中的SO2部分經除霧器脫水后，經凈煙道進入濕式靜電除塵器進行除塵除霧，最終通過原煙囪排出。新的氧化塔系統流程如下：安排一個塔釜底部的氧化塔，脫硫后脫硫液體落入塔釜，和脫硫漿被運送到由氧化塔塔頂循環液體泵。新型氧化風機將空氣吹入氧化塔，將亞硫酸鈣氧化成石膏。泥漿在原始的吸收塔被發送到氧化塔通過泥漿排出泵，所以原脫硫漿受到氧化階段氧化吸收塔，從而延長氧化時間，提高脫硫效率和脫硫石膏的質量。

2.3 新建氧化塔的原因

二氧化硫吸收系統是整個煙氣脫硫裝置的核心，是提高脫硫能力和效率的核心。措施包括：（1）提高液氣比（增加噴淋層數，增加噴淋密度），提升塔內部件（流動裝置、煙氣脫硫裝置）；（2）單塔雙循環；（3）漿池外新建塔；（4）串塔模式；（5）吸收塔改造。本項目吸收塔SO2濃度由4000mg/m3（干燥標準，6%O2）增加到5000mg/m3（干燥標準，6%O2），出口SO2濃度為200mg/m3（干燥標準，6%O2）。降低到35mg/m3（干燥標準，6%O2），脫硫效率需要大幅度提高，SO2氧化增加，原有系統氧化能力嚴重不足，故選擇添加氧化塔塔。新型氧化塔的出口煙道作為原有吸收塔的進口煙道，實現了兩塔串聯處理煙氣。新的氧化塔將SO2等污染物部分去除，再將原有的吸收塔去除，去除剩余的污染物，通過二級脫硫達到排放要求。新建氧化塔可以獨立搭建，主機連接到原系統后需要關機，大大減少了主機停機時間。

2.4 脫硫改造效果

經調試，系統運行正常穩定，某有限公司4號鍋爐脫硫能力提升項目取得了良好的脫硫效果。改造后，脫硫效率由95．0%提高到99．3%，鍋爐脫硫效率超過SO2247kg/h。鍋爐脫硫每小時消耗0．34t電石渣（脫硫總量增加），每年運行8000h可減少1年。電石渣2720噸，減少了垃圾對環境的污染。改造后鍋爐脫硫裝置每小時生產石膏3．45t（含水量10%），改造后脫硫副產物石膏硫酸鈣含量低，游離水10%，可作為產品銷售，節約脫硫產品，污水處理費用。