電廠脫硫除塵處理設施實例

孟艷艷

摘 要：電廠鍋爐是煙氣脫硫除塵系統采用循環流化床干法煙氣脫硫裝置，利用現有的引風機作為一級風機。脫硫除塵系統采用旁路布置，即在現有引風機排出的煙氣經過脫硫除塵系統凈化后通過脫硫風機排往煙囪，然后通過煙囪排入大氣。脫硫除塵系統脫硫效率為：93.9%，布袋除塵器除塵效率為98.8%，極大減少了污染物的排放量。

關鍵詞：脫硫除塵系統；脫硫效率；除塵效率

1 鍋爐基本情況

電廠鍋爐是某鍋爐股份有限公司的型號為DG440/13.7-Ⅱ2型循環流化床鍋爐，為單汽包、自然循環、循環流化床燃燒方式，島式露天布置。鍋爐主要由一個膜式水冷壁爐膛、兩臺汽冷式旋風分離器和一個包墻包覆的尾部豎井（HRA）三部分組成。燃燒空氣分為一、二次風，分別由爐底和前后墻送入。BMCR工況下正常運行時，占總風量50%的一次風，經床底水冷風室，作為一次燃燒用風和床內物料的流化介質送入燃燒室，二次風在爐高方向上分上下兩層布置，以保證提供給煤粒足夠的燃燒用空氣，并參與燃燒調整。在896℃左右的床溫下，空氣與燃料、石灰石在爐膛密相區充分混合，煤粒著火燃燒釋放出部分熱量，石灰石燃燒生成二氧化碳CO2和氧化鈣CaO；未燃盡的煤粒被煙氣攜帶進入爐膛上部稀相區內進一步燃燒，這一區域也是主要的脫硫反應區，在這里，氧化鈣CaO與燃燒生成的二氧化硫反應生成硫酸鈣CaSO4。

燃燒產生的煙氣攜帶大量床料經爐頂轉向，通過位于后墻水冷壁上部的兩個煙氣出口，分別進入兩個汽冷式旋風分離器進行氣-固分離。分離后含少量飛灰的干凈煙氣由分離器中心筒引出通過前包墻拉稀管進入尾部堅井，對布置在其中的高、低溫過熱器、低溫再熱器、省煤器及空氣預熱器放熱，到鍋爐尾部出口時，煙溫已降到131℃左右。被分離捕集下來的灰，通過分離器下部的立管和“J”閥回料器送回爐膛實現循環燃燒。鍋爐采用干式除灰，灰渣的排放有二個途徑：一是通過密封區底部側墻的排渣管至滾筒式冷渣器排放，通過水平輸渣皮帶及一臺大傾角輸渣皮帶將灰渣輸入渣庫。二是作為飛灰被靜電除塵器收集排放，通過輸灰倉泵用壓縮空氣將細灰輸入灰庫。

2 脫硫除塵系統生產工藝簡介

脫硫除塵系統采用循環流化床干法煙氣脫硫裝置（CFB-FGD），脫硫系統利用現有的電除塵器作為一級除塵器，利用現有的引風機作為一級風機。脫硫除塵系統采用旁路布置，即在現有引風機排出的煙氣經過脫硫除塵系統凈化后通過脫硫風機排往煙囪，然后通過煙囪排入大氣。

2.1 脫硫系統

從鍋爐空氣預熱器出來的煙氣經一級電除塵器除去95%以上的粉塵后從底部進入吸收塔，在吸收塔里加入消石灰和水進行化學反應，除去煙氣中的SO2、SO3等有害物質。脫硫系統由煙氣系統、吸收塔、吸收劑制備、脫硫灰再循環及外排系統、工藝水系統、布袋除塵器、壓縮空氣系統等組成。單套煙氣脫硫設備脫硫塔自下而上依次為進口煙道、塔底排灰裝置、塔底吹掃裝置、文丘里管、反應段、頂部出口段。脫硫塔為鋼體結構、外壁保溫，脫硫塔尺寸根據工藝要求（反應煙氣流速低于6m/s），且脫硫塔高度滿足脫硫煙氣停留時間大于6秒。

