雙堿法濕脫硫技術(shù)在熱電廠的應(yīng)用

1、雙堿法濕脫硫技術(shù)在熱電廠的應(yīng)用合肥市熱力工程設(shè)計院 劉浩 易鈞 許龍摘要：我國“十一五”規(guī)劃綱要中提出了“節(jié)能減排”、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會這一目標(biāo)，要求“十一五”期間單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低20左右、主要污染物排放總量減少10；另外我國也正在研究推出環(huán)境稅、能源稅和碳稅，準(zhǔn)備對二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和工業(yè)廢水排放征稅。因此控制大氣污染物排放越來越成為事關(guān)各燃煤電廠經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的重點。本文詳細(xì)敘述了我集團(tuán)下屬熱電廠的脫硫改造應(yīng)用工程。關(guān)鍵字： 濕法煙氣脫硫技術(shù) 雙堿法 應(yīng)用 1、引言安徽省地處長江中下游，屬國務(wù)院關(guān)于酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問題的批復(fù)中所劃定的酸雨

2、控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)的范圍。為實現(xiàn)“十一五”節(jié)能減排目標(biāo)，安徽省環(huán)保局特編制了關(guān)于安徽省2008年主要污染物減排項目計劃，對各污染物排放單位設(shè)定了明確的減排要求。我熱電集團(tuán)下屬子公司安能熱電有三臺80年代建設(shè)的鏈條爐，及一臺2003年建設(shè)的鏈條爐，蒸發(fā)量均為35t/h，各配備了花崗巖文丘里水膜除塵器，雖然所用燃煤煤質(zhì)較好，含硫量僅為0.5%，但為了完成省環(huán)保局設(shè)定的2008年105噸SO2減排目標(biāo)，我們對四臺鍋爐的除塵設(shè)備進(jìn)行了脫硫改造。2、脫硫技術(shù)的選擇鍋爐脫硫技術(shù)在我國起步較晚，基本是在國外引進(jìn)的技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行改良發(fā)展而來的，根據(jù)脫硫的位置分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫，燃燒

3、后脫硫也即煙氣脫硫，是燃煤電廠控制SO2排放的常用方法。在實施改造前，我們進(jìn)行了各種脫硫技術(shù)的對比，最終決定使用雙堿法脫硫技術(shù)。雙堿法屬于濕法煙氣脫硫技術(shù)的一種，這種脫硫工藝的特點是將堿性水溶液或漿液作為脫硫吸收劑，與煙氣中的硫反應(yīng)，生成的脫硫產(chǎn)物通過水溶液或漿液帶走，其脫硫反應(yīng)速度快，鈣硫比小，脫硫效率可達(dá)90%以上，廣泛應(yīng)用于燃煤鍋爐的除塵脫硫項目中。雙堿法作為這種工藝的代表方法，是從石灰石石膏法脫硫工藝基礎(chǔ)上優(yōu)化而來的，石灰石石膏法脫硫工藝使用石灰石加水制成漿液作為吸收劑噴入除塵器與通過的煙氣充分混合，使?jié){液中的鈣基脫硫劑與煙氣中的SO2反應(yīng)，生成CaSO4 、CaSO3等產(chǎn)物之后排出。

4、這種工藝生成的反應(yīng)物溶解度較小，很容易在水泵、循環(huán)管道及煙氣通道內(nèi)結(jié)垢，甚至堵塞，嚴(yán)重時影響鍋爐正常運行。雙堿法對這種方法進(jìn)行改良，采用NaOH制成溶液作為吸收劑，再用Ca（OH）2對反應(yīng)后的藥液進(jìn)行還原，從而循環(huán)使用。NaOH溶液堿性較強(qiáng)，反應(yīng)后生成的硫酸鈉化合物的溶解度較高，所以不會析出結(jié)垢造成水泵、煙氣通道的堵塞現(xiàn)象。3、確定技術(shù)方案原有除塵器使用時間已久，腐蝕較為嚴(yán)重，并且不適應(yīng)新的除塵除硫要求，所以予以廢除，代之以新的水膜除塵器。3.1、設(shè)備結(jié)構(gòu)及煙氣流程除塵器分為主筒與副筒，主筒又分內(nèi)外筒，其中外筒內(nèi)徑3.2米，內(nèi)筒內(nèi)徑2.14米，進(jìn)煙口在除塵器中部標(biāo)高約12.7米處，需將原先的煙

5、道改造以適應(yīng)新的除塵器高度。煙氣首先從進(jìn)煙口進(jìn)入內(nèi)筒，之后轉(zhuǎn)角向下。內(nèi)筒中部設(shè)置第一個脫硫段，由7個文丘里管組成，管段長3.7米。文丘里管是一個縮放管，呈沙漏狀，喉部的煙速最高，這里煙氣呈強(qiáng)烈紊流狀態(tài)，從筒外伸入的吸收劑噴頭接在文丘里管入口處，噴入的吸收劑被高速煙氣擊碎，變?yōu)榇罅康募?xì)小水滴呈霧狀布滿整個喉部，與煙氣充分混合，煙氣中高速運動著的塵粒沖破水珠周圍的氣膜而被吸附在水珠上，從而凝聚成大顆粒的灰水滴；同時吸收劑破碎成細(xì)小水滴后極大增加了與煙氣接觸的表面積，從而增大反應(yīng)面積，提高了脫硫反應(yīng)速度和效率。混合煙氣在擴(kuò)散管段切向沖出，飛向內(nèi)筒壁，灰水滴與飛灰被內(nèi)壁的水膜沖刷帶至下方的灰斗排出。經(jīng)

