鍋爐煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)運(yùn)行問題及處理措施

柯芳標(biāo)(中國(guó)石油化工股份有限公司茂名分公司，廣東 茂名 525000)

0 引言

隨著我國(guó)節(jié)能環(huán)保政策的推廣應(yīng)用，人們的環(huán)保意識(shí)也不斷提升，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)提出了更加嚴(yán)格的要求，避免工業(yè)生產(chǎn)引起的環(huán)境污染加重。煙氣脫硫脫硝技術(shù)能夠有效清除煙氣中的有害物質(zhì)，從而有效降低工業(yè)廢氣對(duì)環(huán)境造成的污染，從而滿足環(huán)保部門對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)要求，因此近些年來(lái)得到了快速的發(fā)展[1]。但是由于鍋爐煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)運(yùn)行比較復(fù)雜，其中應(yīng)用到了多種技術(shù)與設(shè)備，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中可能受到各種因素的影響而發(fā)生較多的問題，為了確保鍋爐煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)能夠持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行，需要采取有效的措施來(lái)降低各種問題的發(fā)生率。

1 鍋爐煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)的重要性

目前我國(guó)空氣污染的問題比較嚴(yán)重，二氧化硫超標(biāo)、顆粒物懸浮物超標(biāo)、工業(yè)粉塵排放量不斷升高，引起了較多的環(huán)境問題，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展以及人們的健康安全造成了較大的威脅[2]。自改革開發(fā)以來(lái)，我國(guó)已經(jīng)采取了較多的措施來(lái)控制環(huán)境污染問題。但是隨著我國(guó)工業(yè)化水平的升高，工業(yè)廢氣排放量也不斷升高，預(yù)計(jì)到2030 年全國(guó)氮氧化物的排放量超過(guò)4300 萬(wàn)t，對(duì)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境造成較大的危害。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化水平的不斷提升，環(huán)境保護(hù)力度不斷增強(qiáng)，大力推動(dòng)工業(yè)節(jié)能技術(shù)，對(duì)于建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)，降低大氣污染物排放量，從而改善自然環(huán)境具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[3]。國(guó)家出臺(tái)的《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》中明確指出需要采取有效的措施來(lái)進(jìn)一步降低工業(yè)廢氣中有害物質(zhì)的排放量，因此在全國(guó)范圍內(nèi)都推行鍋爐大氣污染物特別排放限制政策，要求65 t 以上鍋爐設(shè)備需要在1 年內(nèi)改造并達(dá)到限定標(biāo)準(zhǔn)。鍋爐煙氣脫硫脫硝技術(shù)能夠滿足這一要求，能夠有效降低煙氣中的二氧化硫、氮氧化物以及顆粒物含量，從而滿足環(huán)境保護(hù)的要求。

2 鍋爐煙氣脫硫脫硝技術(shù)分析

2.1 煙氣脫硫技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)鍋爐煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)中使用的脫硫技術(shù)主要為以下三種：（1）干法脫硫技術(shù)：其主要是將石灰粉噴入煙道中并與酸性氣體在除塵器濾袋周圍產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)形成化合物，然后與灰塵儀器進(jìn)入除塵器，這種工藝具有操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、占地面積小的優(yōu)勢(shì)，且石灰粉不容易堵塞管道，但是缺點(diǎn)是石灰粉消耗量大且反應(yīng)率較低[4]；（2）半干法脫硫技術(shù)：其主要是將吸收劑噴入反應(yīng)塔，在反應(yīng)的過(guò)程中利用余熱使吸收劑水分蒸發(fā)，最終以固態(tài)的形式排出；該方法具有脫硫效率高且操作簡(jiǎn)單，容易處理反應(yīng)物且占地面積小的優(yōu)勢(shì)。目前在市場(chǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用；（3）濕法脫硫技術(shù)：該技術(shù)主要是通過(guò)吸收塔的方式讓酸性氣體進(jìn)入塔內(nèi)并充分與堿性液體反應(yīng)從而達(dá)到脫硫的目的。這種方法具有脫硫效率高且原材料消耗量少的優(yōu)勢(shì)，但是流程比較復(fù)雜且由于需要處理反應(yīng)液體，涉及到廢水處理問題。

2.2 煙氣脫硝技術(shù)

