脫硫脫硝除塵一體化工程優化改造

姜豐勇

山東瀚江環保科技有限公司 山東濟南 250101

1 改造前效果分析

1.1 試運行結果

根據國家標準測試方法檢測煙霧排放的具體情況。經過多次試驗，檢測和粉塵顆粒物等主要污染物的結果，以現有的脫硫脫硝除塵一體化設備運行情況為基礎，分析現有設備脫硫脫硝系統出現的主要問題，為設備的安全運行設計合理的改造計劃[1]。

1.2 分析問題和改造理念

出現的脫硫問題：由于濃縮段和吸收循環系統現有結構設計的缺陷，容易造成：（1）硫銨結晶顆粒很難在濃縮段形成，正常的副產物無法形成；（2）對于吸收劑，不能完全轉化亞硫酸銨成為硫酸銨，這容易產生氣溶膠和令人不快的氣味；（3）廢氣氣溶膠大，廢氣拖尾；（4）沒有針對氨法脫硫工程，選擇合適的泵類和管道管件。對此問題，提出改造理念如下：（1）原煙囪上的濃縮段應去除，在兩個脫硫塔中添加一個煙氣濃縮降溫箱；（2）對氧化槽和風機增設，使亞硫銨的氧化效果達到最佳；（3）塔的上部配備有水洗部分，一層結構化噴嘴和一個液體分配器以及隔板的雙層除霧器，使氣體得到進一步清潔；（4）選擇合適的工藝管道和輔助設備以使應上述改造項目。脫硝作用主要是沒有明顯的脫硝效果。為了解決脫氮問題，提出的改造理念如下：基于氨法脫硫，加入臭氧在煙氣中，氧化，在國內外氨法脫硫過程中吸收氨化溶液，經過多年的工程實踐，氨法脫硫工藝已形成了特定的技術指標，使用逆流多功能脫硫塔，在塔內實現結晶、吸收廢氣和洗滌廢氣，簡單的流程、占地不大、不會發生二次污染的現象。雖然去除煙氣脫除的幾率很高，但它還具有其他的優勢，如高回收率的硫銨、凈煙氣不會對周圍設施有很大的腐蝕等[2]。

2 介紹改造過程

2.1 改造工藝的技術特點

對于改造工藝，為了消除氨法脫硫副反應--出現氣溶膠的條件。（1）如果高溫煙道氣接觸吸收液，則會形成氣溶膠，我們使用硫銨液溶液冷卻熱煙氣，以避免形成氣溶膠；（2）冷卻時熱煙氣，對大流量效果低的霧化噴頭和工藝條件進行設計，以防小的蒸發小的硫銨液滴，形成μm級的微硫銨固體顆粒；（3）增強型氧化裝置的設計，確保硫銨冷卻液進入系統，使稀釋液的氧化度達到99.5%；（4）控制脫硫吸收液的成分，使用含有特定比例的亞硫酸銨但不含氨的溶液，來防止氨泄漏的現象，以改善吸收液的吸收性能；（5）在脫硫塔頂部加入獨立的水洗段，沖洗脫硫后的氣體，使氣體捕集的微脫硫液滴含量最大化減少，降低了泄漏游離氨和脫硫液的損失[3]。

2.2 氨利用的技術特征

氨的利用技術具有高度的利用率，加入1噸氨，可以獲得肥料3.7噸。以為是要了上述改造措施，減少了氨損失，增加硫銨的生產量。增加了硫銨產量，同時會增加硫銨的銷售量，使脫硫過程的總成本最大化降低。

2.3 清潔煙氣排放技術的特點

排放清潔煙氣，游離氨含量≤5mg / Nm3，且不會腐蝕設備外觀，不影響周圍自然環境。在吸收段的上部，添加獨立的洗滌水段，在高性能填料層中使用大量的水循環接觸脫硫后的濕煙氣，充分吸收煙氣中的液滴和游離氨，以防止形成直徑小于20μm的水滴。此外，高性能除霧器位于塔頂，有效攔截液滴。該工藝的設計可以防止副反應的形成和微量硫銨滴液的形成，并使清潔煙氣中的揮發性的游離氨有效的回收，除霧后清潔煙氣幾乎不含液滴，游離氨≤5mg/ Nm3，且利用氨的幾率≥98%。

2.4 改造脫硫脫硝裝置

2.4.1 改造脫硫塔

為多功能組合塔，原理是改造原有集成設備的脫硫塔，塔內的煙氣經過氣體冷卻、吸收煙氣中的、洗滌煙氣除霧等多個過程。

2.4.2 改造煙氣系統

鍋爐排氣扇的熱煙氣通過原煙囪，進入脫硫塔的濃縮罐，流過下面的硫酸銨噴霧液層，冷卻煙氣至飽和溫度，同時進一步濃縮硫銨溶液。然后通過罐的中下出口，進入脫硫塔，循環懸浮液吸收煙氣中，對及其其他污染物進行清除，然后在含有洗滌層的除霧段中，用水洗劑氣體夾帶的吸收液微粒。清潔的煙氣通過上煙囪排放到原始的煙囪中。

2.4.3 改造濃縮系統

在濃縮罐中，硫銨液平行接觸煙道氣，硫酸銨懸浮液進一步濃縮和結晶。在該段中，由于儲層的橫截面積大，氣體流速低，因此捕集在氣體中有較少量的硫酸銨液滴，并且在原始過程中不會發生氣體捕集現象。利用泵把濃縮的硫酸銨懸浮打入濃縮罐的噴霧層中以進一步循環并使用，并使一部分含有結晶的懸浮液排除結晶，利用泵以使硫酸銨進入后處理系統。

改造脫硫塔吸收并保持初始吸收模式，但噴嘴數量增加。煙氣進入脫硫塔要通過氣體入口，并與塔中的銨溶液和煙道氣反應。脫硫吸收液被吸收并進入塔底的溶液池，然后用吸收循環泵泵入噴霧層進一步使用。因為吸收液中有一定含量的亞硫酸銨，因此有較高的脫硫效率。

2.4.5 改造空氣氧化系統

為了確保亞硫酸銨的氧化作用，在脫硫塔外安裝一個單獨的氧化槽，氧化槽中的懸浮液通過氧化風扇注入反應槽。為了達到氧化效果，用于氧化的空氣分配系統使用噴嘴類型，通過分配管注入氧化空氣，分散成小氣泡并均勻地分布在漿料中。氧化空氣在氧化槽中完全氧化了。添加氧氣制造機和臭氧制造機。

3 優化和改造后的效果

脫硫脫硝除塵一體化工藝的初步設計由于結構缺陷而惡化，知識脫硝和除塵的效果很差。經過分析和討論，作者對比國內外脫硫、脫硝、除塵技術的優缺點，最終結合氨法脫硫和臭氧脫硝的綜合改造計劃進行設計。改造計劃可以實現初始設計目標，以實現超低煙氣排放，從而實現小于35mg/m3的排放標準，小50mg/m3的排放標準，小于5mg/m3的灰塵顆粒排放標準。