燃煤鍋爐煙氣氨法脫硫裝置存在問題及改進(jìn)措施

王林

摘要：隨著我國用電量的增加，燃煤電廠的重要性不言而喻。煙氣氨法脫硫裝置是燃煤電廠的重要裝置之一，其運(yùn)行問題引起重視。某企業(yè)自備電廠燃煤鍋爐煙氣氨法脫硫裝置運(yùn)行過程中暴露出來一些問題，裝置運(yùn)行不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)了脫硫塔出口SO2濃度超標(biāo)情況。分析了裝置運(yùn)行中存在問題產(chǎn)生的原因，并針對這些問題，分別采取相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)措施，取得了良好效果，改造后裝置運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足排放標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐;煙氣氨法;脫硫裝置;問題;改進(jìn)措施

引言

公司熱電廠采用氨法脫硫工藝凈化鍋爐煙氣，系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的無法持續(xù)運(yùn)行、氧化能力不足、內(nèi)防腐層易損壞、塔內(nèi)積料堵塞等一系列問題，通過對相關(guān)工藝條件進(jìn)行了深入研究和專項(xiàng)攻關(guān)優(yōu)化，使裝置穩(wěn)定運(yùn)行時間顯著延長，終端產(chǎn)品硫酸銨產(chǎn)量大幅增加，同時煙氣排放達(dá)標(biāo)排放，實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)、節(jié)能、降耗、環(huán)保的目的，為其他使用煙氣氨法脫硫工藝的火電企業(yè)提供了的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，具有重要的借鑒意義。

1工藝原理

煙氣氨法脫硫工藝以液氨作為吸收劑，在特定結(jié)構(gòu)的吸收塔內(nèi)洗滌煙氣中的SO，以達(dá)到凈化煙氣的目的，其工藝過程主要包括SO吸收與亞硫酸銨氧化及硫酸銨產(chǎn)品形成。總反應(yīng)方程式為4NH+2SO+2HO+O=2（NH）SO，可以看出，氨、水、氧氣在氨法脫硫工藝過程中起著重要的作用。

2燃煤鍋爐煙氣氨法脫硫裝置存在問題

目前氨法脫硫技術(shù)在工程應(yīng)用上已經(jīng)比較成熟，但是在實(shí)際運(yùn)行過程中仍然存在一定的問題，如：氨逃逸、氣溶膠和硫酸銨結(jié)晶顆粒較小等，這類運(yùn)行問題的存在一定程度上對氨法脫硫技術(shù)的推廣和應(yīng)用產(chǎn)生了影響。

氨逃逸是氨法脫硫的普遍存在的問題，氨的逃逸不僅造成氨的浪費(fèi)，而且氨和煙氣中的二氧化硫發(fā)生反應(yīng)生成氣溶膠。形成氣溶膠主要有以下兩種途徑：

（1）逃逸的NH和SO發(fā)生反應(yīng)，生成（NH）SO微粒進(jìn)而形成氣溶膠。受煙氣中的二氧化硫/氨的比值、空塔流速、煙溫及煙氣中的HO和O含量的影響，煙氣中的SO和O越多，空塔氣速越大，氣溶膠越嚴(yán)重。

（2）NH吸收煙氣中的SO后脫硫液滴被煙氣夾帶，在空氣中析出NHHSO固體結(jié)晶形成氣溶膠。為了減少氨逃逸等，脫硫吸收塔內(nèi)吸收段的氣速一般在3.5m/s以下，并且設(shè)置多層除霧器和噴淋管道，控制氨水的濃度及用量、設(shè)置循環(huán)槽、控制脫硫液的pH值在4～8等措施，以減小氣體帶液形成的氨逃逸，減少氣溶膠的形成。在工業(yè)應(yīng)用中，結(jié)晶析出硫酸銨的方法通常采取蒸發(fā)結(jié)晶，但由于受限于蒸發(fā)結(jié)晶條件，硫酸銨晶體一般出現(xiàn)如晶粒過小，晶體出現(xiàn)多種顏色等現(xiàn)象。影響硫酸銨結(jié)晶的主要因素是氨水中雜質(zhì)、脫硫塔濃縮段溶液pH值、蒸發(fā)溫度等，在氨法脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)控制好氨水的質(zhì)量，防止氨水摻雜大量的雜質(zhì)，控制好硫銨的pH值，合理控制三效蒸發(fā)器溫度。