目前煙氣脫硝技術(shù)中主要是應(yīng)用選擇性非催化還原法與選擇性催化還原法這兩種。前者主要是通過(guò)將稀釋后的脫硝溶劑噴入塔內(nèi)然后將環(huán)境溫度控制在800～1 100 ℃，促使氮氧化物還原成氮?dú)馀c水，脫硝率在50%～60%，一般采用工業(yè)尿素或氨水作為還原劑[5]。該技術(shù)的脫硝率高且還原劑容易獲取，無(wú)二次污染的優(yōu)點(diǎn)，具有經(jīng)濟(jì)效益高且操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，對(duì)鍋爐運(yùn)行無(wú)明顯影響，因此改造之后不會(huì)影響鍋爐運(yùn)行。后者主要是在催化劑的作用下，將環(huán)境溫度控制在320～340 ℃，使氮氧化物與氨氣混合產(chǎn)生還原反應(yīng)，從而生成氮?dú)?、氫氣與氧氣，脫硝率在70%左右，且無(wú)二次污染的優(yōu)勢(shì)，但是總體的投資和運(yùn)營(yíng)成本較高，且改造之后會(huì)影響鍋爐原有結(jié)構(gòu)，在實(shí)際中的應(yīng)用受到限制[6-7]。

3 鍋爐煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)常見運(yùn)行問題及解決措施

3.1 結(jié)晶顆粒小及其處理方法

結(jié)晶顆粒小主要是由于防腐層脫落導(dǎo)致循環(huán)泵噴頭堵塞，導(dǎo)致脫硫塔溫度升高，或者是由于原材料使用量過(guò)多導(dǎo)致pH值過(guò)高，導(dǎo)致結(jié)晶效果受到影響；或者是由于除塵器泄露導(dǎo)致粉塵進(jìn)入脫硫塔中，循環(huán)泵噴頭堵塞導(dǎo)致濃縮段形成密封空間，加上溫度升高，導(dǎo)致結(jié)晶顆?？s小，影響分離效果。為了解決這一問題，在脫硫系統(tǒng)開始之前可以進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試，在檢修完成之后通常需要進(jìn)行水聯(lián)動(dòng)測(cè)試，并清理脫硫塔以及循環(huán)槽等部位的灰塵及雜質(zhì)。水聯(lián)動(dòng)測(cè)試結(jié)束之后需要密切觀察噴頭以及泵體有無(wú)堵塞的情況發(fā)生，從而避免結(jié)晶顆粒小的情況出現(xiàn)。同時(shí)要合理控制液氨的使用量，嚴(yán)格控制脫硫塔的pH 值，并且要確保煙氣穩(wěn)定排出，將傳統(tǒng)的入口過(guò)濾器更換成通道過(guò)濾器，能夠進(jìn)一步提高過(guò)濾效果；最后還需要改進(jìn)除塵系統(tǒng)，目前多采用布袋除塵器，可以改為使用電袋復(fù)合式除塵設(shè)備，盡可能降低煙氣中的顆粒物含量，滿足國(guó)家相關(guān)政策的要求，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的效果。

3.2 石膏氧化不足

目前在工作中發(fā)現(xiàn)若實(shí)際參與氧化的空氣量不足，導(dǎo)致石膏脫水困難，會(huì)影響脫硫效率，這主要是由于風(fēng)機(jī)出力不足或者是氧化風(fēng)機(jī)容量不足引起的[8]。

針對(duì)這一問題主要是通過(guò)定期清除濾網(wǎng)，同時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改革，將自動(dòng)卸荷閥改為蝶閥，有助于解決風(fēng)機(jī)出力不足的問題，同時(shí)還需要增加風(fēng)機(jī)出口管線，從而提高氧化倍率，進(jìn)一步解決石膏氧化不足的問題。

3.3 氨水脫硝存在一定的危險(xiǎn)性及解決措施

氨水脫硝具有較高的危險(xiǎn)性，但是由于其在實(shí)際應(yīng)用中脫硝效果最佳，因此需要采取現(xiàn)金的技術(shù)不斷完善相關(guān)工藝方法，降低能耗，保障工作人員的人身安全，充裝氨水時(shí)一定要按照標(biāo)準(zhǔn)化的操作進(jìn)行，并加強(qiáng)閥門、管道的檢查，避免腐蝕引起的泄漏事故。

