循環流化床鍋爐超凈排放煙氣脫硫改造技術探討

何進崇

摘 ?要：由于我國電力企業的快速發展，火力發電領域所產生的煙塵、廢水、粉塵等已成為重大環境污染源，到如今除塵和對污水的處理已基本解決，國內工業粉塵處理技術水平已達國際水平，唯有煙氣脫硫處理技術仍然是電力行業環保改善的難點。文章對現有循環流化床鍋爐煙氣脫硫改造技術進行研究，以達到提高脫硫控制系統脫硫效率，減少員工勞動強度以及保證設備穩定運行的目的。

關鍵詞：循環硫化床;脫硫技術;脫硫效率

中圖分類號：TK229. 66 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2016）03-0170-02

循環流化床煙氣脫硫技術是世界都在積極研究的先進技術，但是由于目前國內采用的脫硫工藝還不成熟，因此存在諸多問題，為了維護系統安全和減少成本，對煙氣循環流化床脫硫技術進行進一步研究和改造具有重要意義。本文利用已有煙氣循環硫化床脫硫技術為基礎，提出循環硫化床鍋爐超凈排放煙氣脫硫工藝，進一步提高脫硫效率。

1 ?脫硫技術現狀

目前，我國大型火電廠煙氣脫硫技術主要運用國外較為成熟、業績較多的石灰石濕法技術，基于濕法工藝系統工藝具有難度大、成本較高、占地多等問題而循環硫化床脫硫書則具有投資少、運行和投資成本低、效率高等特點，因此在我國的應用前景廣闊。開發出擁有自主知識產權的循環硫化床煙氣脫硫技術具有重要意義。

2 ?脫硫系統技術要求及改進方案

2.1 ?設計制造的技術要求

技術要求需要滿足脫硫系統的設計、購入、生產、運輸、運行、安裝、檢驗、測試、試運行、考核運行、查缺、等一系列的技術和管理工程。

2.2 ?脫硫系統常規技術要求

脫硫系統必須達到下列運行要求：①在鍋爐在最小（30%負荷）和最大（110%）負荷點間的任何負荷情況下，煙氣脫硫設備及其輔助設備皆可工作。脫硫設備能方便迅速的通過冷、熱啟動程序投入工作。在上述的設計條件下，需要保證排放的污染物不超出要求的保證排放值。②在脫硫設備停止工作期間，需要沖洗以及排水的設備，應當達到易于實現沖洗和排污的要求。③整套裝置中所有易于損耗、磨損或易于出現故障的設備，要易于更換、檢修和維護。

2.2.1 ?煙風系統

①煙道設計時應事先考慮并按照可能發生的最差運行條件進行設計。②排水設施材料應充分考慮防腐，特別是接觸腐蝕環境的凈煙氣煙道和原煙氣煙道。排水應返回到脫硫排水坑或吸收塔漿池。③在煙道有測點的局部區域的頂部，用頂板覆蓋。保證頂板可以支撐行走和最少150 kg/m2的部分荷重，為便于排水應當對頂板設有坡度，頂板最低點和煙道直接的距離最少有200 mm。③煙道應設計保溫。

2.2.2 ?吸收塔系統

①意采用的濕式吸收塔在其氣液的接觸區不能出現填料，并且吸收塔不能被預洗滌。②在吸收塔的塔頂設置高65 m直排煙囪。③對二氧化硫吸收設備、吸收塔以及循環漿池整體進行模塊化設計。為保障盡可能去除二氧化硫應當額外設置噴霧層。④注意在漿液噴霧處，用除霧器收集系統下游夾帶的漿液。⑤為了保證防止漿液沉淀，應當使用消除死角攪拌器。吸收塔漿液排出泵排空吸收塔的時間不能超過15 h，并且保證吸收塔底面的液體能完全被排空。

2.2.3 ?脫硫劑制備和供給系統

本系統設置石灰石儲倉及石灰石漿液制備和供應裝置。由于吸收劑會與SO2反應并發生消耗，因此需要不斷用泵輸送并補充配置液到吸收塔。配置流程如下：用罐車將石灰石粉送入石灰石儲倉，由石灰石粉給料設備輸送如石灰石漿液箱，為維持漿液濃度需要不斷在漿液箱中補充工藝水，配置好的漿液存貯于石灰石漿液箱。保證筒體、泵和管道的有足夠的使用壽命，至少在下一個大修期來臨之前仍可使用。

