循環(huán)流化床法脫硫技術(shù)在金泰熱電有限公司的應(yīng)用及優(yōu)化改造

摘要：文章介紹了循環(huán)流化床法脫硫技術(shù)在泰州金泰熱電有限公司的應(yīng)用以及優(yōu)化改造情況，分析了脫硫選型的依據(jù)和過(guò)程，探討了半干法脫硫設(shè)備的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)，為同類脫硫改造提供了參考。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床法；脫硫技術(shù)；脫硫選型；脫硫設(shè)備；煙氣脫硫 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：X701 文章編號(hào)：1009-2374（2016）02-0049-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.02.024

泰州金泰熱電有限公司安裝了2臺(tái)UG-220/9.8-M循環(huán)流化床鍋爐，設(shè)計(jì)煤種含硫成分為<1%，實(shí)際運(yùn)行中燃料含硫成分約為0.5%～0.8%，爐內(nèi)不脫硫的情況下，煙氣SO2含量約為2200mg/Nm?。本期工程采用石灰石爐內(nèi)脫硫+爐后循環(huán)流化床半干法脫硫除塵一體化處理系統(tǒng)。系統(tǒng)包括爐內(nèi)、爐外煙氣脫硫兩套裝置和配套的靜電除塵器、布袋除塵器以及相應(yīng)的公用輔助設(shè)備。脫硫除塵島采用一爐一套獨(dú)立的系統(tǒng)，即所有的工藝、電氣、控制均為一爐一套。

1 工藝流程及原理

循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝是德國(guó)魯奇公司開發(fā)，以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ)的一種半干法脫硫工藝，通過(guò)脫硫劑的多次循環(huán)，增加脫硫劑與煙氣的接觸時(shí)間，最大限度地提高了脫硫劑的利用率。通常此工藝的脫硫劑采用生石灰或消石灰。圖1所示為循環(huán)流化床脫硫系統(tǒng)工藝流程示意圖，整套系統(tǒng)由預(yù)除塵系統(tǒng)、脫硫劑存儲(chǔ)和供應(yīng)系統(tǒng)、脫硫塔系統(tǒng)、噴水降溫系統(tǒng)、返料再循環(huán)系統(tǒng)、脫硫除塵系統(tǒng)、脫硫灰外排系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)以及儀表控制等系統(tǒng)組成。

2 設(shè)計(jì)依據(jù)與設(shè)備選型

2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

根據(jù)招標(biāo)要求，金泰熱電公司煙氣脫硫系統(tǒng)工程采用消石灰作為脫硫劑。預(yù)除塵器采用單電場(chǎng)高壓靜電除塵器。設(shè)計(jì)脫硫效率如下：（1）燃設(shè)計(jì)煤種、爐內(nèi)脫硫率80%時(shí)：尾部FGD脫硫效率>90%；（2）燃設(shè)計(jì)煤種、爐內(nèi)不脫硫時(shí)：尾部FGD脫硫效率>95%；（3）脫硫后SO2排放濃度<100mg/Nm?。

2.2 主要設(shè)備選型

金泰熱電公司地處江蘇泰州高港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)濱江工業(yè)園區(qū)內(nèi)。廠址四周為園區(qū)規(guī)劃道路，交通運(yùn)輸十分方便，地勢(shì)較平坦，工程地質(zhì)良好。針對(duì)廠區(qū)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)選型時(shí)按以下四方面考慮：

2.2.1 設(shè)計(jì)脫硫塔。脫硫塔設(shè)計(jì)主要考慮煙氣文丘里加速段和循環(huán)建床混合段尺寸。脫硫塔各處（尤其是進(jìn)口段、喉部及出口段）在設(shè)計(jì)時(shí)，采用數(shù)值模擬，對(duì)脫硫塔各處進(jìn)行流場(chǎng)分析，對(duì)塔內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)塔內(nèi)流場(chǎng)的均勻分布。脫硫塔的入口設(shè)有可靠的氣流均布裝置，以使氣流均勻經(jīng)過(guò)脫硫塔。

2.2.2 根據(jù)業(yè)主提供的參數(shù)和系統(tǒng)物料衡算，選擇合適的袋式除塵器。由于脫硫灰再循環(huán)，大量的混合粉塵在脫硫塔內(nèi)建床，進(jìn)入布袋除塵器的粉塵濃度高達(dá)800g/m?以上。布袋除塵器采用先進(jìn)成熟的KDM型大型行噴脈沖袋式除塵器，保證除塵器出口粉塵濃度≤30mg/Nm?。

