方 蕓

（浙江藍(lán)天求是環(huán)保股份有限公司 浙江杭州 310012）

引言

某熱電廠新建2×350MW超臨界燃煤供熱發(fā)電機(jī)組，其煙氣脫硫采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，煙氣處理量為1404159 Nm3/h，入口SO2濃度為1977mg/Nm3，脫硫效率達(dá)到98.24%，出口SO2濃度為35mg/Nm3，滿足國(guó)家發(fā)改委、環(huán)保部和國(guó)家能源局聯(lián)合下發(fā)的《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃》中SO2排放濃度不高于35 mg/Nm3的要求。

1 提高脫硫效率的措施

在FGD系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，除了煙氣流速、漿液pH值及停留時(shí)間，還有煙氣在塔內(nèi)的流場(chǎng)和塔內(nèi)的結(jié)構(gòu)對(duì)脫硫效率都有一定的影響，為確保能達(dá)到98.24%的脫硫效率，我們將采取以下措施：

1.1 選擇合理的吸收塔內(nèi)煙氣流速

通過(guò)適當(dāng)提高塔內(nèi)煙氣流速，來(lái)加劇吸收塔內(nèi)煙氣與吸收劑液滴之間的紊流，增加氣液接觸面積，并能托住塔內(nèi)液滴，促其增加在吸收區(qū)的停留時(shí)間，增強(qiáng)氣液傳質(zhì)，以提高脫硫效率。但煙氣流速過(guò)大容易造成吸收液溢出和煙氣帶水，從而增加除霧器的負(fù)擔(dān)，并加大吸收塔阻力，從而增加引風(fēng)機(jī)能耗，因此吸收塔中煙氣流速以選擇3.5～3.8m/s為宜。

1.2 合理控制吸收塔漿液的p H值

煙氣中SO2與吸收漿液接觸后發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：

漿液的pH值較低有利于石灰石的溶解和CaSO3·1/2 H2O的氧化，但pH值過(guò)低，具有較強(qiáng)的腐蝕性。而漿液的pH值較高則有利于SO2的吸收，但的pH值過(guò)高，易導(dǎo)致漿液中SO32-和CO32-離子濃度的相對(duì)增加，從而促使CaSO3和CaCO3在石灰石顆粒表面結(jié)晶。因此吸收塔內(nèi)漿液的pH值應(yīng)控制在5.2～6.0之間。

1.3 保證吸收漿液的停留時(shí)間

漿液在吸收塔漿液池內(nèi)停留的時(shí)間長(zhǎng)，有利于漿液中的石灰石顆粒與SO2充分反應(yīng)，使反應(yīng)生成的CaCO3有足夠的時(shí)間完全氧化成CaSO4，以獲得純度高的石膏。但漿液停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則增大漿液池的容積，并導(dǎo)致氧化空氣量和攪拌器電機(jī)功率增大。因此在保證漿液的停留時(shí)間達(dá)到吸收劑溶解時(shí)間的情況下，即停留4.3min，可適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)停留時(shí)間。

1.4 通過(guò)煙氣流場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)優(yōu)化吸收塔內(nèi)流場(chǎng)及塔內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

吸收塔內(nèi)增設(shè)托盤(pán)是以傳統(tǒng)空塔噴淋技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合CFD數(shù)值模擬完成了吸收塔整體結(jié)構(gòu)、內(nèi)部構(gòu)件和相關(guān)技術(shù)的集成優(yōu)化，對(duì)托盤(pán)的開(kāi)孔率進(jìn)行分區(qū)調(diào)整，使得煙氣分布更加均勻。托盤(pán)通常布置在噴淋層的下方，這樣即可以避免托盤(pán)的結(jié)垢、堵塞，還可以緩和托盤(pán)所處的腐蝕環(huán)境。

托盤(pán)技術(shù)相對(duì)其他增效技術(shù)而言，能夠以較低的液氣比和阻力損耗來(lái)實(shí)現(xiàn)脫硫增效。一方面，托盤(pán)上方形成持液層，煙氣以鼓泡的方式穿過(guò)持液層，既增加了煙氣在吸收塔中的停留時(shí)間，又增加了氣液兩相的傳質(zhì)面積，從而提高了脫硫效率；另一方面，托盤(pán)上方持液層的pH比漿液池的pH要低，能夠加速石灰石的溶解，從而在提高脫硫效率同時(shí)，能夠有效降低液氣比。

2 方案設(shè)計(jì)

本工程脫硫裝置采用一爐一塔，每臺(tái)吸收塔的煙氣處理能力為單臺(tái)機(jī)組100%BMCR工況時(shí)的煙氣量。吸收塔主要性能參數(shù)及設(shè)備參數(shù)如下表：

吸收塔在不同脫硫效率下主要的性能參數(shù)及設(shè)備參數(shù)（單臺(tái)）：

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，選擇合適的煙氣流速、漿液pH值及停留時(shí)間，再通過(guò)煙氣流場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)優(yōu)化吸收塔內(nèi)流場(chǎng)及塔內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能達(dá)到更高的脫硫效率，滿足節(jié)能減排的要求。