3燃煤鍋爐煙氣氨法脫硫裝置改進(jìn)措施

3.1材料選擇

從材料的選擇方面考慮，雙相不銹鋼因同時具有多鐵素體鋼和奧氏體鋼的良好性能，并含有一定量的鉬和鉻，有極好的抗點(diǎn)蝕性、耐沖蝕性、耐結(jié)晶腐蝕而成為脫硫防腐的最佳選擇材料。動力廠脫硫裝置多個設(shè)備部件采用雙相鋼，均運(yùn)行良好，其中后處理單元漿液密度較高，漿液固含量大于20%。采用316L材質(zhì)的管道、干燥機(jī)腐蝕較為嚴(yán)重，但蒸發(fā)結(jié)晶器采用SAF2507，經(jīng)歷兩個檢修周期，未發(fā)生明顯腐蝕。

3.2增加反沖洗裝置

濃縮段積料堵塞，除了在前期進(jìn)行控制之外，更要在積料形成之后及時進(jìn)行沖洗，防止塔內(nèi)工況進(jìn)一步惡化。檢修時發(fā)現(xiàn)堵塞主要發(fā)生在升氣帽和斜隔板。用不飽和氧化液進(jìn)行沖洗，可以有效解決問題，部分風(fēng)機(jī)鼓泡氧化方式的，也可通過吸收液進(jìn)行沖洗。

升氣帽反沖洗：在離濃縮段升氣帽底部1m的地方，新增一層噴淋，噴頭豎直向上，采用螺旋式噴頭。流量15m3/h，壓力0.15MPa，噴灑角度120°，有效噴灑直徑2m。噴頭布置可參考濃縮段噴頭布置，安裝時要保證對塔壁100%的覆蓋，不能留有煙氣走廊。

隔板沖洗：隔板沖洗采用與升氣帽反沖洗相同的噴頭6個，在隔板高處沿塔壁環(huán)形布置，噴頭間隔1m，噴頭角度與隔板平行。

增加沖洗之后，根據(jù)漿液罐液位，定期對升氣帽和隔板進(jìn)行沖洗，將塔內(nèi)積料沖洗至漿液罐，轉(zhuǎn)至結(jié)晶罐出料。保證了濃縮段升氣帽不堵塞，塔內(nèi)不積料，延長了脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行周期。若積料形成迅速，可考慮采用一次水進(jìn)行沖洗，但要注意系統(tǒng)水平衡。

3.3降低脫硫系統(tǒng)氯離子濃度

降低脫硫液氯離子濃度，可有效減少脫硫系統(tǒng)腐蝕，延長設(shè)備使用壽命。由于硫酸銨易溶于水，采用廢水外排去除氯離子會導(dǎo)致硫酸銨大量流失，造成環(huán)境二次污染的同時，又造成資源浪費(fèi)。因此氨法脫硫技術(shù)不適合采用廢水外排的方式解決氯離子富集的問題，可以通過結(jié)晶的方式控制脫硫塔內(nèi)氯離子含量，當(dāng)氯離子超標(biāo)時，可采用抽取漿液外部干燥等方式來控制脫硫塔內(nèi)氯離子平衡，降低裝置腐蝕風(fēng)險。

3.4吸收塔集液盤

為實(shí)現(xiàn)脫硫或洗滌后的漿液與煙氣較為充分地分離，并對脫硫液或洗滌液進(jìn)行收集與排出，在脫硫塔的脫硫段、洗滌段的下部設(shè)置氣液分離裝置;氣液分離裝置包括集液盤等。本項(xiàng)目對集液盤的外形結(jié)構(gòu)及材質(zhì)的選型進(jìn)行了研究，通過對集液盤強(qiáng)度的分析，合理布置以得到滿足設(shè)計(jì)需要的集液盤開孔率、優(yōu)化集液盤的結(jié)構(gòu)及確定集液盤采用合金材質(zhì)等，使得優(yōu)化后的集液盤安全可靠運(yùn)行并更好地實(shí)現(xiàn)了氣液有效分離，防止出現(xiàn)運(yùn)行中的液相泄漏。

結(jié)語

雖然氨作為吸收劑相比石灰石等吸收劑價格要高一些，但是其副產(chǎn)品作為硫酸銨化肥有良好的銷售市場，其收益可以抵消吸收劑的成本，因此氨法脫硫技術(shù)是一種可以做到兼顧經(jīng)濟(jì)效益和社會環(huán)境效益的煙氣脫硫技術(shù)。氨法脫碳技術(shù)相比于其他脫碳技術(shù)具有能耗低、溶劑腐蝕性小等優(yōu)點(diǎn)。隨著我國對碳減排問題的日益重視，氨法脫碳技術(shù)作為一種成熟穩(wěn)定、成本相對較低的技術(shù)值得大力推廣。

多污染物協(xié)同處理技術(shù)是我國大力提倡的一種污染物處理路線，氨法同時脫硫脫碳技術(shù)目前還處于研究探索階段，其投資及運(yùn)行成本相比傳統(tǒng)的氣體污染物控制技術(shù)低，具有良好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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