鈉堿法煙氣脫硫工藝優化方案探討

劉進軍（國核工程有限公司,上海　200233）

鈉堿法煙氣脫硫工藝優化方案探討

劉進軍
（國核工程有限公司,上海200233）

摘要：青島某煉廠循環流化床鍋爐采用鈉堿法進行煙氣脫硫，需要提高脫硫效率來滿足新的排放標準。經過工藝、設備的運行效果分析，采取提高漿液pH值，增加一層噴淋層和更換pH計等優化方案，即可實現煙氣的達標排放。

關鍵詞：煙氣脫硫；鈉堿法；液氣比

0　引言

鈉堿法是煙氣脫硫技術中最簡單的一種方法，因其流程簡潔，占地小，運行穩定，設備故障率低，維護方便，廣泛用于中小型脫硫裝置，如循環流化床鍋爐，余熱鍋爐，以及催化裂化的煙氣治理項目。隨著國家環保政策的日益嚴格，許多鈉堿法裝置的SO2排放濃度漸漸不能滿足新的標準。在挖掘和利用裝置潛能時，通過優化工藝流程，改善運行條件，可以提高現有系統的脫硫效率。

以青島某煉廠動力中心的循環流化床鍋爐煙氣脫硫裝置為例，該系統原采用鈉堿法進行煙氣脫硫，SO2出口濃度為150mg/Nm3。現根據相關要求，“十二五”末重點區域鍋爐煙氣排放達到《山東省火電廠大氣污染排放標準》中的特別限制要求，須低于50mg/Nm3。由于受到場地的局限，需要對現有裝置進行優化，盡量利用已有系統，使排煙滿足新的標準

1　工藝簡介

鈉堿法工藝采用NaOH或Na2CO3等堿性物質作為吸收劑，去除煙氣中的SO2。NaOH或Na2CO3作為起始吸收劑，在吸收開始時，堿性吸收劑過量，生成正鹽Na2SO3。生成的Na2SO3可以繼續吸收SO2生成酸式鹽。酸式鹽不能再吸收SO2，當吸收液中NaHSO3達到一定比例時，需要補充鈉堿并排出廢液。

青島某煉廠動力中心的循環流化床鍋爐煙氣脫硫裝置采用的是噴淋空塔，吸收劑使用30%NaOH溶液，現有三層噴淋層。脫硫系統運行主要參數如下：

2　運行參數優化

（1）適當提高pH。吸收液pH是影響脫硫效率的主要因素。根據相關實驗數據可知，在pH為6～8時，隨著pH的升高，吸收劑中有效成分[SO]顯著提高，最終體現為脫硫效率的升高，且增幅較大。在pH>8以后，脫硫效率升高的增幅趨緩。單純從脫硫的角度而言，pH越高越好，但是高pH運行，生成的NaSO3的吸收能力并未充分得到利用，會造成運行成本上的浪費。

本裝置運行pH為6.5。通過計算，如果將脫硫效率提高到97%，則參與反應的吸收劑需要增加87.5kg/h，循環漿液的pH隨之提高到6.53，出口SO2濃度計算值即可降至50mg/Nm3。根據離子平衡，系統排出的廢液相應增加。

（2）增大液氣比。對所有濕法工藝而言，液氣比都是重要的運行參數。增大液氣比，即增大了氣液接觸的幾率。運行實踐證明，鈉堿法的最佳液氣比為2.5～2.6L/Nm3，當液氣比大于3L/Nm3，脫硫效率的增幅趨緩。

液氣比高值運行，會引起電耗，水耗的增加，同時塔損阻力增加，如果風機不能滿足工況的核算，還需要對風機進行調整。

本項目為提高脫硫效率，增設循環泵一臺，噴淋層一層，與原有噴淋層參數一致，循環泵流量600m3/h,G400噴嘴4個。經過核算，液氣比為3.43，阻力損失約增加200pa，尚在風機的高效區，原有風機不需要更換。同時因為塔體改造，還需進行結構核算。

由于增大了液氣比，煙氣攜帶的液滴會增多，經過平衡計算，需要同時補充工藝水0.77t/h。

3　設備優化

循環漿液pH是影響脫硫效率的主要運行參數。該系統pH計使用年限已超過兩年。一般pH計的使用壽命為1年左右，如不及時更新出現指示偏差和電極老化等現象。更換后，必須定期進行現場調試和校正。經過優化，考慮將pH計更換為不易堵塞的自動反洗式pH計。

4　結論

對于本裝置而言，單純提高pH值，煙氣出口的SO2計算濃度就有大幅下降，考慮到中小脫硫裝置煙氣波動頻繁，運行存在不穩定因素，采取了提高液氣比的措施，預期煙氣脫硫效率能達到97%以上，即可滿足新的排放標準。

在設計、建設脫硫系統時，其脫硫容量是基于煙氣設計參數而定，因此，對于已投產的系統，裝置的脫硫能力是一定的。隨著燃料、負荷的波動，以及排放標準的日趨嚴格，系統的脫硫能力與實際需求不再匹配。在這種情況下，基于定量分析計算，通過合理預測，指導和調整適宜的系統運行方案，可在一定程度挖掘和利用脫硫潛力，避免不必要的浪費。

參考文獻：

[1]郝吉明，陸永琪.燃煤二氧化硫污染控制技術手冊[M].北京：化學工業出版社,2001(04).

[2]楊飏.二氧化硫減排技術與煙氣脫硫工程[M].北京：冶金工業出版社,2004(08).

[3]李玉蘭.鈉堿法煙氣脫硫鹽析法結晶工藝開發[J].企業技術開發,2009(11):22-24.

作者簡介：劉進軍（1978—），女，湖北枝江人，本科，工程師，研究方向：工藝系統和設備設計。