6、過第一次處理的煙氣向下至內(nèi)筒底部，經(jīng)過旋流器流向外筒，外筒下部也設(shè)有一圈吸收劑噴淋口，噴口朝向旋流器，通過旋流器的煙氣再次與堿性吸收劑充分接觸、混合、反應(yīng)，再次進(jìn)行除硫除塵，凝聚的帶灰水滴經(jīng)過旋流器切向外筒內(nèi)壁，灰粒與水滴在離心力的作用下與煙氣分離被外筒內(nèi)壁流下的水膜帶至底部灰斗排出。二次過濾后的煙氣向上流動，通過外筒中部的另一圈旋流板，與旋流板上方設(shè)立的第三組噴淋口中噴下的吸收液水霧混合反應(yīng)，進(jìn)行第三次除塵除硫，之后的煙氣旋轉(zhuǎn)向上，經(jīng)過筒體上方的脫水段后轉(zhuǎn)入副筒至引風(fēng)機(jī)后經(jīng)煙囪排出。3.2、循環(huán)水工藝過程新設(shè)清水池，加入NaOH制成脫硫吸收劑(系統(tǒng)循環(huán)水)，用循環(huán)泵打入除塵器進(jìn)行循環(huán)。在脫硫

7、過程中，煙氣夾雜的煙道灰同時被循環(huán)水捕集，從脫硫除塵器下排出。煙道灰被循環(huán)水帶入沉淀池并經(jīng)沉淀后清除。上層清液溢流進(jìn)入反應(yīng)池與投加的石灰進(jìn)行反應(yīng)，置換出的NaOH溶解在循環(huán)水中，同時生成難溶解的CaSO4、CaSO3和CaCO3等，可通過沉淀清除。用NaOH脫硫，系統(tǒng)循環(huán)水基本上是NaOH的水溶液。在循環(huán)過程中對水泵、管道、設(shè)備均無腐蝕與堵塞現(xiàn)象，便于設(shè)備運行與保養(yǎng)。為保證脫硫除塵器正常運行，煙氣排放穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，必須確保脫硫劑有足夠使用量。4、運行費用：按一臺35t/h鍋爐計算，燃煤含硫量0.5%，鍋爐煙氣排量約90000m3/h，年平均運行時間8000小時。減排量：改造前煙氣含硫量500mg/

8、m3，鍋爐排放硫量為45kg/h， 年排放量為45kg/h8000h/年=360t/年；改造后煙氣含硫量100mg/m3，鍋爐排放硫量為9kg/h，年排放量為9kg/h8000h/年=72t/年；減排量為360-72=288t/年；脫硫劑量： 1kg SO2需CaO 1.2kg， 年耗量=288噸/年1.2=345.6t/年；1kg SO2需NaOH 0.15kg， 年耗量=288噸/年0.15=43.2t/年；耗水量： （循環(huán)水量100t/h，水損率按2%計，） 年耗水量=100t/h0.2%8000h/年=1600t/年；耗電量： 水泵年用電量=22KW8000h/年=kWh/年；年運行費

9、用： CaO=130元/t NaOH=2000元/t 電價=0.8125元/ kWh 水價=2.48元/t 總 價 =（345.6130）+（200043.2）+（0.8125）+（16002.48）=27.83萬元/年。經(jīng)過檢測，實施改造后鍋爐排放煙氣含硫量可達(dá)到100mg/m3，完全達(dá)到安徽省2008年主要污染物減排項目計劃的要求。5、結(jié)論雙堿法是一種比較成熟的脫硫工藝，其脫硫效率高，成本低，生成的廢渣可以綜合利用。沉積的煙道灰回收利用，可供磚廠制磚使用；亞硫酸鈣、硫酸鈣和碳酸鈣等沉淀物回收，可用以生產(chǎn)水泥，做到綜合利用，降低運行費用。因此在燃煤電廠中廣泛應(yīng)用，特別是熱電廠中小型鍋爐使用尤為適合。但在運行中也存在一些難以解決的問題，由于除塵器筒內(nèi)數(shù)次噴灑吸收劑溶液，而筒內(nèi)脫水效果卻不理想，造成尾部煙氣含濕量過高，造成引風(fēng)機(jī)腐蝕，給正常運行帶來隱患。因此實際運行中暫將外筒中部旋流板后的最后一組噴頭停用，煙氣含硫量有所升高，但也在規(guī)定的排量要求內(nèi)，停