謝美玲
合肥熱電集團(tuán)有限公司
在全社會(huì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)不斷提升的時(shí)代背景下,我國(guó)加大了對(duì)燃煤電廠生產(chǎn)的把控力度,努力完善相關(guān)設(shè)備以達(dá)到綠色、節(jié)能、高效的目的,所以各個(gè)廠子中都配備了相應(yīng)的煙氣脫硫裝置,從整體上來(lái)看,其中絕大多數(shù)電廠中所采用的都是石膏法進(jìn)行脫硫,該技術(shù)雖符合經(jīng)濟(jì)效益的需求卻不滿足社會(huì)效益的需要,在實(shí)際操作中會(huì)產(chǎn)生大量的有害物質(zhì),不利于環(huán)境保護(hù)工作的開(kāi)展,很多企業(yè)在運(yùn)用濕法脫硫技術(shù)后都出現(xiàn)了污染物大量堆積的問(wèn)題,且在這過(guò)程中所出現(xiàn)的廢水也難以處理,雖然能起到脫硫效果,但如果要完全清除污染物則需要消耗大量的成本,不利于企業(yè)與社會(huì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
從脫硫的方式上來(lái)說(shuō),煙氣脫硫可分為三種基礎(chǔ)性類別,分別是濕法脫硫、干法脫硫、半干法脫硫,濕法脫硫又可分成氧化鎂法、氨法、雙堿法與石灰-石膏法;干法脫硫以爐內(nèi)噴鈣為主;而半干法脫硫則由旋轉(zhuǎn)噴霧法與循環(huán)流化床法組成。
氧化鎂法還有另一個(gè)稱呼是技術(shù)氧化物法,其原理就是利用SO2與氧化鎂的化學(xué)特性,在其反應(yīng)后生成硫酸鎂和亞硫酸鎂,這兩種物質(zhì)在經(jīng)過(guò)充分煅燒之后以分解重構(gòu)的方式再次生成氧化鎂,在這一過(guò)程中還能回收純凈的SO2氣體,如此一來(lái)基本上沒(méi)有產(chǎn)生什么浪費(fèi),且脫硫劑能夠再次重復(fù)利用,在實(shí)際操作中,相對(duì)于石灰水而言,氧化鎂有著更強(qiáng)的活性、液氣比較小,總的脫硫效率更高,但該方法并不是十全十美的,因?yàn)檠趸V多為固體狀,所以在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)大量的固定沉降,會(huì)造成堵塞問(wèn)題,且反應(yīng)過(guò)后所產(chǎn)生的硫酸鎂極難處理,若直接拋棄很容易造成二次污染,若想全部去除則需要消耗大量成本。
該技術(shù)以脫硫效率高而聞名,其主要是以氨水作為SO2的吸收劑,在實(shí)際操作中,當(dāng)NH3與SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后,會(huì)產(chǎn)生亞硫酸氫銨、亞硫酸銨與氧化后所形成的硫酸銨。由于吸收液再生方法的不同,該方法又可分為氨-硫酸銨法、氨-亞硫酸銨法等??稍摲椒m然所產(chǎn)生出的副產(chǎn)物能夠被用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,但該方法存在諸多問(wèn)題,比如氨本身就有著易揮發(fā)的特點(diǎn),在運(yùn)用時(shí)的實(shí)際消耗量較大,脫硫劑的使用效率提不上來(lái),且需要對(duì)氨水的濃度進(jìn)行全面把控,若濃度較高,則會(huì)大大提升歐蒸發(fā)量,導(dǎo)致工作環(huán)境惡化;若濃度較低,則難以提升脫硫效率,且需要大量成本來(lái)維持同等條件下水循環(huán)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。除此之外,氨非常容易與煙氣中已被凈化的SO2反應(yīng),產(chǎn)生氣溶膠,從而阻塞煙氣排放,且氨氣回收困難,需要用到中和器、脫水機(jī)、結(jié)晶器、干燥機(jī)等,組成一個(gè)龐大的綜合系統(tǒng),所涉及的設(shè)備數(shù)量多,日常維護(hù)管理工作難度大,各類設(shè)備在聯(lián)動(dòng)的過(guò)程中容易出現(xiàn)問(wèn)題,往往需要投入大量的人力進(jìn)行必要維修、管控。
石灰石/石灰-石膏法是最常見(jiàn)的一種煙氣脫硫手段,在長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展與完善中,我們不難看出該技術(shù)有著可信性強(qiáng)、安全系數(shù)高、技術(shù)體系成熟、脫硫效率好等優(yōu)勢(shì),其最高能達(dá)到百分之九十九,能在脫硫的同時(shí)除去HC1、SO3、HF等多種污染物,且吸收劑價(jià)格便宜、產(chǎn)量大、鈣利用率較高,在脫硫完成后能得到純度較高的副產(chǎn)品石膏,在脫硫的同時(shí)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。在實(shí)際操作中,該方法能有效應(yīng)對(duì)燃煤煤質(zhì)變化問(wèn)題,就算其中的硫含量較高,也能體現(xiàn)出較強(qiáng)的脫硫效率,除此之外也能很好地適應(yīng)系統(tǒng)中的負(fù)荷變化,不同的SO2濃度與煙氣負(fù)荷下可以保持穩(wěn)定運(yùn)行、保障脫硫效率。
