高硫煤煙氣氨法脫硫超低排放及長(zhǎng)周期運(yùn)行總結(jié)

龍 勇

（貴州黔希煤化工投資有限責(zé)任公司，貴州 黔西 551500）

貴州黔希煤化工投資有限責(zé)任公司煙氣脫硫系統(tǒng)為3×220t循環(huán)流化床鍋爐，采用3爐1塔多段多循環(huán)結(jié)構(gòu)的脫硫除塵一體化氨法脫硫工藝，于2019年8月7日調(diào)試成功，順利生產(chǎn)出硫酸銨成品。

工藝系統(tǒng)主要包括煙氣系統(tǒng)、SO2吸收循環(huán)系統(tǒng)、除塵一體化系統(tǒng)、氧化空氣系統(tǒng)、硫酸銨生產(chǎn)系統(tǒng)（部分利舊）、吸收劑供給系統(tǒng)（利舊）、檢修排空系統(tǒng)（利舊）、工藝水系統(tǒng)和煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。

1 脫硫系統(tǒng)設(shè)備配置

進(jìn)出口煙氣性能參數(shù)及保證值

脫硫裝置吸收循環(huán)系統(tǒng)為新建，硫酸銨干燥處理系統(tǒng)為利舊設(shè)備

2 工藝流程

單塔多段多循環(huán)結(jié)構(gòu)的脫硫除塵一體化工藝，利用20%濃度的氨水作為吸收劑吸收煙氣中的SO2。煙氣經(jīng)脫硫塔脫硫后產(chǎn)生凈煙氣，并經(jīng)凈煙道到原煙囪排放，此過(guò)程中生成的亞硫酸（氫）銨溶液在脫硫吸收塔內(nèi)循環(huán)吸收，氧化槽內(nèi)被鼓入的空氣強(qiáng)制氧化生成硫酸銨溶液，硫酸銨溶液在脫硫塔內(nèi)與高溫?zé)煔饨佑|，經(jīng)過(guò)濃縮循環(huán)結(jié)晶后得到含固量約為10%-20%的硫酸銨漿液，送入后處理系統(tǒng)，經(jīng)旋流分離、離心分離、干燥、包裝，得到符合標(biāo)準(zhǔn)的硫酸銨產(chǎn)品。

為確保離心機(jī)故障情況下脫硫系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，硫銨系統(tǒng)新增濕料旁路出料及煙氣脫硫裝置。

3 運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及處理措施

問(wèn)題主要集中在塔內(nèi)件損壞、設(shè)備磨損、硫酸銨結(jié)晶、出料和氨逃逸這五點(diǎn)上。

3.1 塔內(nèi)件故障

問(wèn)題主要分為件噴頭無(wú)脫落損壞、支撐鋼梁無(wú)腐蝕斷裂、各防腐層完好無(wú)起殼脫落現(xiàn)象、除霧器無(wú)堵塞現(xiàn)象等四種。

根據(jù)公司2019年11月和2020年4月兩次檢查大修，脫硫塔基本可以排除以上故障點(diǎn)。只有一級(jí)屋脊除霧器有局部堵塞，產(chǎn)生堵塞的原因是因?yàn)闊煔庵泻械拇罅炕曳诌M(jìn)入了脫硫系統(tǒng)，長(zhǎng)期如此，塔內(nèi)噴淋層不足以將煙塵洗滌捕捉下來(lái)，煙氣攜帶灰塵由下至上黏附在一級(jí)除霧器上就造成了堵塞[1]。

2020年4月大修已對(duì)3臺(tái)布袋除塵器布袋進(jìn)行全部抽檢更換，杜絕了除塵系統(tǒng)漏灰現(xiàn)象。

3.2 設(shè)備磨損

離心泵的葉輪磨損。離心泵使用的是柳州酸王材質(zhì)為2 507的葉輪，使用壽命為半年。而出料泵使用的是煙臺(tái)龍港材質(zhì)為2 205的葉輪，使用壽命為不到兩個(gè)月。

