300 kt/a硫磺制酸裝置尾氣脫硫技改設計及運行

伊允金

(淄博飛源化工有限公司，山東淄博 256310)

淄博飛源化工有限公司(以下簡稱飛源化工)原有硫酸裝置脫硫工藝為一級動力波石灰法脫硫工藝，脫硫前正常運行ρ(SO2)400 mg/m3(非正常工況1 g/m3)，脫硫后 ρ(SO2)在 120 mg/m3以下 (非正常工況500 mg/m3)，顆粒物指標(包括硫酸霧、水霧、塵等 )在 30 mg/m3以下。GB 26132—2010《硫酸工業污染物排放標準》規定，硫酸霧最低標準為硫酸霧 (ρ)＜ 5 mg/m3；DB 37/2376—2019《山東省區域性大氣污染物綜合性排放標準》規定重點區域執行硫酸霧最低標準為硫酸霧 (ρ)＜5 mg/m3，二氧化硫最低標準為ρ(SO2)＜50 mg/m3。為了確保尾氣達標排放，飛源化工對脫硫設施進行了技改，達到了預期效果。

1 工藝流程

改造是在原有脫硫系統基礎上增加二級脫硫系統，二級脫硫系統選擇與一級脫硫系統相同的石灰法脫硫工藝，一級脫硫塔出口煙氣進入二級脫硫塔進一步脫硫，脫硫后的煙氣進入濕式電除霧器除塵除霧，最后送入尾氣煙囪達標排放。總體的流程為：一級脫硫塔—二級脫硫塔—電除霧器—煙囪。

該項目脫硫系統石灰漿液由原有石灰漿液系統提供，通過石灰漿液泵送入二級脫硫塔。二級脫硫塔采用“高效多級噴淋+托盤”脫硫塔，選用耐腐蝕玻璃鋼材質，塔體設置側壁式攪拌器，以適應石灰石膏法脫硫的工藝特點。石灰脫硫系統的漿液氧化利用原有空氣風機提供，石膏脫水系統利用原有板框式壓濾機裝置。

脫硫塔頂部設置雙盾環境科技有限公司(以下簡稱雙盾科技)自主開發的SDD-CF導電玻璃鋼濕式電除霧器，用于脫除煙氣中的粉塵、石膏漿液、氣溶膠、酸霧等顆粒物雜質。除塵后的煙氣最終進入尾氣煙囪達標排放。濕式電除霧器與脫硫塔采用一體化布置以節省場地。

2 主要設備選型

2.1 二級脫硫塔

二級脫硫塔主要由塔體、噴淋裝置、沖洗裝置、托盤、捕沫裝置等部分組成。根據石灰法脫硫工藝條件，脫硫塔采用空塔噴淋結構形式，采用2層噴淋+1層托盤。由于脫硫漿液具有腐蝕性，且石膏易造成磨損，塔體選擇優質玻璃鋼材質。所有玻璃鋼所用樹脂均采用陶氏或力聯思乙烯基樹脂，該樹脂性能穩定，耐高溫性能優良，可保證設備長時間在酸性固體漿液條件下安全、穩定運行。

噴淋裝置噴嘴采用大開孔耐磨耐腐蝕噴嘴，噴嘴材質為耐磨碳化硅，保證噴嘴長時間、高流速的沖擊下能正常、安全使用。

脫硫循環槽采用玻璃鋼材質，強度好、剛度高，外觀光滑、美觀。所用樹脂采用陶氏411或力聯思430環氧乙烯基樹脂，該樹脂性能穩定，耐高溫性能良好，可保證設備長時間在較高溫度下安全、穩定運行。氣液分離槽頂部設有雙盾科技研制的專利產品——SD-B型高效除霧裝置，此除霧裝置阻力小，除霧效率高，并針對石灰石脫硫的特點設置了沖洗裝置，確保除霧器運行狀態良好。塔體根據工藝需要設置液位計等配套儀表和附屬設備。

2.2 電除霧器

2.2.1 設備技術特點

新型導電玻璃鋼電除霧器是以合成樹脂為黏合劑、玻璃纖維及其制品作增強材料、碳纖維制品為導電功能材料而制成的復合材料。它具有玻璃鋼的輕質高強、耐化學腐蝕等優異性能，但不同于玻璃鋼的高絕緣性，而具有導電性。

2.2.2 設備制造流程及結構特點

上殼體：殼體采用玻璃鋼材質，加強筋采用方鋼作為主受力梁，片體間采用螺栓連接，現場拼裝后連接縫采用CFRP積層密封。上殼體內部設置噴淋系統并設有1個人孔，2個DN200視鏡孔。

