鈉堿法煙氣脫硫工藝優(yōu)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(yōu)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(huán)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(jīng)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(yōu)化方案，即可實現(xiàn)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(wěn)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(huán)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(huán)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(yōu)化工藝流程，改善運行條件，可以提高現(xiàn)有系統(tǒng)的脫硫效率。

以青島某煉廠動力中心的循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硫裝置為例，該系統(tǒng)原采用鈉堿法進行煙氣脫硫，SO2出口濃度為150mg/Nm3。現(xiàn)根據(jù)相關要求，“十二五”末重點區(qū)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(xiàn)有裝置進行優(yōu)化，盡量利用已有系統(tǒng)，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(zhì)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(xù)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(huán)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(xiàn)有三層噴淋層。脫硫系統(tǒng)運行主要參數(shù)如下：

2　運行參數(shù)優(yōu)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(jù)相關實驗數(shù)據(jù)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(xiàn)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(huán)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(jù)離子平衡，系統(tǒng)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(shù)。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(diào)整。

本項目為提高脫硫效率，增設循環(huán)泵一臺，噴淋層一層，與原有噴淋層參數(shù)一致，循環(huán)泵流量600m3/h,G400噴嘴4個。經(jīng)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(qū)，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(jīng)過平衡計算，需要同時補充工藝水0.77t/h。

3　設備優(yōu)化

循環(huán)漿液pH是影響脫硫效率的主要運行參數(shù)。該系統(tǒng)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(xiàn)指示偏差和電極老化等現(xiàn)象。更換后，必須定期進行現(xiàn)場調(diào)試和校正。經(jīng)過優(yōu)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(wěn)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(tǒng)時，其脫硫容量是基于煙氣設計參數(shù)而定，因此，對于已投產(chǎn)的系統(tǒng)，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(tǒng)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(diào)整適宜的系統(tǒng)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(yè)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(yè)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(fā)[J].企業(yè)技術開發(fā),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(tǒng)和設備設計。