锅炉烟气脱硫除尘装置技改成效显著推动环保进程

锅炉烟气脱硫除尘装置技改成效显著，推动环保进程。平顶山飞行化工公司有四台型号为WGZ35/39—10型煤粉锅炉，简称为1#、2#、3#、5#锅炉，一台型号为CG130/3.82—M13型煤粉锅炉，简称为6#锅炉，采用本地煤作为燃料。2#、5#锅炉烟气除尘系统配套了静电除尘器和麻石旋流板塔除尘器的联合除尘方式，1#、3#、6#锅炉烟气除尘系统配套了静电除尘器除尘方式。由于1#、3#、6#锅炉烟气除尘设备的老化及环保要求的提高，其烟尘排放浓度已达不到《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）小于100mg/Nm3的要求；同时1#、2#、3#、5#锅炉烟气含SO2浓度高，现有除尘系统没有脱硫功能，因此烟气的SO2浓度均超过国家排放标准；为减少对大气的污染，实现企业的可持续发展，我公司于06年3月对1#、3#、6#锅炉现除尘系统后增设二级脱硫除尘系统，在2#、5#锅炉现除尘系统后增设脱硫。经过充分论证，结合现有除尘系统设备，决定采用双碱法烟气脱硫除尘技术；经过一年来的运行，效果不错，达到了预期目的。1、

改造的参数及要求1、1改造参数1#、2#、3#、5#锅炉、6#锅炉

1.2改造要求SO2脱硫效率≥80％烟尘浓度：ufh≤100mg/Nm3脱硫液闭路循环，不产生二次污染脱硫除尘系统的操作运行不影响原有生产设备的运行和检修充分利用原有设备，节省投资。脱硫除尘系统长周期稳定运行，管理维护方便。1、

脱硫工艺的选择2、1

脱硫工艺的比较目前用于烟气脱硫的已工业化的主要工艺有干法、半干法、湿法三大类。2、1、1干法干法常用的有炉内喷钙（石灰/石灰石），金属吸收等，干法脱硫属传统工艺，脱硫率普遍不高（＜50％）。常会影响锅炉本体的操作，使相同的锅炉的出力降低，目前在工业上应用较少。2、1、2半干法半干法使用较多的为塔内喷浆法，既将石灰制成石灰浆液，在塔内进行SO2的吸收，但由于石灰浆中的水分很快蒸发，反应基本上是气固相反应，SO2的吸收反应速度较慢，对石灰的要求很高，脱硫剂的成本较高，喷钙反应效率较低，Ca/S比较大，一般在1.5以上，同时后续系统的除尘压力。目前应用也不是很多。2、1、3湿法湿法脱硫为目前使用范围最广的脱硫方法，占脱硫总量的80％以上。湿法脱硫根据脱硫的原料不同又分为石灰石/石灰法、氨法、纳碱法、纳钙双碱法、金属氧化法、碱性硫酸铝法等，其中石灰石/石灰法、氨法、钠减法、纳钙双碱法以及金属氧化法中的氧化镁法使用较为普遍。2、1、3、1石灰石/石灰法石灰石法采用将石灰石粉碎成200—300目大小的石灰粉，制成石灰浆液，在吸收塔内通过喷淋雾化使其与烟气接触，碳酸钙和二氧化硫反应生成亚硫酸钙，从而达到脱硫的目的。该工艺需配备石灰石粉碎系统与石灰石制浆系统，由于石灰石难溶、反应活性较低，需通过增大吸收液的喷淋量，提高液气比（液气比通常大于20），来保证足够的脱硫效率，因此运行费用较高。石灰法是用石灰粉代替石灰石，石灰活性大大高于石灰石，可提高脱硫效率；石灰法主要存在的问题是塔内容易结垢，引起气液接触器（喷头或塔板）的堵塞。2、1、3、2钠减法钠减法采用碳酸钠或氢氧化钠等碱性物质吸收烟气中的二氧化硫，并可副产高浓度二氧化硫气体或亚硫酸钠，它具有吸收剂不挥发、溶解度大、活性高、吸收系统不堵塞等优点，适合于处理烟气中二氧化硫浓度较高的场合。但也存在副产品回收流程较为复杂、投资较高、运行费用高等缺点。2、1、3、3氨法氨法采用氨水作为二氧化硫的吸收剂，二氧化硫与氨反应可产生亚硫酸铵、亚硫酸氢铵与部分因氧化而产生的硫酸铵。根据吸收液再生方法的不同，氨法可分为氨-酸法、氨-亚硫酸铵法和氨-硫酸铵法。氨法主要特点是脱硫效率高（与钠减法相同），吸收剂氨水来源方便；副产物可作为农业肥料，但该肥料属酸性肥料，含氮量低，长期使用易造成土壤板结，在农业上的运用受到限制。由于氨易挥发，使吸收剂消耗量增加，脱硫剂利用率不高；脱硫对氨水的浓度有一定的要求，若氨水浓度太低，不仅影响脱硫效率，而且水循环系统庞大，使运行费用增大；浓度增大，势必导致蒸发量的增大，对工作环境产生影响，而且氨易与净化后烟气中的二氧化硫反应，形成气溶胶，使得烟气无法达标排放。氨法回收过程也较为困难，投资费用较高，需配备制酸系统或结晶回收系统（需配备中和器、结晶器、脱水机、干燥机等）；系统复杂，设备繁多，管理维护要求高。另外环保水体对氨氮要求较高，易产生氨氮二次污染。2、1、3、4金属氧化物法常用的金属氧化物法是氧化镁法，氧化镁与二氧化硫反应得亚硫酸镁和硫酸镁，它们通过煅烧可重新分解出氧化镁，使吸收剂得到再生，同时可回收较纯净的二氧化硫气体，脱硫剂可循环使用。由于氧化镁活性比石灰水高，脱硫效率也较石灰法稍高。它的缺点是氧化镁回收需结晶、分离、蒸发、煅烧等工序，工艺较复杂；但若直接采取抛弃法，大量可溶性镁盐会进入水体导致二次污染，总体运行费用也较高。另外该系统的管路易结垢，特别是当水质硬度较高时管路结晶堵塞更加严重。2、1、3、5钠钙双碱法钠钙双碱法（碳酸钠/氢氧化钙）结合石灰法和钠减法优点，利用钠盐易溶于水反应活性高的特点，在吸收塔内部采用钠碱吸收二氧化硫，吸收后的脱硫液在再生池内利用较廉价的石灰进行再生，从而使得纳离子循环吸收利用。该工艺综合石灰法与钠减法的特点，解决了石灰法的塔内易结垢的问题，又具备了钠减法吸收效率高的优点。脱硫副产物为亚硫酸钙或硫酸钙（氧化后），亚硫酸钙配以合成树脂可生产一种称为钙塑的新型复合材料；或将其氧化后可制成石膏；或直接与粉煤灰混合，可增加粉煤灰的塑性，增强煤灰作为铺路底层垫层材料的强度。与氧化镁比，钙盐不具备污染性，因此不产生废渣二次污染。以上各种脱硫工艺比较见下表：各种脱硫工艺比较通过以上脱硫工艺的比较，我公司采用了纳钙双碱法作为该改造工程的脱硫工艺。