集塵極室：導電玻璃鋼電除霧器的集塵極室均采用對邊為330 mm的正六邊形管，分成2～4組管束，有效截面積14 m2，陽極管長4.5 m，每組管束采用雙向加壓整體成形固化、整體脫模工藝，使每組管束具有很好的整體性、較高的制作精度和使用剛度，避免了單管成形后再拼裝所帶來的精度不高、易開裂等缺陷。每組管束兩端通過法蘭分別與上殼體和中殼體用螺栓連接，管束之間用螺旋索具扣拉結，而且每組管束都有支腿支承在中間的十字梁上，結構牢固可靠。

下殼體：殼體采用玻璃鋼材質，加強筋采用方鋼作為主受力梁，片體采用螺栓連接，連接縫用CFRP積層。下殼體內部設置由雙盾科技研發的特殊構造氣體分布裝置，以改善氣體分布狀況，使氣體分布均勻后進入集塵極室，提高了整體除霧效率。

絕緣子室：絕緣子室95瓷絕緣礙子，使絕緣性更好，故障率更低。絕緣子室頂蓋和筒體均采用硅酸鋁內保溫。

陰極系統：陰極系統由上部框架、下部框架、陰極線、上下框架連接吊桿、重錘等組成。

3 改造后的效果

3.1 對顆粒物指標的影響

飛源化工在2017年對一級脫硫塔內部進行了一次二級噴淋的技術改造，噴淋量增加，ρ(SO2)由200 mg/m3降到80 mg/m3以下，同時也引起水霧增大。為此判斷出脫硫循環液量增大，導致脫硫塔出口產生大量水霧，通過激光反射造成顆粒物指標偏高，此次改造增加了塔電一體的二級脫硫塔，設計兩層石灰液噴淋設施，現有儀器檢測顆粒物(ρ)均在5 mg/m3以下，采用722G可見分光光度計檢測硫酸霧 (ρ)為 0.8 mg/m3。

3.2 對二氧化硫指標的影響

在硫酸裝置短期開停機和長期開停機非正常生產工況下尾氣二氧化硫完全可以達標排放，唯一缺陷是石灰粉的消耗量增加。

3.3 脫硫攪拌的改造

一級脫硫塔選用脫硫循環液環管噴射結構，環管經常堵塞影響底部攪拌，脫硫循環液容易產生沉淀；二級脫硫塔選用2臺側壁式攪拌器，材質選擇2507合金，攪拌器依據塔體結構進行選型設計，確定最佳的安裝高度和角度，實現石灰漿液的懸浮和乳化分散，從而保證脫硫塔的良好運行。

3.4 濕式電除霧器的設計特點

氣速按1.6 m設計、共148管，直徑330 mm的管束除霧效果要比直徑360 mm的效果要好，絕緣箱正壓操作，選用干燥塔出口干燥風去加熱，可以省去電加熱器的耗電費用和維修費用；濕式電除霧全部采用鋼結構框架，施工工期短，投資成本低；硫磺制酸裝置選用氨法脫硫工藝的基本上都考慮配套電除霧器設計，而石灰法脫硫工藝選用電除霧器的不是很多。

3.5 接力風機的設計

此次改造增加二級脫硫塔和濕式電除霧器，為了防止阻力上升，影響系統風量，在脫硫系統進口增加了接力風機，設計工藝路線為硫一系統+硫二系統—接力風機一級脫硫塔—二級脫硫塔—濕式電除霧器—煙囪，這樣的缺點是電耗有些增加，優點是系統風量不受影響，主風機電耗也會降低，同時可以保證一套系統運行，另一套系統檢修時保持微負壓，不會正壓冒煙造成環境污染。

3.6 改造前后數據對比

改造前后運行數據對比見表1。

表1 改造前運行指標對比

4 操作注意事項

1）遇到鍋爐等熱力系統泄漏、干吸系統異常引起的硫酸霧超標，電除霧器會出現放電現象，說明陰極線還存在不對中的地方，或者電除霧器進口硫酸霧指標超出設計指標，電除霧器工作效率會嚴重下降，所以遇到冒大煙這種非正常工況，電除霧器操作要格外注意。

2）每天至少沖洗一次，沖洗順序由上至下進行，先沖洗電除霧器，再沖洗脫硫塔2層除沫器。沖洗電除霧器嚴禁帶電操作，沖洗水量一定要充足，電除霧器送電時一定要把沖洗閥門關嚴。

5 結語

通過增加二級脫硫塔和電除霧器的技術改造，飛源化工硫酸裝置尾氣中的顆粒物(ρ)由30 mg/m3降到 5 mg/m3，ρ(SO2)由 120 mg/m3降到 20 mg/m3以下，達到了環保要求，取得了預期的效果。