關(guān)于石膏法鍋爐脫硫增容提效改造技術(shù)探討

楊玉濤

濟(jì)南山源環(huán)保科技有限公司 山東濟(jì)南 250101

1 電石渣—石膏法脫硫簡(jiǎn)介

電石渣煙氣脫硫是利用電石漿作為脫硫劑。電石漿是強(qiáng)堿性的，具有吸收SO2的特性。鍋爐煙氣除塵后進(jìn)入脫硫裝置（氧化塔、吸收塔）；煙氣在脫硫裝置中向上流動(dòng)，并與向下流動(dòng)的脫硫漿逆流洗滌；煙氣中的堿性脫硫劑與脫硫液充分接觸，可從煙氣中脫除SO2；同時(shí)，將反應(yīng)的副產(chǎn)品通過強(qiáng)制氧化工藝氧化成石膏（CaSO4·2H2O）。循環(huán)脫硫漿通過漿體循環(huán)泵向上輸送至脫硫裝置的噴淋層，使其與液體充分接觸。

電石渣脫硫劑可以替代石灰石粉，直接用于現(xiàn)有石灰石-石膏煙氣脫硫裝置。市場(chǎng)前景廣闊。

電石渣是一家PVC廠生產(chǎn)廢料，化學(xué)名稱為CaC2，電石放入乙炔發(fā)生器中，加水進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生乙炔氣體和氫氧化鈣。乙炔氣體用于生產(chǎn)聚氯乙烯，電石渣等雜質(zhì)成為對(duì)環(huán)境有害的廢棄物。反應(yīng)公式如下：CaC2+2H2O=Ca（OH）2+C2H2↑電石渣主要由Ca（OH）2，和Ca（OH）2的百分比在電石渣比商用生石灰。熟石灰中Ca（OH）2的百分比。因此，鍋爐脫硫原理與石灰石-石膏法相同。

2 石膏法鍋爐脫硫增容提效改造技術(shù)案例探討

2.1 案例概況

某公司東方鍋爐廠生產(chǎn)的220t/h煤粉爐，配有電石渣石膏鍋爐脫硫裝置和濕式靜電除塵器。鍋爐脫硫裝置為1爐1塔。4號(hào)吸收塔直徑5800mm，高度30000mm。4個(gè)循環(huán)泵。鍋爐脫硫系統(tǒng)采用柱內(nèi)氧化工藝，獨(dú)立氧化風(fēng)機(jī)。吸收塔進(jìn)口SO2濃度小于4000mg/Nm3（干燥標(biāo)準(zhǔn)，6%O2），脫硫效率大于95%。脫硫裝置現(xiàn)有SO2排放濃度低于200mg/Nm3（干燥標(biāo)準(zhǔn)，6%O2），不能滿足“超低排放”標(biāo)準(zhǔn)。塔內(nèi)氧化工藝不好，石膏質(zhì)量差，不能作為產(chǎn)品取出。

2016年8月，某有限公司4號(hào)鍋爐脫硫機(jī)組用于擴(kuò)能增效工程（土建設(shè)備基礎(chǔ)除外）。工期：土建工程具備施工條件后，60天內(nèi)完成改造。改造要求：充分利用原有脫硫設(shè)備，提高脫硫副產(chǎn)物質(zhì)量，工期短，投資成本低。改造后吸收塔進(jìn)口SO2濃度小于5000mg/Nm3（干燥標(biāo)準(zhǔn)，6%O2），脫硫效率大于99．3%，脫硫裝置運(yùn)行符合35mg/Nm3（干燥標(biāo)準(zhǔn)，6%O2）的超低排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 鍋爐脫硫裝置主要改造內(nèi)容

電石渣-石膏脫硫裝置分為煙氣系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)、脫硫劑儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、事故維護(hù)與疏散系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)和電氣儀表控制系統(tǒng)。其中脫硫劑儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、事故維修排空系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)大多保持在原有狀態(tài)，僅對(duì)系統(tǒng)管道進(jìn)行了改造和維修。主要改造為煙氣系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)和電氣儀表控制系統(tǒng)如下：

（1）煙道系統(tǒng)改造。從4號(hào)爐引風(fēng)機(jī)出口伸縮縫接口到現(xiàn)有4號(hào)濕式靜電除塵器進(jìn)口，該工藝所需的煙道改造和新煙道（含保溫防腐）屬于福建新澤環(huán)保施工范圍。