螺旋輸送機(jī)葉片的磨損。目前脫硫裝置四臺(tái)螺旋輸送機(jī)葉片材質(zhì)為316L。而硫酸銨月產(chǎn)量高達(dá)5 000t以上，螺旋輸送機(jī)基本上24小時(shí)運(yùn)行，硫酸銨晶體物料與316L材質(zhì)葉片不停磨損碰撞，造成葉片腐蝕磨損嚴(yán)重，螺旋葉片需經(jīng)常修復(fù)，已達(dá)不到原設(shè)計(jì)出料能力，只有采取截流進(jìn)料閥，降低離心機(jī)出料量的方法減輕磨損，但這樣嚴(yán)重制約了硫酸銨產(chǎn)品的出料能力[2]。

離心機(jī)篩網(wǎng)的磨損。一套離心機(jī)篩網(wǎng)的使用壽命為2 000t硫酸銨物料，篩網(wǎng)材質(zhì)為2205材質(zhì)，一個(gè)月最起碼要更換兩套篩網(wǎng)。由于系統(tǒng)中灰分過(guò)大，篩網(wǎng)磨損加劇，使用壽命低，降低灰分成為防止磨損過(guò)快的方法之一

處理措施：①盡可能的多出料，硫酸銨物料應(yīng)在最短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)出，并減少晶體物料與脫硫裝置的接觸沖刷時(shí)間，才能提高脫硫裝置各設(shè)備的使用壽命。②同等量的硫酸銨物料用最短時(shí)間產(chǎn)出，可以降低單位電耗，提高設(shè)備使用壽命，降本增效。③材質(zhì)升級(jí)，出料泵、離心機(jī)篩網(wǎng)升級(jí)成2507材質(zhì)，將螺旋輸送機(jī)葉片升級(jí)為2205材質(zhì)。④實(shí)際生產(chǎn)中保證各備品備件充足。

3.3 硫酸銨結(jié)晶

①受進(jìn)口粉塵的影響，只有控制布袋除塵器出口粉塵，降低脫硫系統(tǒng)帶灰量，保證硫酸銨結(jié)晶在一個(gè)純凈的環(huán)境條件下進(jìn)行，才能保證硫酸銨結(jié)晶獲得較大的晶體顆粒。受進(jìn)口煙氣粉塵大的影響，出現(xiàn)過(guò)幾次硫酸銨物料晶體細(xì)小懸浮，導(dǎo)致無(wú)法正常出料的被動(dòng)局面。

②細(xì)晶消除。在實(shí)際運(yùn)行中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由于硫酸銨的晶體過(guò)于細(xì)小，離心機(jī)無(wú)法進(jìn)行篩分，造成系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境不斷惡化，密度升高，形成懸浮料、牛奶料堵塞管道及塔內(nèi)噴頭現(xiàn)象，最后導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓停運(yùn)的狀況。

③處理措施：保證盡可能多的化料，在塔內(nèi)盡快產(chǎn)生固體硫酸銨，向系統(tǒng)中注入大量清水，使細(xì)小懸浮的硫酸銨晶體被稀釋溶解，將漿液密度降至1.2不飽和溶液，讓系統(tǒng)中硫酸銨漿液重新結(jié)晶，從而獲得大顆粒的的硫酸銨晶體，有利于出料。其次，系統(tǒng)化料后，漿液內(nèi)無(wú)硫酸銨晶體，減少了晶體與泵葉輪、管道、塔內(nèi)件之間的磨損和沖刷時(shí)間，保證了各設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。

④壓濾機(jī)投入使用，可以每天過(guò)濾系統(tǒng)漿液里的灰分，漿液內(nèi)灰分逐漸減少，那么過(guò)濾后的硫酸銨清液就能回到系統(tǒng)繼續(xù)使用。

3.4 硫酸銨出料

①離心機(jī)篩網(wǎng)、螺旋輸送機(jī)葉片磨損。

②干燥流化床出料能力低，理論設(shè)計(jì)出料能力為5t/h，實(shí)際出料能力為4t/h，每天需要5個(gè)小時(shí)去清理干燥流化床及對(duì)設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)。每天實(shí)際出料能力=2×4×19=152噸。按煙氣量65萬(wàn)m3，二氧化硫6 500mg/m3來(lái)計(jì)算，每天硫酸銨出料量需要210噸才能夠與系統(tǒng)持平。按照目前兩臺(tái)流化床的出料能力，是不可能完成化料操作的。