3.4 過(guò)濾器堵塞及解決措施

鍋爐煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)多使用籃式過(guò)濾器，在使用一段時(shí)間之后循環(huán)泵電流下降，在檢修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)此類過(guò)濾器本身的密封性較差，因此許多雜質(zhì)顆粒會(huì)進(jìn)入過(guò)濾器底部縫隙，從而導(dǎo)致噴頭堵塞的情況發(fā)生。為了解決這一問題，首先可以更換過(guò)濾器，使用密封性能更好的過(guò)濾器，考慮到過(guò)濾器堵塞物主要是硫酸銨，因此可以改為孔徑為12 mm 的過(guò)濾器。

3.5 氨逃逸、氣溶膠及解決措施

氨逃逸主要是由于采用氨水作為吸收劑，但是氨水具有一定的揮發(fā)性，且長(zhǎng)時(shí)間放置容易導(dǎo)致能量損失，導(dǎo)致脫硫效率下降，甚至引起空氣污染，因此需要盡可能降低氨水分揮發(fā)性。氣溶膠是指脫硫過(guò)程中氨水揮發(fā)性形成的小液滴與未吸收二氧化硫生成亞硫酸銨形成的水蒸氣，這就導(dǎo)致排放氣體中含有亞硫酸銨，引起二次污染。為了解決這一問題可以通過(guò)安裝氨逃逸檢測(cè)設(shè)備，從而監(jiān)控氨逃逸情況，盡可能降低液氨使用量，降低氨損耗量，或者是安裝噴水設(shè)施來(lái)預(yù)防逃逸的問題。

3.6 設(shè)備腐蝕問題及解決措施

由于煙氣中含有SO2、HF 等酸性氣體，容易形成酸液從而腐蝕設(shè)備，尤其是焊縫部位。同時(shí)吸收塔溶液中的硫酸鹽以及 亞硫酸鹽中析出的結(jié)晶會(huì)導(dǎo)致溫度改變，使得內(nèi)襯與基質(zhì)不同步膨脹，從而降低內(nèi)襯黏度。

為了解決這一問題需要選擇合適的脫硫設(shè)備以及配套的防腐內(nèi)襯，至少能長(zhǎng)期承受160 ℃的煙氣以及20 min 的180℃煙氣。嚴(yán)格控制內(nèi)襯的安裝質(zhì)量，做好原材料驗(yàn)收以及預(yù)處理的控制。對(duì)原裝材料的品種、硬度、厚度以及外觀進(jìn)行有效控制。防腐內(nèi)襯需要進(jìn)行預(yù)處理來(lái)提高其使用時(shí)間，現(xiàn)場(chǎng)加工溫度控制在15～30℃，濕度控制在70%，施工過(guò)程中需要對(duì)配料、流程、涂料的施工工藝進(jìn)行有效控制。安裝過(guò)程中需要確保焊縫光滑無(wú)缺陷，且內(nèi)支撐需要使用圓鋼或方鋼，不能使用槽鋼、工字鋼，外接管則需要使用法蘭連接。防腐材料目前國(guó)內(nèi)通常使用2～4 mm 的玻璃鱗片，脫硫攪拌器通常使用頂進(jìn)式攪拌器，低溫?zé)煹揽梢允褂脙?nèi)襯玻璃鱗片，吸收塔漿液的pH 值為4～6，需要定期采集漿液進(jìn)行酸堿值測(cè)定，檢測(cè)Cl-濃度，避免其酸度過(guò)高，加強(qiáng)肥水管理，避免Cl-富集，避免系統(tǒng)內(nèi)部各設(shè)備的磨損程度增加，同時(shí)要及時(shí)疏通管道，此外還需要合理設(shè)置石灰石漿液的投入量以及除霧器的運(yùn)行時(shí)間，監(jiān)控漿液塔的液位以及濃度。

4 結(jié)語(yǔ)

鍋爐煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)是目前我國(guó)解決工業(yè)廢氣污染的重要措施，但是由于整個(gè)系統(tǒng)比較復(fù)雜，容易出現(xiàn)各種各樣的問題，影響了脫硫脫硝效果，因此需要針對(duì)各種常見的問題采取有效的解決措施，確保脫硫脫硝效率，滿足我國(guó)節(jié)能環(huán)保政策的要求。