鈉堿法脫硫裝置超凈排放技術(shù)改造

孔令亮，李 丹，周 凱

（江蘇新宏大集團(tuán)有限公司，江蘇興化225721）

煙氣脫硫的方法有很多種，一般分為濕法和干法，其中濕法脫硫技術(shù)的應(yīng)用約占整個工業(yè)化脫硫裝置的85%，而石灰石-石膏法約占濕法脫硫的80%，在當(dāng)今脫硫技術(shù)中占主導(dǎo)地位，但存在脫硫塔容易結(jié)垢甚至堵塞的弊端。與石灰石-石膏法相比，鈉堿法脫硫技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：大大減少結(jié)垢現(xiàn)象；鈉基清液吸收SO2速率快，可用較小的液氣比達(dá)到較高的脫硫效率；具有吸收其他酸性氣體（如HCl，HF，HBr）的良好性能；可以對脫硫液進(jìn)行再生利用，生成亞硫酸鈉產(chǎn)品[1]。因此，鈉堿法廣泛應(yīng)用于中、小型的脫硫裝置中，如循環(huán)流化床鍋爐、余熱鍋爐、催化裂化及硫酸工業(yè)的煙氣治理項(xiàng)目。然而，隨著國家環(huán)保政策的日益嚴(yán)格，對脫硫裝置外排煙氣中SO2濃度、硫酸霧濃度和顆粒物含量的要求越發(fā)嚴(yán)格，許多鈉堿法脫硫裝置無法滿足新的排放標(biāo)準(zhǔn)。

江蘇新宏大集團(tuán)有限公司（以下簡稱新宏大集團(tuán)）通過不斷地研究探索，成功開發(fā)出超凈排放的鈉堿法脫硫除霧除塵一體化工藝，并在上海某石化公司煙氣脫硫裝置成功應(yīng)用。

1 原脫硫裝置存在的問題

上海某石化公司尾氣治理原采用單塔鈉堿法脫硫工藝，尾氣進(jìn)入洗滌吸收塔內(nèi)，經(jīng)過2級噴淋洗滌后，再經(jīng)過折流板除霧段除霧，最后經(jīng)煙囪排入大氣。原脫硫塔結(jié)構(gòu)示意見圖1。

圖1 原脫硫塔結(jié)構(gòu)示意

實(shí)際生產(chǎn)過程中該裝置的尾氣排放超標(biāo)，分析其原因主要有以下幾點(diǎn)：

1）折流板除霧段除霧效果差，折流板除霧段只對直徑大于等于15 μm的霧沫起作用，而對于直徑小于15 μm的霧沫除霧效率只有40%~50%，所以大量的硫酸鹽及硫酸霧無法被捕集排出塔外，造成尾氣排放超標(biāo)。

2）飽和水蒸氣是尾氣的主要組成部分，大量的有害物質(zhì)溶解于飽和水蒸氣內(nèi)而被夾帶到塔外，降溫后又析出為固體物，使得煙囪有拖尾現(xiàn)象。

3）大量的反應(yīng)后料漿顆粒被氣體帶出，不僅堵塞折流板除霧段，還使得顆粒物隨煙氣排出煙囪。

2 脫硫裝置改造

針對原有脫硫裝置存在的問題，新宏大集團(tuán)采取針對性措施進(jìn)行改造。將原脫硫裝置塔體從大小頭處切除，上端重新增加1段塔體。在原噴淋液上方增加2層屋脊式折流板除霧段，用于除去煙氣中攜帶的部分顆粒物，降低料漿顆粒被攜帶到下游而出現(xiàn)堵塞的風(fēng)險。在折流板除霧段上面設(shè)置1層疏松纖維除霧段，疏松纖維除霧段對于直徑大于等于3 μm的霧沫除霧效率達(dá)到100%，對直徑小于3 μm的霧沫除霧效率達(dá)到80%~99%，可以大大降低尾氣中酸沫的含量。在疏松纖維除霧段上面，增加1層阻水層折流板除霧段，以有效阻止氣體帶出沖洗時產(chǎn)生的水霧。

改造后脫硫塔結(jié)構(gòu)示意見圖2。

圖2 改造脫硫塔結(jié)構(gòu)示意

氣體經(jīng)過2道洗滌液進(jìn)一步洗滌，洗滌液的溫度比氣體溫度約低10 ℃。氣體經(jīng)過再次洗滌和降溫有2個作用：①低溫洗滌液對飽和水蒸氣的降溫作用，一般可使氣體溫度降低8~10 ℃，從而降低了氣體中的含水率；②大量細(xì)小顆粒物進(jìn)入冷凝水而被捕集，氣體溫度更接近于大氣溫度，可明顯改善煙囪的白煙視覺污染。

經(jīng)過洗滌的煙氣再通過2層折流板除霧段進(jìn)行除霧，定期對折流板除霧段進(jìn)行沖洗，以保持折流板除霧段的除霧能力。為了正常可靠使用，疏松纖維除霧段也需定期進(jìn)行沖洗再生。

3 改造后運(yùn)行效果

該脫硫裝置于2020年3月開始改造，2020年5月投產(chǎn)。使用1年時間來，該裝置運(yùn)行平穩(wěn)，改造效果明顯，各項(xiàng)指標(biāo)都有改善。經(jīng)第三方檢測，煙囪出口硫酸霧 (ρ)≤ 15 mg/m3，顆粒物 (ρ)≤ 8 mg/m3，達(dá)到了超凈排放要求。改造前后裝置運(yùn)行指標(biāo)見表1。

生產(chǎn)實(shí)踐表明，該套超凈排放鈉堿法脫硫裝置具有以下特點(diǎn)：①分離效率高，直徑大于1 μm的霧滴和塵的去除率不低于95%；②除霧除塵器段壓降低于350 Pa；③沖洗除霧器的工藝水最終作為脫硫塔底的補(bǔ)充水，并且在煙氣降溫過程將煙氣中大量飽和水冷凝為液態(tài)水，作為涼水塔的補(bǔ)充水；④使用壽命長，中途不需要檢修，維護(hù)成本低。

4 結(jié)語

上海某公司鈉堿法脫硫裝置經(jīng)過改造，基本滿足了尾氣超低排放的要求。經(jīng)過1年的生產(chǎn)實(shí)踐，脫硫裝置壓降未有明顯上升，一直運(yùn)行平穩(wěn)可靠，證明對鈉堿法脫硫裝置的改造是成功的。