爐內(nèi)噴鈣法有著工藝簡(jiǎn)單、參與設(shè)備數(shù)量少、建設(shè)與運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本低等特殊特點(diǎn),但脫硫效率僅有百分之八十,在石灰石運(yùn)輸系統(tǒng)容易受潮,出現(xiàn)結(jié)塊等問(wèn)題造成通道堵塞。在實(shí)際操作中,通常情況下我們要將爐內(nèi)溫度控制在850℃~1000℃之間,在該溫度區(qū)間內(nèi),石灰石可當(dāng)作高效脫硫劑,實(shí)用價(jià)值較高。
該方法就是利用氫氧化鈣與二氧化硫、三氧化硫所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的方式來(lái)達(dá)到既定的脫硫效果。在該技術(shù)的加持下,脫硫劑存在的條件便利,其能與塔內(nèi)的煙氣充分反映,大大提高了脫硫原料的使用效率,在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,若脫硫塔中沒(méi)有易損壞或無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件,則可達(dá)到一種不需經(jīng)常維護(hù)或不維護(hù)的狀態(tài)。一般情況下,脫硫渣以干態(tài)的方式存在,在這種較為穩(wěn)定的狀態(tài)下其與系統(tǒng)設(shè)備間不會(huì)出現(xiàn)堵塞、黏結(jié)、腐蝕等問(wèn)題,且脫硫效率高達(dá)90%以上,在脫硫完成后,煙氣的平均溫度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于露點(diǎn)溫度,所以很難形成濕潤(rùn)環(huán)境,也無(wú)須考慮煙道與相應(yīng)設(shè)備的防潮、防腐措施。在使用過(guò)程中我們不難發(fā)現(xiàn),該脫硫系統(tǒng)有著操作簡(jiǎn)單、占地面積少、無(wú)廢水排放、耗能低、建設(shè)與運(yùn)營(yíng)成本小等優(yōu)勢(shì),也正是因此該技術(shù)受到許多企業(yè)的推崇。
該方法與循環(huán)流化床法同時(shí)被歸類于干法脫硫之中,其有著相似的性能與特點(diǎn),在脫硫時(shí)我們不難發(fā)現(xiàn),在塔內(nèi)的脫硫劑能與煙氣進(jìn)行充分反映,也有著使用效率高、停留時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn),且脫硫效率高達(dá)90%。在脫硫完成后煙氣也低于露點(diǎn),所以也沒(méi)必要考慮煙道或防潮,且與循環(huán)流化床法一樣,其也有著操作簡(jiǎn)單、占地面積小、無(wú)廢水排放、耗能低、建設(shè)與運(yùn)營(yíng)成本小的特點(diǎn),二者的不同之處在于,旋轉(zhuǎn)噴霧法容易出現(xiàn)粘壁現(xiàn)象,造成煙道堵塞,裝置的磨損問(wèn)題也較為突出,除塵器容易被腐蝕,所以在實(shí)際運(yùn)用中應(yīng)結(jié)合特殊情況進(jìn)行具體討論。
總的來(lái)說(shuō),濕法脫硫的整體效率較高,能很好地應(yīng)對(duì)煤質(zhì)與系統(tǒng)負(fù)荷變化等問(wèn)題,且有多種吸收劑可供選擇,在實(shí)際項(xiàng)目中相關(guān)人員要考慮本地區(qū)盛產(chǎn)或產(chǎn)量較高的原料是什么,結(jié)合運(yùn)輸、生產(chǎn)需要等內(nèi)容來(lái)進(jìn)行合理選擇,并著重思考副產(chǎn)物處理的難易程度與其所可能帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益。
本文以合肥熱電集團(tuán)有限公司(天源分公司)中所采用的脫硝脫硫除塵裝置進(jìn)行講解。
在熱力發(fā)電過(guò)程中所產(chǎn)生的原煙氣會(huì)提前進(jìn)入到預(yù)除塵系統(tǒng)之中(可有可無(wú)),處理后會(huì)以此進(jìn)入到吸收系統(tǒng)中,隨后進(jìn)入脫硫除塵系統(tǒng),脫硫除塵系統(tǒng)會(huì)在此分為三條路徑,正常情況下會(huì)直接進(jìn)入引風(fēng)機(jī)直至從煙囪排出,而脫硫副產(chǎn)物會(huì)進(jìn)入到獨(dú)立系統(tǒng)中進(jìn)行處理,當(dāng)然也可通過(guò)灰循環(huán)系統(tǒng)的加工后再次匯入到吸收系統(tǒng)中循環(huán)往復(fù)。