（2）SO2吸收系統(tǒng)改造。從4號(hào)爐引風(fēng)機(jī)出口到現(xiàn)有4號(hào)濕式靜電除塵器進(jìn)口，在煙道之間施工全部主輔機(jī)設(shè)備（包括氧化塔）。

（3）電氣儀控系統(tǒng)改造。電氣系統(tǒng)僅提供電源觸點(diǎn)，其余均由福建新澤環(huán)保有限公司負(fù)責(zé)。儀表控制系統(tǒng)方面，改造后的DCS卡安裝在原3號(hào)脫硫氧化塔DCS柜內(nèi)。本次包括1臺(tái)主機(jī)和1套軟件，并進(jìn)行了配置修改；無控制柜、主處理器等，主控制單元等。

（4）具體的改造內(nèi)容詳見圖1。

改造后的煙氣系統(tǒng)流程如下：鍋爐原煙氣進(jìn)入氧化塔，反接觸漿液，除去煙氣中的部分SO2。一次脫硫后，煙氣通過煙氣管道進(jìn)入原吸收塔，再與漿液進(jìn)行逆流接觸去除。煙道氣中的SO2部分經(jīng)除霧器脫水后，經(jīng)凈煙道進(jìn)入濕式靜電除塵器進(jìn)行除塵除霧，最終通過原煙囪排出。新的氧化塔系統(tǒng)流程如下：安排一個(gè)塔釜底部的氧化塔，脫硫后脫硫液體落入塔釜，和脫硫漿被運(yùn)送到由氧化塔塔頂循環(huán)液體泵。新型氧化風(fēng)機(jī)將空氣吹入氧化塔，將亞硫酸鈣氧化成石膏。泥漿在原始的吸收塔被發(fā)送到氧化塔通過泥漿排出泵，所以原脫硫漿受到氧化階段氧化吸收塔，從而延長(zhǎng)氧化時(shí)間，提高脫硫效率和脫硫石膏的質(zhì)量。

2.3 新建氧化塔的原因

二氧化硫吸收系統(tǒng)是整個(gè)煙氣脫硫裝置的核心，是提高脫硫能力和效率的核心。措施包括：（1）提高液氣比（增加噴淋層數(shù)，增加噴淋密度），提升塔內(nèi)部件（流動(dòng)裝置、煙氣脫硫裝置）；（2）單塔雙循環(huán)；（3）漿池外新建塔；（4）串塔模式；（5）吸收塔改造。本項(xiàng)目吸收塔SO2濃度由4000mg/m3（干燥標(biāo)準(zhǔn)，6%O2）增加到5000mg/m3（干燥標(biāo)準(zhǔn)，6%O2），出口SO2濃度為200mg/m3（干燥標(biāo)準(zhǔn)，6%O2）。降低到35mg/m3（干燥標(biāo)準(zhǔn)，6%O2），脫硫效率需要大幅度提高，SO2氧化增加，原有系統(tǒng)氧化能力嚴(yán)重不足，故選擇添加氧化塔塔。新型氧化塔的出口煙道作為原有吸收塔的進(jìn)口煙道，實(shí)現(xiàn)了兩塔串聯(lián)處理煙氣。新的氧化塔將SO2等污染物部分去除，再將原有的吸收塔去除，去除剩余的污染物，通過二級(jí)脫硫達(dá)到排放要求。新建氧化塔可以獨(dú)立搭建，主機(jī)連接到原系統(tǒng)后需要關(guān)機(jī)，大大減少了主機(jī)停機(jī)時(shí)間。

2.4 脫硫改造效果

經(jīng)調(diào)試，系統(tǒng)運(yùn)行正常穩(wěn)定，某有限公司4號(hào)鍋爐脫硫能力提升項(xiàng)目取得了良好的脫硫效果。改造后，脫硫效率由95．0%提高到99．3%，鍋爐脫硫效率超過SO2247kg/h。鍋爐脫硫每小時(shí)消耗0．34t電石渣（脫硫總量增加），每年運(yùn)行8000h可減少1年。電石渣2720噸，減少了垃圾對(duì)環(huán)境的污染。改造后鍋爐脫硫裝置每小時(shí)生產(chǎn)石膏3．45t（含水量10%），改造后脫硫副產(chǎn)物石膏硫酸鈣含量低，游離水10%，可作為產(chǎn)品銷售，節(jié)約脫硫產(chǎn)品，污水處理費(fèi)用。