脫硫塔底排灰裝置雙軸自清式機械輸送裝置臨時排灰方式，并設有吹掃裝置防堵。脫硫塔具有較高的吸收劑利用率。脫硫塔內霧化水噴槍殼體為不銹鋼材質，嘴芯為炭化硅，其數量和布置位置由乙方設計，乙方設計的裝置均能夠滿足本工程的煙氣脫硫指標，且運行安全、維護方便。脫硫塔內霧化水采用高壓回流式噴槍，能避免磨損、結垢和堵塞，噴嘴與管道的設計便于檢修和更換。脫硫塔選用的材料適合工藝過程的特性，并且能承受煙氣飛灰和脫硫工藝固體懸浮物的磨損，材料具有耐磨保護措施。脫硫塔內所有部件能承受最大入口氣流及最高進口煙氣溫度的沖擊，高溫煙氣不對任何系統和設備造成損害。脫硫塔內為空塔結構，反應段內部不設任何支撐件，以防灰的堆積。塔頂出口無堆積灰的水平段。脫硫塔殼體能承受壓力、管道推力和力矩、風和地震荷載，以及承受所有其他作用于脫硫塔上的荷載。支撐和加強件能防止塔體傾斜和晃動。

2.2 脈沖布袋除塵器

脫硫后除塵器采用低壓脈沖布袋除塵器，且至少有三年以上的運行經驗，噴吹壓力小于0.1MPa，布袋除塵器同時適應脫硫裝置運行和不運行時的煙氣與粉塵條件，布袋除塵器入口粉塵濃度按100～1000mg/m3設計，除塵效率≥98.0%，保證布袋除塵器出口粉塵濃度小于30mg/m3，保證粉塵排放不超標并且保證布袋壽命。

3 主要設備系統

3.1 吸收劑制備及供應系統

以生石灰粉作為脫硫輔助吸收劑，符合設計要求的生石灰由粉罐車運至廠內→生石灰倉→三級干式消化器→氣力輸送→消石灰倉→消石灰計量裝置→進料斜槽→脫硫塔。

3.2 物料循環及外排系統

每個灰斗的灰循環回脫硫塔進行循環利用，物料循環采用空氣斜槽方式，其流化板的強度、光滑度、坡度滿足流場和物料循環通暢，灰斗流化帆布和密封材料采用進口產品。斜槽流化風機采用專用風機，一備一用。流化風配有專門的加熱裝置和保溫。每個灰斗出口到空氣斜槽采用檢修手動插板閥、大容量的物料循環灰閥。物料循環灰閥環灰閥采用引進國外技術的龍凈自制產品，核心部件進口。物料循環系統與灰斗有隔離裝置，短時空氣斜槽檢修，除塵器不退出，滿足生產要求。物料循環系統具有良好的保溫和伴熱。

3.3 脫硫灰輸送系統

每個灰斗配一套外排灰氣力輸送系統，脫硫時根據灰斗的料位信號進行外排。氣力輸送系統采用正壓濃相倉泵輸送方式，并設有清堵裝置。單套脫硫灰輸送系統的設計出力系統出力為設計灰量的200%。

4 運行效果

2015年1月26日進行了現場監測，脫硫前6次SO2監測結果為：629.5、630.5、614.9、600.6、597.7、566.3mg/m3，均值為：602mg/m3。脫硫后6次SO2監測結果為：40、39、38、35、35、34mg/m3，均值為：36.8mg/m3，脫硫效率為：93.9%。布袋除塵器前3次監測結果為：218.8、232.3、228.2mg/m3，均值為：226.4mg/m3，布袋除塵器后3次監測結果為：4、3、3mg/m3，均值為：3.3mg/m3，除塵效率為：98.8%。

5 結束語

本脫硫技改項目實施后，SO2排放濃度36.8mg/m3，年排放量165t/a，除塵技改項目實施后，布袋除塵器除塵效率98.8%，煙塵排放濃度3.3mg/m3，年排放量15t/a。消減SO2 2375t/a，消減塵1220t/a。脫硫除塵改造工程的實施，能最大限度的緩解當地二氧化硫和粉塵污染情況，對周圍環境空氣質量改善很明顯。脫硫除塵裝置技術達到目前先進水平，所有設備的制造和設計符合安全可靠、連續有效運行的要求。設備的可用率不低于97%。本項目屬于環保項目，項目實施后削減了SO2及煙塵的排放量，無生產廢水產生，符合清潔生產和循環經濟的要求，改善了環境空氣質量。