燃煤電廠脫硫技術的研究

張凱峰

（安徽電力建設第二工程公司，安徽 合肥 230061）

電廠脫硫，主要是煙氣脫硫，即除去煙氣中的硫及化合物（主要是SO和SO2）的過程，以達到環境要求。隨著節能減排政策在我國進一步貫徹執行，采取必要措施，控制燃煤電廠污染特排放，已成各級的一致共識。煤炭中的硫，經過電廠燃爐的燃燒，產生大量的SO2對大氣污染影響較重。產生一系列的環保問題，因此，加強燃煤電廠脫硫技術的研究，對于燃煤電廠增強競爭力和改善大氣環境質量具有重要的意義。

1 電廠脫硫的常用方法及工藝

脫硫的方法，通常分為燃燒前脫硫、爐內脫硫和煙氣脫硫。燃燒前脫硫，就是指在煤燃燒前把煤中的硫分脫除掉，燃燒前脫硫技術主要有物理洗選煤法、化學洗選煤法、煤的氣化和液化等。爐內脫硫，是指在燃燒過程中，向爐內加入固硫劑如CaCO3等，使煤中硫分轉化成硫酸鹽，隨爐渣排除。煙氣脫硫（簡稱LIFAC），是指在燃煤鍋爐內適當溫度區噴射石灰石粉，并在鍋爐空氣預熱器后增設活化反應器，用以脫除煙氣中的SO2。燃煤的煙氣脫硫技術是當前應用最廣、效率最高的脫硫技術。目前，國內外的燃煤電廠煙氣脫硫技術一是干式煙氣脫硫工藝，二是濕法FGD工藝。干式工藝于80年代初用于電廠煙氣脫硫，具有投資低；產物干態和飛灰相混；無需除霧器及再熱器；設備耐腐蝕等優點；濕法FGD工藝已有50年的歷史，與干式工藝相比，具有技術成熟，脫硫效率高，機組容量大，煤種適應性強，運行費用低和副產品易回收等優點。

2 電廠吸收塔濕法脫硫

吸收塔濕法脫硫是脫硫系統的核心，包括噴淋，除霧，漿液再循環，石灰石漿液補給，漿液攪拌等部分。在濕法脫硫工藝中，吸收塔是一個核心部件，一個濕法脫硫工程能否成功，關鍵看吸收塔、塔內件及與之相匹配的附屬設備的設計選型是否合理可靠。目前，世界各國在濕法煙氣脫硫的工藝、流程、形式、機理等方面都是大同小異，主要反應物是石灰石(CaCO3）、石灰（CaO)或碳酸鈉(Na2CO3）等漿液作洗滌劑，在反應塔中通過化學反應對煙氣進行洗滌，從而得到除去煙氣中的SO2的目的。目前，應用較多的是技術上成熟的再生 (回轉)式煙氣熱交換器(GGH)。GGH價格較貴，占整個FGD工藝投資的比例較高。

2.1 吸收塔的工藝特點。由于進入吸收塔的原煙氣溫度較高（約90℃），而循環漿液中SO2和煙塵含量也較高，很容易在洗滌區產生固體沉淀。因此本吸收塔設計成單級敞開式吸收塔，盡量減少塔內部件。其內部件只有噴淋層和除霧器，噴淋管采用玻璃鋼制作，除霧器采用PPTV20材料制作，其表面非常光滑，從而減少漿液在洗滌區的停留時間。因此，在固體沉淀產生以前，漿液已快速地從洗滌區匯集到再循環區。吸收塔的另一個重要特點是強制氧化。氧化空氣噴槍安裝在攪拌器的壓力側，此處的強湍流具有極大的切割力，可達到很好的物料輸送作用。一方面漿液在含有氣泡的湍流力作用下充分混合，另一方面氣泡能均勻分布，形成很大的物料交換表面。同時在較高壓力的情況下，O2在漿液中的溶度也提高了，使HSO3－得到充分氧化。

2.2 吸收塔的維護與調試。吸收塔系統的調試分兩步進行，前期調試和優化。在吸收塔系統中主要有吸收塔塔體、3（或4）臺漿液循環泵、2臺氧化風機、6個攪拌器（或2臺脈沖懸浮泵）、閥門及管道等設備，前期調試工作主要圍繞這些設備進行。

