工业锅炉烟气脱硫改造探索与实践

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摘要：燃煤是我国消耗的最大的能源之一，它燃烧所产生的排放物是环保治理的的重点对象，减少其污染物排放一直受到国家的重视。文章对我国现有的烟气脱硫工艺做了简短的介绍，并结合实际案例，详细地阐述了工业锅炉烟气脱硫在改造过程中如何进行脱硫工艺选择、改造方案的论证、脱硫设备布置、原有设备改造等，并结合脱硫运行存在的实际问题进行分析和改进，对目前工业锅炉实施烟气脱硫改造具有一定的借鉴和指导意义。

关键词：工业锅炉；烟气脱硫；污染物排放；脱硫塔

中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）03-0035-03

为贯彻落实“节能减排”这一战略决策，公司积极探索燃煤锅炉烟气的脱硫技术，寻求先进实用的脱硫工艺，于2010年对工业锅炉进行了脱硫改造，经过两个供暖期的运行考核，效果良好，达到了预期目的，实现年减排SO2年减排350余吨。

1 改造前锅炉房烟气处理状况

公司现拥有3台燃煤蒸汽锅炉，每台锅炉单独设一台麻石水膜除尘器，燃煤产生的烟气通过鼓、引风系统，流经麻石除尘塔，进行水膜除尘后，再流经烟道进入烟囱，然后高空排放。受到当时条件制约，没有脱硫设施对烟气进行处理。

2 改造方案论证分析

受到现场条件、新建设施与原有设施的衔接、技术标准要求的实现等问题，大多烟气脱硫工程为改造工程，即：在原有的工业锅炉烟气排放的基础上改扩建。因此脱硫改造必须立足实际、合理选择、优化方案，确保建成系统稳定、可靠运行。

因此，公司在方案选择时的主要指导思想是：脱硫工艺先进；原材料运输方便、价格便宜；设备布置紧密，符合现场实际情况；脱硫设备运行可靠；与原有设备连接可靠；烟气排放符合环保要求。

按照国家相关部门推荐的石灰法、钠钙双碱法、氧化镁法、石灰石法四种工艺法，在充分考虑当地可用的各种脱硫剂资源、运输条件后首先排除了氧化镁法，采用以石灰、消石灰、烧碱为脱硫剂的脱硫工艺。

通过实例考察，钠钙双碱法技术上成熟，占地面积大，投资运行费用高，管道容易堵塞，须对两种脱硫剂比例严格控制，控制要求高、难度大，运行不可靠，所以选择了技术成熟、效率高、运行稳定、投资省、运行费用较低的石灰法工艺。

3 工艺流程及设备布置

脱硫系统主要由脱硫浆液制造设备、输送设备、引风设备、置换设备、控制系统等组成。基于现场实际环境限制仅能按照两炉一塔和一炉一塔布置。通过对现场有限场地的尺寸度量，按照工艺先进、运行可靠和经济合理的原则，为了最大限度地实现设备布置紧凑、减小一次性投资和系统维护方便，塔内布置了至少三层的脱硫剂雾化设备（雾化喷头），结合二氧化硫浓度进行调节。燃煤产生的烟气通过除尘加压进入脱硫塔，塔内置换设备将雾化的脱硫剂与烟气进行化学反应，充分吸收烟气中的SO2，然后进入除雾环节，净化雾气，最后排放。

脱硫剂雾化后从上至下落入塔底。塔底设置脉冲设备进行搅拌，防止脱硫剂沉淀。如脱硫剂中的CaSO4的含量超过设置值，脱硫剂将被排放至沉淀池。如果没有达到设置值，再被加入新的脱硫剂后循环利用。

脱硫剂的制造是由存储、输送、震动、称量等设备组成。首先将采购的石灰粉进行仓罐式存储，制作脱硫剂时必须经过称重器，按照一定比例和水进行充分的搅拌。

全部设备实现自动控制，为脱硫系统提供稳定的，符合要求浓度的脱硫浆液，然后经过浆液泵运送至脱硫塔内，确保整个系统运行符合工艺要求。

采用成熟、可靠、完善的PLC+上位机系统控制方案，实现全部脱硫相关设备的工艺参数的调整、记录以及设备的启停顺序和运行监控，最大限度地实现了计算机自动管理和控制。

4 引风机与烟道改造

脱硫系统的阻力增加及系统的漏风损失，导致原有整个系统锅炉烟风系统引风机阻力及流量增加，需要对原引风机扩容更换。由于增加了脱硫塔，原引风机与烟囱之间的砖砌公共水平烟道已不能使用，对从引风机出口至脱硫塔、烟囱的连接烟道相应进行计算更换，考虑到烟气带水给钢制烟道的腐蚀采用了玻璃鳞片防腐。

5 脱硫系统运行效果

运行两年来，由市监测站对在线检测系统进行测试，烟尘和SO2排放浓度、处理效率均达到市环境保护局相关要求。

6 脱硫运行注意事项

6.1 系统结垢堵塞的预防与控制

系统结垢是湿法脱硫过程中一个普遍存在、很难解决的问题，只能从设备、工艺和运行管理三方面控制和预防。

在脱硫塔内部构造方面，为了减少脱硫剂在塔内的沉积，应该围绕减少运行阻力，优化设备布置，采用新型材料和雾化工艺，如碳化硅喷嘴等，降低运行费用。

在脱硫剂运送的管路方面，可采取减少直角弯头数量、缩短管道距离、减少脱硫剂沉淀来进行改造。塔内也可使用多种手段降低脱硫剂内含有的钙及酸根离子的含量，从而减少管道堵塞故障的发生。

在脱硫系统不运行的时间里，合理安排检修计划，排放和冲洗相关设施和管道，使脱硫剂不至于沉淀而发生堆积现象。

6.2 系统腐蚀的预防与控制

由于脱硫剂本身具有较强的腐蚀性，因此我们在材料的选取上必须重视以下几个方面：性能可靠、耐腐蚀性较好；部分重点部位应进行防腐处理，例如喷砂等；在出口设置耐高温材料；内壁加厚耐磨层、防腐层，保护塔身。

雾化后的烟气含有大量的水分，因此在脱硫塔上方应增强除雾能力，使用折板等除雾设施，通过多级除雾，减少烟气内的水汽，减少对各类设备的腐蚀（出口雾滴浓度

脱硫过程不仅仅是简单的酸碱中和化学反应问题，它既是一项涉及多个学科的工业技术，其中包含到热力、化学、机械、自控等学科，又是一个系统性的工程，涉及设备运行、工艺流程、在线监测、环保管理等内容。因此，选用脱硫工艺系统要采用科学求实的态度，树立系统的观念，运用价值工程原理，综合评判各种技术、工艺的性能价格比，符合投资和运行成本要求，采用符合实际需要的脱硫方案，实现本单位烟气排放符合环保