2.2.3 關(guān)鍵設(shè)備選用進(jìn)口產(chǎn)品。增濕降溫噴槍采用美國(guó)噴霧系統(tǒng)公司的FM系列高壓雙流體噴槍，噴霧顆粒細(xì)，霧化速度快，運(yùn)行至今無(wú)濕壁現(xiàn)象，降溫的同時(shí)更利于脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。脫硫塔設(shè)置一支噴槍，便于檢修和維護(hù)。

2.2.4 脫硫島設(shè)置再循環(huán)煙道。脫硫塔在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，采用凈煙氣再循環(huán)的方式來(lái)適應(yīng)鍋爐負(fù)荷50%～110%變化，當(dāng)鍋爐負(fù)荷降低時(shí)，開啟回流管道上的擋板門（調(diào)節(jié)擋板的執(zhí)行器采用國(guó)內(nèi)知名產(chǎn)品），將凈煙氣回流，以達(dá)到穩(wěn)定負(fù)荷的目的。

3 試運(yùn)行中的進(jìn)一步改進(jìn)

3.1 存在問(wèn)題

項(xiàng)目調(diào)試運(yùn)行后，雖然取得了明顯的脫硫效果，但還存在著一些問(wèn)題。我們總結(jié)了運(yùn)行中的主要問(wèn)題：一是由于在脫硫塔建床過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵濃度高，噴入霧化效果不佳的降溫水使粉塵聚合成灰團(tuán)塌落，隨著時(shí)間的推移，極易造成脫硫塔的文氏里部分堵塞，脫硫床層不能正常維持；二是返料再循環(huán)系統(tǒng)采用的定量螺旋輸送機(jī)經(jīng)常堵塞，造成旋翼和主軸破損折斷，返料不暢；三是對(duì)于不可避免的塌落灰，脫硫塔底部雖然設(shè)緊急事故放灰插板閥，緊急放出的脫硫灰，但是一旦產(chǎn)生塌落灰，還是不能迅速排出，影響脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行。

3.2 進(jìn)一步改進(jìn)

3.2.1 優(yōu)化工藝水噴霧系統(tǒng)，改進(jìn)噴槍位置、長(zhǎng)度、水氣壓比，使噴入脫硫塔的霧化水，能均勻與脫硫劑、循環(huán)灰混合，維持脫硫高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。通過(guò)調(diào)整水泵電動(dòng)機(jī)頻率，根據(jù)脫硫塔運(yùn)行溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)噴水量。

3.2.2 返料系統(tǒng)取消螺旋輸送給料和羅茨風(fēng)機(jī)輸送方式，增加灰斗斜槽、返料斜槽和外排斜槽，增加斜槽用流化風(fēng)系統(tǒng)。優(yōu)化返料斜槽進(jìn)出口位置，流量調(diào)節(jié)閥采用國(guó)內(nèi)知名品牌。利用煙氣的負(fù)壓和斜槽流化風(fēng)，使返料順暢。

3.2.3 調(diào)整進(jìn)口煙道方式，增加脫硫塔底部流化裝置、雙軸螺旋攪刀和塔底輸灰系統(tǒng)。這樣既保證塔底細(xì)灰快速輸出，又能使脫硫產(chǎn)生的大塌灰由螺旋攪刀攪拌粉碎后迅速排出，保證脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.2.4 優(yōu)化脫硫工藝控制系統(tǒng)，完善工藝控制和快速的相應(yīng)，確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。（1）根據(jù)脫硫塔出入口煙氣中SO2和O2濃度調(diào)節(jié)消石灰粉的用量，確保煙囪排煙SO2的濃度達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；（2）根據(jù)脫硫塔床層壓差△P來(lái)控制返料系統(tǒng)的返灰量，將△P保持在一定范圍內(nèi)，維持床層內(nèi)必需固/氣比，最大限度地提高了脫硫劑的利用率；（3）根據(jù)脫硫塔頂部處的煙氣溫度直接控制脫硫塔底部的噴水量，以確保脫硫塔內(nèi)的溫度處于最佳反應(yīng)溫度范圍內(nèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

循環(huán)流化床法脫硫工藝在泰州金泰熱電有限公司220t/h鍋爐上成功應(yīng)用，脫硫、除塵效果顯著。實(shí)際應(yīng)用表明：循環(huán)流化床半干法脫硫流程簡(jiǎn)單、占地少、投資小以及副產(chǎn)品可以綜合利用等，而且能在很低的鈣硫比情況下達(dá)到較高的脫硫效率，可達(dá)到>90%以上，對(duì)負(fù)荷變動(dòng)的適應(yīng)能力很強(qiáng)，運(yùn)行可靠，維護(hù)工作量少。

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作者簡(jiǎn)介：王曉東（1973-），男，供職于江蘇科行環(huán)保科技有限公司技術(shù)中心。

（責(zé)任編輯：陳 潔）