2.2.1 前期調試

（1）管道的洗滌。吸收塔內部及吸收塔系統的大部分管道為襯膠和涂鱗內壁，同時為了保證生成品質優良的石膏，必須保證吸收塔系統內部基本沒有雜質。因此，調試的第一步是利用臨時水源對系統內的管道及箱體、吸收塔內部進行洗滌，除去系統及管道內雜質，保證后續的調試工作不會造成襯膠等的損壞，生產出合格的石膏。

（2）閥門及除霧器的調試。閥門可以分為兩大類，一類是手動閥，另一類為電動閥。對系統的手動閥門進行開關靈活性的檢查，同時檢查閥門的泄漏情況（可以根據有關流量的變化進行判斷）；對于電動閥進行限位設置，檢查CRT反饋信號正確與否、測量閥門開關時間、檢查閥門泄漏情況。在吸收塔系統中，特別應提及的是循環泵前的三（或四）個電動大蝶閥，在調試此閥門時，首先將閥門全開，檢查閥門邊緣與管道上下壁之間的距離，確認閥門與漿液流動方向平行，符合此條件的位置為該閥門的全開位置，設定限位開關位置。閥門關閉時，檢查閥門邊緣與管道內壁的接觸情況，同時在關閉閥門后，往循環管內注水至噴淋層出水為止，檢查此時的閥門泄漏情況。若無泄漏，則設定該閥門的關限位。除霧器由四組電動閥門組成，每組有八個電動閥，調試方法同上。

（3）循環泵的調試。循環泵是吸收塔系統中最關鍵的設備之一，循環泵必須在完成電機單轉、循環管道已清洗干凈并充滿水、泵的油位足夠、保護投用等前提下啟動，啟動后隨時注意泵前后的壓力、電機的線圈溫度和電機的振動情況。

（4）石膏漿液排放泵、氧化風機的試轉。確認已安裝完畢，所有的潤滑油已加入并足夠，然后在電機與泵脫開的前提下，首先進行電機轉向檢查；電機的2h試轉；最后進行泵的帶水試轉或風機的送風試驗。

在調試過程中，發現由于土建施工尚未結束，室內灰塵較多，容易堵塞氧化風機進口濾網，所以在運行時應經常檢查風機進口壓力，如偏大，就應清理進口濾網。

（5）攪拌器（或脈沖懸浮泵）的調試及攪拌試驗。在攪拌器（或脈沖懸浮泵）的試轉時應注意只有吸收塔內的水位超過攪拌器的高度時或邏輯設置的保護水位時，才能啟動攪拌器（或脈沖懸浮泵）。吸收塔中有兩層攪拌器，分上下兩層。為了真實反映實際運行時的攪拌情況，往吸收塔內加入一定量的石膏，在不同時段，分別在吸收塔漿液區的上部和下部各取1000ml左右的漿液，分析漿液中的懸浮物含量，數據越接近，攪拌效果越好。

2.2.2 系統的清水循環調試及啟動程序確認

由于正常運行時，吸收塔內的石膏漿液大約為12%，因此吸收塔系統應首先啟動上、下層攪拌器，盡量使吸收塔內的漿液均勻，避免循環泵等啟動時打濃漿而損壞。在清水循環調試中確認吸收塔系統的啟動程序如下：

（1）啟動攪拌器（或脈沖懸浮泵）。啟動攪拌器時要先啟動上層攪拌器，接著再啟動下層攪拌器。（2）依次啟動三（或四）臺循環泵。（3）啟動石膏漿液排放泵。（4）啟動氧化風機。

在系統的清水循環過程中，每半小時應進行一次巡檢，巡檢內容主要包括電機溫度、有無異聲、振動等；各泵與風機的進出口壓力變化情況。

2.2.3 系統的漿液循環試轉及煙氣處理

在系統清水循環試轉后，往吸收塔內加入石膏，使吸收塔內的漿液達到一定的濃度。在加石膏的過程中，禁止停用攪拌器，同時可以啟動循環泵，使得吸收塔內的漿液更均勻。接著開始進行系統的漿液循環。

結論。煙氣脫硫技術種類繁多。目前技術最成熟、國內外應用最廣泛的是石灰石/石膏法（及其變型）和噴射式干法煙氣脫硫技術，但循環流化床和海水洗滌式等新型煙氣脫硫技術正在迅速為人們所認可。

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