鍋爐煙氣脫硫裝置升級改造

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(連云港堿業有限公司，江蘇連云港 222042)

1 脫硫裝置升級改造的緣由

連云港堿業有限公司熱電車間現有三臺150 t/h和一臺130 t/h共四臺煤粉爐，應環保要求，于2013年5月進行煙氣脫硫改造，脫硫裝置兩爐一塔布置，采用一種“利用氨堿廠白泥脫除鍋爐煙氣二氧化硫制取石膏的方法”專利技術工藝(專利號：ZL200810029591.X)，項目實施后，脫硫效率>95%(注：煤種含硫≤0.8%)，二氧化硫(SO2)排放濃度<80 mg/m3，達到當時超低排放的標準。

2014年11月10日江蘇省環保新政策要求“到2018年年底，全省10萬千瓦以下燃煤機組大氣污染物排放濃度達到重點區域特別排放限值(即在基準氧含量6%的條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于20 mg/m3、50 mg/m3、100 mg/m3)”。在此大背景下，熱電車間現有四臺鍋爐煙氣脫硫裝置不能滿足要求，唯有進行技術升級改造。

近10年來連云港堿業有限公司熱電車間經除塵、脫硫、脫硝改造后，現場幾乎沒有空間再增加設備，結合現有的脫硫裝置，怎樣通過較低的投入，使得鍋爐煙氣脫硫達到排放指標要求，通過多次調研論證，決定先采用白泥漿液除砂、提濃+現有脫硫裝置局部更新、增效升級改造的方案。利用公司壓力管道整治系統停車檢修期間對鍋爐煙氣脫硫裝置進行改造。

2 鍋爐煙氣脫硫系統

我公司四臺鍋爐共設置兩個脫硫塔(1#、2#)，每個脫硫塔設計處理煙氣流量為640 000 Nm3/h。每個脫硫塔各配置一臺增壓風機。

脫硫塔規格：直徑φ7250,高32.776 m

噴淋層布置：三層(空塔噴淋，正常工況開兩層噴淋)

每層循環漿液量：1 960 m3/h

設計進塔煙氣量：640 000 Nm3/h

設計氧化空氣量：25.4 Nm3/min(干)

增壓風機參數：額定流量640 000 m3/h,全壓2 000 Pa,介質溫度155 ℃

介質密度:0.867 kg/m3

電機規格：8P-560 kW,6 000 V

3 白泥-石膏法脫硫工藝

目前國內大部分煙氣脫硫采用的是石灰石-石膏法。其基本原理是：以石灰石漿液作脫硫劑，在吸收塔內與含有SO2的煙氣進行充分接觸，漿液中的堿性物質與SO2發生化學反應生成亞硫酸鈣或硫酸鈣，從而去除煙氣中的SO2，其脫硫效率在90%左右。

白泥-石膏法脫硫工藝原理與石灰石-石膏法類似，但關鍵技術上又有別于石灰石-石膏法工藝，其充分利用了白泥的特性，采用特別設計的塔內件，促使白泥漿液在吸收塔內與煙氣充分接觸反應，最大程度的實現了二氧化硫的去除。此外，白泥-石膏法工藝在脫硫設備的選擇上也充分考慮到白泥中氯離子高的特性，選用特殊高耐腐蝕的材質，保證了整個脫硫系統的可靠性。

我公司的白泥是來自鹽水精制工序的鹽泥，白泥濾餅主要成分：CaCO365.9～69.7%(干基)，Mg(OH)26.1～6.5%(干基)，NaCl 13.5～15.6%(干基)，和CaSO4等，其它組分為泥沙。

鹽泥經大型道爾澄清桶澄清后，底流用泵打到壓濾工序，經臥螺離心機脫水去除飽和鹽水后，固渣用一定流量的工藝水連續不斷地沖進地下池攪拌混合漿化，制成濃度約20%(wt)的白泥漿液，流至制漿地下槽中。

白泥漿液通過漿液泵打入滾筒篩，經過濾后白泥漿液流至白泥漿液槽存放，再經由漿液泵送至熱電車間白泥漿液貯槽備用。一臺臥螺離心機進料量為60 m3/h，產出白泥(鹽泥)濾餅在10～15 m3/h?？芍瞥蓾舛燃s20%(wt)的白泥漿液大約40 m3/h，基本滿足熱電車間2臺脫硫塔使用。

4 脫硫裝置改造

4.1 白泥漿液除砂、提濃改造

白泥漿液中含砂量較大，在脫硫塔下部大量沉積，造成脫硫塔白泥漿液循環泵葉輪損壞嚴重，每3～5個月就需要更換葉輪和相關零部件，還造成脫硫塔內部玻璃鱗片局部損壞。經分析白泥漿液中含砂全部為石灰乳帶入。

為將石灰乳中砂除凈，在鹽水精制工序處增設旋液分離器，用濃鹽水混合來自石灰工序含砂量大的高濃度石灰乳，降低粘度。再利用旋液分離器分砂，底流進入螺旋撈砂機脫水除砂。其余漿液匯集至除鈣、鎂混合罐中供鹽水精制工序使用。除砂后，來自鹽水精制的鹽泥幾乎不含砂。消除了白泥漿液含砂對脫硫系統影響。除砂流程見圖1。

圖1 白泥漿液除砂工藝示意框圖

為了提高白泥漿液濃度，以提高脫硫效率，在脫水機分離工段，在現有白泥制漿設備系統基礎上，進行局部升級改造，增加制漿水流量表和滾筒篩沖洗水流量表，同時在白泥漿液送熱電泵出口后增加在線密度儀。實現工藝準確計量控制加水調制白泥漿液，同時消除滾筒篩無節制沖洗導致制漿水過量的缺陷。將滾筒篩設備由原白泥漿液槽頂部改為放在二樓樓面，以便于清渣和漿液回收。滾筒篩設備升級后白泥制漿用水得到很好控制，同時濾網沖洗水干擾制漿、滾筒篩清渣均得到很好解決。如圖2。

4.2 脫硫裝置局部更新改造

表1 脫硫塔改造項目

圖2 白泥漿液提濃工藝升級示意框圖

4.3 脫硫裝置改造后效果

脫硫塔改造于2018年7月3日至7月8日系統停車檢修期間實施改造，白泥漿液除砂提濃改造在統停車檢修后實施，于2018年8月22日投入運行，改造后白泥漿液的濃度較改造前提高約11.2%，每日除砂量約2.5 t，改造后兩臺脫硫塔系統數據如表2。

表2 改造前后脫硫塔系統數據

5 總 結

連云港堿業有限公司熱電車間四臺燃煤鍋爐脫硫裝置，通過提高白泥漿液濃度和脫硫塔內件的更新、架設增效器增開噴淋層、加大循環漿液量等升級改造措施，在鍋爐負荷85%左右、燃煤煤種含硫≤0.6%時，即入塔二氧化硫(SO2)濃度≤1 450 mg/m3(干基、標態、6%O2)的條件下，可保證在設計條件下煙氣二氧化硫排放指標滿足≤30 mg/m3(干基、標況、6%O2)。在冬季鍋爐滿負荷運行時尚未經過考核，還有不能克服因脫硫塔故障檢修維護引起相關兩臺鍋爐須停止運行的弊端，需要在日后加以研究解決。