③全自動(dòng)包裝機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)，正所謂三分運(yùn)行七分保養(yǎng)，由于干燥流化床出料能力小，包裝機(jī)基本上24小時(shí)運(yùn)行，維護(hù)保養(yǎng)只能在系統(tǒng)化料時(shí)才能徹底進(jìn)行，加之硫酸銨又是酸性細(xì)顆粒腐蝕物料，黏附在各零部件上，包裝機(jī)又缺乏時(shí)間保養(yǎng)，隨之帶來(lái)的故障也就越來(lái)越多。

④處理措施：新增一臺(tái)螺旋輸送機(jī)作為旁路出濕料使用，增大硫酸銨的出料能力，系統(tǒng)運(yùn)行模式為兩干一濕工藝，才能滿足系統(tǒng)化料條件。

3.5 氨逃逸的控制

①保證足夠的氧化率，采用2臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)271m3/min，氧化槽φ14.7×H12.8m，4層篩板結(jié)構(gòu)，保證了足夠的氧化風(fēng)量和氧化停留時(shí)間。氧化槽底部為氧化風(fēng)管分布器，確保低濃度的亞硫酸銨在氧化槽內(nèi)部氧化率在99%以上，避免亞硫酸銨分解形成氣溶膠的同時(shí)提高氨的利用率[3]。

②脫硫塔上方是水洗凈化區(qū)，水洗凈化區(qū)由外部水洗循環(huán)槽、水洗泵、水洗噴淋層、填料、吸收積液盤(pán)組成。其功能是通過(guò)水洗噴淋層噴出的大量清水洗滌去除煙氣中夾帶的可溶性銨鹽，后經(jīng)過(guò)2層屋脊除霧器、2層絲網(wǎng)除霧器后排入大氣，洗滌水通過(guò)積液盤(pán)收集至水洗槽中循環(huán)使用。氨水吸收煙氣中二氧化硫后脫硫液滴被煙氣攜帶出，由于蒸發(fā)、煙氣氣體流速過(guò)快等作用，析出亞硫酸氫銨固體結(jié)晶形成氣溶膠。

③合理的調(diào)整氨水投入量，防止氨水用量過(guò)剩，產(chǎn)生氨逃逸，出口粉塵超標(biāo)。煙囪排出的煙氣所夾帶的氨水揮發(fā)逃逸出氣態(tài)氨與煙氣中未脫除的二氧化硫通過(guò)氣相反應(yīng)，生成亞硫酸氫銨、硫酸銨等組分形成氣溶膠，該氣溶膠組成主要決定于二氧化硫/氣氨的比值、空塔氣速、溫度及煙氣中的水分和氧氣，煙氣的二氧化硫及氧氣越多、空塔氣速越大氣溶膠形成也越嚴(yán)重。我公司設(shè)計(jì)煙氣流速小于2.8m/s，脫硫塔直徑13.6m，避免了氣溶膠即“氣拖尾”現(xiàn)象的發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

保證脫硫系統(tǒng)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，就必須保證鍋爐除塵器無(wú)漏灰現(xiàn)象，各磨損備件充足，材質(zhì)升級(jí)為2507更耐腐蝕，提高了干燥流化床的出料能力，確保系統(tǒng)無(wú)大量積料，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的化料來(lái)減輕系統(tǒng)磨損沖刷時(shí)間，使設(shè)備得到充足的保養(yǎng)維護(hù)時(shí)間。雖然在以后系統(tǒng)運(yùn)行中還會(huì)遇見(jiàn)各類(lèi)問(wèn)題，但是經(jīng)過(guò)不斷的設(shè)備改造和優(yōu)化操作，最終可以達(dá)到既安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，又能實(shí)現(xiàn)煙氣環(huán)保超低排放的目的。