2×350MW燃煤機組脫硫效率的論證

方 蕓

（浙江藍天求是環(huán)保股份有限公司 浙江杭州 310012）

引言

某熱電廠新建2×350MW超臨界燃煤供熱發(fā)電機組，其煙氣脫硫采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，煙氣處理量為1404159 Nm3/h，入口SO2濃度為1977mg/Nm3，脫硫效率達到98.24%，出口SO2濃度為35mg/Nm3，滿足國家發(fā)改委、環(huán)保部和國家能源局聯(lián)合下發(fā)的《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃》中SO2排放濃度不高于35 mg/Nm3的要求。

1 提高脫硫效率的措施

在FGD系統(tǒng)運行過程中，除了煙氣流速、漿液pH值及停留時間，還有煙氣在塔內(nèi)的流場和塔內(nèi)的結(jié)構(gòu)對脫硫效率都有一定的影響，為確保能達到98.24%的脫硫效率，我們將采取以下措施：

1.1 選擇合理的吸收塔內(nèi)煙氣流速

通過適當提高塔內(nèi)煙氣流速，來加劇吸收塔內(nèi)煙氣與吸收劑液滴之間的紊流，增加氣液接觸面積，并能托住塔內(nèi)液滴，促其增加在吸收區(qū)的停留時間，增強氣液傳質(zhì)，以提高脫硫效率。但煙氣流速過大容易造成吸收液溢出和煙氣帶水，從而增加除霧器的負擔，并加大吸收塔阻力，從而增加引風機能耗，因此吸收塔中煙氣流速以選擇3.5～3.8m/s為宜。

1.2 合理控制吸收塔漿液的p H值

煙氣中SO2與吸收漿液接觸后發(fā)生如下化學反應(yīng)：

漿液的pH值較低有利于石灰石的溶解和CaSO3·1/2 H2O的氧化，但pH值過低，具有較強的腐蝕性。而漿液的pH值較高則有利于SO2的吸收，但的pH值過高，易導致漿液中SO32-和CO32-離子濃度的相對增加，從而促使CaSO3和CaCO3在石灰石顆粒表面結(jié)晶。因此吸收塔內(nèi)漿液的pH值應(yīng)控制在5.2～6.0之間。

1.3 保證吸收漿液的停留時間

漿液在吸收塔漿液池內(nèi)停留的時間長，有利于漿液中的石灰石顆粒與SO2充分反應(yīng)，使反應(yīng)生成的CaCO3有足夠的時間完全氧化成CaSO4，以獲得純度高的石膏。但漿液停留時間過長則增大漿液池的容積，并導致氧化空氣量和攪拌器電機功率增大。因此在保證漿液的停留時間達到吸收劑溶解時間的情況下，即停留4.3min，可適當?shù)匮娱L停留時間。

1.4 通過煙氣流場模擬實驗優(yōu)化吸收塔內(nèi)流場及塔內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計

吸收塔內(nèi)增設(shè)托盤是以傳統(tǒng)空塔噴淋技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合CFD數(shù)值模擬完成了吸收塔整體結(jié)構(gòu)、內(nèi)部構(gòu)件和相關(guān)技術(shù)的集成優(yōu)化，對托盤的開孔率進行分區(qū)調(diào)整，使得煙氣分布更加均勻。托盤通常布置在噴淋層的下方，這樣即可以避免托盤的結(jié)垢、堵塞，還可以緩和托盤所處的腐蝕環(huán)境。

托盤技術(shù)相對其他增效技術(shù)而言，能夠以較低的液氣比和阻力損耗來實現(xiàn)脫硫增效。一方面，托盤上方形成持液層，煙氣以鼓泡的方式穿過持液層，既增加了煙氣在吸收塔中的停留時間，又增加了氣液兩相的傳質(zhì)面積，從而提高了脫硫效率；另一方面，托盤上方持液層的pH比漿液池的pH要低，能夠加速石灰石的溶解，從而在提高脫硫效率同時，能夠有效降低液氣比。

2 方案設(shè)計

本工程脫硫裝置采用一爐一塔，每臺吸收塔的煙氣處理能力為單臺機組100%BMCR工況時的煙氣量。吸收塔主要性能參數(shù)及設(shè)備參數(shù)如下表：

吸收塔在不同脫硫效率下主要的性能參數(shù)及設(shè)備參數(shù)（單臺）：

結(jié)語

綜上所述，選擇合適的煙氣流速、漿液pH值及停留時間，再通過煙氣流場模擬實驗優(yōu)化吸收塔內(nèi)流場及塔內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計能達到更高的脫硫效率，滿足節(jié)能減排的要求。