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吸收设备的选择湿法脱硫（除尘）器的选择原则主要是看其气液接触条件、设备阻力以及吸收液循环量。气液接触条件直接影响脱硫效率；设备阻力大需增加引风机电耗；吸收液循环量大，需增加水泵电耗。吸收器性能比较通过上表吸收设备的比较，旋流板塔具有负荷高、压降低、不宜堵、弹性宽等优点，适用于快速吸收过程，且脱硫除尘效率高，可实现脱硫除尘的一体化。通过以上吸收设备的比较，我公司决定采用旋流板塔作为吸收设备。1、

钠钙双碱法脱硫原理钠钙双碱法（Na2CO3-Ca（OH）2）采用纯碱启动、钠碱吸收SO2、石灰再生的方法。较石灰石法等其他湿法脱硫工艺，有以下优点：*钠碱吸收剂反应活性高、吸收速度快，液气比小，运行费用低。*塔内钠基清洁吸收，吸收剂、吸收产物的溶解度大，塔外再生沉淀分离，可大大降低塔内和管道内的结垢。*钠碱循环利用，损耗少，运行成本低。*吸收过程无废水排放，吸收液中盐份不积累‘浓度稳定。*排放废渣无毒，溶解度极小，无二次污染。*石灰作为再生剂，安全可靠，成本低廉。*无喷嘴，水泵扬程低管路不堵塞。*运行过程液相比重不增加，灰水易沉淀分离，可大大降低水池的投资。*操作简便，系统可长周期运行。脱硫过程和再生过程的化学原理1、

脱硫过程：Na2CO3+SO2—Na2SO3+CO2↑

（1）2Na2CO3+SO2—Na2SO3+H2O

（2）Na2SO3+SO2+H2O—2NaHSO3

（3）以上三式视吸收液酸碱度不同而异：（1）式为吸收启动反应；（2）式碱性较高时（PH＞9）为主要反应；（3）式为碱性降低到中性或酸性时的主要反应.(5＜PH＜9)再生过程:2NaHSO3+Ca（OH）2—Na