陸慷

摘 要：循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝是八十年代末德國(guó)魯奇（LURGI）公司開發(fā)的一種新的半干法脫硫工藝，這種工藝以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ)以干態(tài)消石灰粉Ca（OH）2作為吸收劑，通過(guò)吸收劑的多次再循環(huán)，在脫硫塔內(nèi)延長(zhǎng)吸收劑與煙氣的接觸時(shí)間，以達(dá)到高效脫硫的目的，同時(shí)大大提高了吸收劑的利用率。

關(guān)鍵詞：半干法脫硫；SO2達(dá)標(biāo)排放

一、背景介紹

尼龍科技公司位于河南省平頂山市葉縣工業(yè)園內(nèi)，Ⅰ期安裝2臺(tái)30MW背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組，配2臺(tái)260t/h高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐，于2015年10月建成投產(chǎn)。設(shè)計(jì)之初考慮二氧化硫污染日益嚴(yán)重，秉著高度的社會(huì)責(zé)任感，為適應(yīng)不斷嚴(yán)格的二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)自身發(fā)展的需求，提出3個(gè)選用脫硫工藝的原則：（1）脫硫后排煙中的SO2應(yīng)符合國(guó)家排放標(biāo)

準(zhǔn)的規(guī)定和新建機(jī)組環(huán)境評(píng)價(jià)要求；（2）脫硫設(shè)施的經(jīng)濟(jì)性高；（3）脫硫設(shè)施能穩(wěn)定運(yùn)行，脫硫率穩(wěn)定，維修工作量小。

二、CFB-FGD半干法煙氣脫硫技術(shù)原理

典型的CFB-FGD系統(tǒng)由煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、布袋除塵器系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、吸收劑制備系統(tǒng)及供應(yīng)系統(tǒng)、物料循環(huán)系統(tǒng)及電氣儀表系統(tǒng)等組成。來(lái)自鍋爐的空氣預(yù)熱器的煙氣從吸收塔底部進(jìn)入吸收塔。在此處高溫?zé)煔馀c加入的吸收劑、循環(huán)脫硫灰充分預(yù)混合，進(jìn)行初步的脫硫反應(yīng)，在這一區(qū)域主要完成吸收劑與HCl、HF的反應(yīng)。然后煙氣通過(guò)脫硫塔下部的文丘里管的加速，進(jìn)入循環(huán)流化床床體；物料在循環(huán)流化床里，氣固兩相由于氣流的作用，產(chǎn)生激烈的湍動(dòng)與混合，充分接觸，在上升的過(guò)程中，不斷形成絮狀物向下返回，而絮狀物在激烈湍動(dòng)中又不斷解體重新被氣流提升，形成類似循環(huán)流化床鍋爐所特有的內(nèi)循環(huán)顆粒流，使得氣固間的滑落速度高達(dá)單顆粒滑落速度的數(shù)十倍；脫硫塔頂部結(jié)構(gòu)進(jìn)一步強(qiáng)化了絮狀物的返回，進(jìn)一步提高了塔內(nèi)顆粒的床層密度，使得床內(nèi)的Ca/S比高達(dá)50以上，SO2充分反應(yīng)。在文丘里的出口擴(kuò)管段設(shè)有噴水裝置，噴入的霧化水用以降低脫硫反應(yīng)器內(nèi)的煙溫，使煙溫降至高于煙氣露點(diǎn)20℃左右，從而使得SO2與Ca（OH）2的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為可以瞬間完成的離子型反應(yīng)。第二步的充分反應(yīng)，生成副產(chǎn)物CaSO3·1/2H2O。煙氣在上升過(guò)程中，顆粒一部分隨煙氣被帶出脫硫塔，一部分因自重重新回流到循環(huán)流化床內(nèi)，進(jìn)一步增加了流化床的床層顆粒濃度和延長(zhǎng)吸收劑的反應(yīng)時(shí)間。

由于流化床中氣固間良好的傳熱、傳質(zhì)效果，SO3全部得以去除，加上排煙溫度始終控制在高于露點(diǎn)溫度20℃以上，因此煙氣不需要再加熱，同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)也無(wú)須任何的防腐處理。 凈化后的含塵煙氣從脫硫塔頂部側(cè)向排出，然后轉(zhuǎn)向進(jìn)入脫硫后除塵器進(jìn)行氣固分離，再通過(guò)引風(fēng)機(jī)排入煙囪。

三、尼龍科技公司脫硫工藝

（一）脫硫劑的選擇。脫硫劑采用當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的生石灰粉，通過(guò)脫硫系統(tǒng)配套消化器制成消石灰粉，根據(jù)脫硫需要加入到脫硫塔中。

（二）主要反應(yīng)機(jī)理

Ca（OH）2+SO2=CaSO3·1/2H2O+1/2H2O

Ca（OH）2+SO3=CaSO4·1/2H2O+1/2H2O

CaSO3·1/2H2O+1/2O2=CaSO4·1/2H2O

Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O

Ca（OH）2+2HCl=CaCl2·2H2O（～75℃）（強(qiáng)吸潮性物料）

2Ca（OH）2+2HCl= CaCl2.Ca（OH）2·2H2O（>120℃）

Ca（OH）2+2HF=CaF2+2H2O

（三）工藝流程及脫硫效果分析。通過(guò)公司實(shí)時(shí)對(duì)脫硫效果進(jìn)行在線檢測(cè)，煙氣處理前和處理后的具體監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、數(shù)據(jù)分析在線檢測(cè)數(shù)據(jù)，煙氣處理系統(tǒng)完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，排放指標(biāo)符合最新《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》及平頂山市地方環(huán)保要求。二氧化硫排放濃度由2181mg/Nm3降低至50 mg/Nm3左右，排放量由11474t/a降至250t/a；鍋爐尾部煙塵濃度約為

45000mg/Nm3經(jīng)布袋除塵器除塵后，其煙塵排放濃度為

10mg/Nm3左右，煙塵排放量由236753t/a減少為52.61t/a；運(yùn)行以來(lái)取得了良好的社會(huì)效益。

四、系統(tǒng)維護(hù)

（1） CFB-FGD半干法煙氣脫硫工藝中噴水量的控制系統(tǒng)及其控制方法屬于半干法煙氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域，噴嘴的霧化效果關(guān)系到脫硫效率機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行，需要高品質(zhì)噴嘴且要經(jīng)常性更換，維護(hù)費(fèi)用較高。（2）系統(tǒng)終極除塵為布袋除塵，除塵效率高，但布袋易老化破裂，最長(zhǎng)三年就要更換一次，更換費(fèi)用上百萬(wàn)。在日常運(yùn)行中，為了延長(zhǎng)布袋使用壽命，應(yīng)掌握好噴水量和煙氣量的比例和灰斗內(nèi)的加熱設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，防止大量的水氣附著在布袋上。（3）消石灰品質(zhì)要符合要求，保證其純度，以減少清理積灰的次數(shù)。

結(jié)束語(yǔ)：半干法煙氣凈化技術(shù)作為一項(xiàng)高性能多效的大氣污染控制技術(shù)，已成熟應(yīng)用于尼龍科技熱電車間的生產(chǎn)中，其副產(chǎn)品處理方法簡(jiǎn)單且對(duì)環(huán)境不會(huì)造成嚴(yán)重污染，系統(tǒng)技術(shù)完全能達(dá)到高效除塵脫硫的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 閻維平，潔凈煤發(fā)電技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2002.