2.2.4 ?石膏脫水系統

①系統概述：吸收塔里的石膏漿液處理的流程如下：先是通過排出泵將石膏輸送到石膏旋流站進行濃縮，石膏的濃縮液再被運送到真空皮帶脫水機脫水，經過脫水處理后，石膏漿液的表面含水率基本小于12%，為了充分綜合利用，最后暫時貯存在石膏庫。石膏旋流站出來的漿液一部分回收到吸收塔可供循環使用，一部分直接進入廢水處理系統，使用泵抽至中和池進行處理。為保證石膏品質，需要控制脫硫石膏中Cl-等成份的含量，在石膏脫水過程中利用水和濾布形成的過濾系統對對石膏進行反復沖洗，最后過濾的水課存在濾液池中，之后用泵送到系統用于脫硫劑制備或折直接返回吸收塔。②設計原則：在每個吸收塔內都配置一套石膏旋流站。所有鍋爐（2臺75 t/h鍋爐）共設置一個溢流收集箱，容量的選擇按鍋爐BMCR工況產生的150%漿液量的多少。

根據鍋爐燃燒設計煤種BMCR工況運行時可能產生的150%石膏處理量，來配置真空皮帶脫水機的總出力，以滿足石膏漿液用于處理設計煤種時量的要求，同時需要配置真空泵、氣液分離等輔助設施。

石膏脫水系統還需設置一個石膏庫，根據2臺爐在脫硫設計煤種BMCR工況下3 d容量確定石膏堆料間的有效容量。采用鏟車等運輸裝備運輸石膏庫內石膏。

2.2.5 ?工藝水系統

①系統概述：脫硫工藝系統需用到水，可由電廠供水系統輸送到脫硫系統工藝水箱，由工藝水箱提供用于石膏結晶、石灰石漿液制備的工藝用水。此外還可用于沖洗除霧器、真空皮帶脫水機及各種漿液輸送設備、輸送管路、儲存箱等設施;最后還可用于泵或其他設備的冷卻水以及密封水。

②技術要求：工藝水系統應保證FGD裝置正常運行，并且做好一旦出現事故時的用水。根據系統運行需要設計工藝水箱容積，保證其容量。為確保系統工藝水供應需求，系統應單獨配備沖洗運送漿液的管路、除霧器等設備。為確保系統冷卻水供應需求，系統用于管設備冷卻水的水泵應單獨設置等。系統應使用離心泵來輸送工藝水。

2.2.6 ?壓縮空氣系統

壓縮空氣系統提供壓縮空氣的用途：①雜用空氣可在機械設施，風動設備，板手等操作中發揮作用，還可用于脫硫裝置一些運行方式中，最后還可用于脫硫裝置的維護維修。②儀用壓縮空氣可在脫硫裝置所有氣動操作的儀表和控制系統中發揮作用。

依據需要，在島內設儀時用的儲氣罐是壓縮空氣儲罐和雜用壓縮空氣儲罐。儲氣罐的貯備應當足夠，在全部空氣壓縮機停運時，儲氣罐應當能提供足夠的耗氣量維持整個脫硫控制系統繼續工作至少15 min，按需確定壓縮空氣系統儲氣罐工作壓力。

2.2.7 ?廢水處理和疏放系統

設置廢水處理系統，對排放的廢水經過中和加料處理，達到水污染排放指標時才可排往水集中處;此外，按環保部門要求對污泥進行脫水處理。作為提供脫硫凈化系統漿液排放場所的地點，疏放系統可分為區域排水收集和事故漿液收集兩類。

區域排水收集：區域排水收集是通過明渠，收集各個設備排放的水和漿液到集水坑，然后通過集水坑泵將水或漿液輸回吸收塔等收集設施。單獨配備每個集水坑的集水坑泵，為防止漿液沉積還應設有攪拌器。

事故漿液收集：事故漿液收集主要注意當吸收塔需要檢修時，需要臨時排空塔釜內漿液，將吸收塔塔釜內的漿液通過事故漿液池暫時貯存。當吸收塔維護檢測完成后，事故漿液池內漿液能夠通過事故泵輸送回吸收塔。

3 ?性能保證及監造

性能的監造需要參考《火電廠石灰石一石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》等各種驗收標準，對脫硫效率、鈣硫比、石灰石消耗、用電情況進行綜合考量。

由于近年火電廠大氣污染排放指標的提高，常用的鍋爐循環流化床脫硫技術難以達到目前的環保需求，燃煤鍋爐“超潔凈排放”改造工藝運行和維護成本相對較低，并且具有良好的性能和穩定性，提高了脫硫效率，更重要的是達到了污染物排放要求。

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