(1)煙氣系統(tǒng)。原煙氣從空預(yù)器出口引出之后,會(huì)在靜電場(chǎng)中進(jìn)行電除塵處理,隨后引入到塔中進(jìn)行下一步處理,煙氣在經(jīng)過(guò)脫硫后會(huì)被輸送到頂部的除塵設(shè)備中,最后通過(guò)引風(fēng)機(jī)排出系統(tǒng)。這套煙氣系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)就在于其內(nèi)部加入了循環(huán)煙道,能起到較強(qiáng)的清潔效果。
(2)吸收塔系統(tǒng)。該系統(tǒng)由文丘里管、塔底吹掃、塔底排灰裝置、進(jìn)口煙道、頂部出口段等構(gòu)件組成,其中塔底徘徊裝置采用雙軸自清式機(jī)械運(yùn)輸方式構(gòu)成,并設(shè)置相應(yīng)的吹掃放堵裝置,該系統(tǒng)吸收塔壓降設(shè)計(jì)值為1200Pa~200Pa,床層壓降設(shè)計(jì)為600Pa~1400Pa,煙氣在其中的停留時(shí)間要高于5S,吸收塔的流速為4.5m/s~6m/s。
(3)物料循環(huán)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由插板閥、空氣斜槽、灰斗流化槽、充氣箱、氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥等構(gòu)件組成,該系統(tǒng)運(yùn)用空氣斜槽來(lái)運(yùn)輸循環(huán)灰,并可根據(jù)床層壓差的變化對(duì)關(guān)斷閥進(jìn)行把控,除塵器灰斗流化槽與空氣斜槽中分別設(shè)置相應(yīng)的流化風(fēng)機(jī),其能將流化風(fēng)加熱到80℃~120℃之間。
(4)布袋除塵系統(tǒng)。近年來(lái),除塵技術(shù)的不斷革新為我國(guó)火電行業(yè)的發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ),低壓脈沖旋轉(zhuǎn)反吹袋式除塵器以其所具備的優(yōu)勢(shì)功能備受企業(yè)所推崇,且日益成熟,特別適用于燃煤鍋爐中的煙氣除塵。該類型的袋式除塵器都采用動(dòng)態(tài)在線清灰技術(shù),在具體操作的過(guò)程中同一過(guò)濾分室其他濾袋也一直處于工作狀態(tài),清灰過(guò)程往往用大型脈沖控制閥進(jìn)行操控,并以旋轉(zhuǎn)的噴吹臂對(duì)濾袋進(jìn)行清理,且低壓的處理方式也從一定程度上提升了濾袋的使用壽命。
(5)輸灰系統(tǒng)。前級(jí)預(yù)電除塵器中加入了引式倉(cāng)泵,能將那些粉煤灰用氣力運(yùn)輸?shù)姆椒ㄋ偷礁咂焚|(zhì)灰?guī)熘?,并根?jù)物料的平衡需求,將反應(yīng)中留存下來(lái)的少許脫硫劑副產(chǎn)物排到設(shè)備外,從脫硫灰的屬性與工藝特點(diǎn)來(lái)說(shuō),可選擇正壓濃相氣力輸送的方式用管道將脫硫灰傳動(dòng)到相應(yīng)的存儲(chǔ)庫(kù)中。在布袋除塵器中,有一部分脫硫灰經(jīng)過(guò)氣動(dòng)流量關(guān)斷閥與充氣箱之后進(jìn)入脫硫灰?guī)熘校酝ǔG闆r下氣力運(yùn)輸艙泵往往要選擇下引式,而出料閥、進(jìn)料閥可采用雙金屬插板的方式,保障系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性,并設(shè)置相應(yīng)的三次氣動(dòng)及自動(dòng)清堵裝置。
(6)工藝水系統(tǒng)。在煙氣脫硫過(guò)程中,往往會(huì)用到吸收劑消化水、輔助設(shè)備冷卻水、吸收塔工藝水等,其中吸收塔工藝水的運(yùn)輸與儲(chǔ)存需要以單體設(shè)備為單位組成完善系統(tǒng),要涵蓋高壓水泵、噴槍、括水箱、連接管道閥門及必要的調(diào)節(jié)裝置,在水泵、水箱的入口處要設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)。
(1)做好啟動(dòng)前的必要準(zhǔn)備工作。在系統(tǒng)啟動(dòng)前,相關(guān)工作人員要先做好系統(tǒng)吹凈工作,將壓縮空氣管道、水管道及系統(tǒng)中的設(shè)備用吹風(fēng)機(jī)的方式來(lái)保障其潔凈程度;隨后,要做好清洗工作,對(duì)那些不帶電、不走電的構(gòu)件進(jìn)行清理,如噴嘴、氣管、水管等;在清理工作完成后要開(kāi)展相關(guān)的試驗(yàn),對(duì)系統(tǒng)所能承受的強(qiáng)度、是否漏氣漏水、泄漏量的多少進(jìn)行檢測(cè),找到問(wèn)題后快速解決,要做好各管路、閥門的排查工作,以免耽誤后續(xù)脫硫工作的正常開(kāi)展。
(2)系統(tǒng)急停。在脫硫設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題,這時(shí)我們就需將系統(tǒng)緊急制動(dòng),可脫硫系統(tǒng)較為復(fù)雜,若不按照一定的順序很可能會(huì)帶來(lái)較大的負(fù)面影響。我們可按照以下的流程進(jìn)行:關(guān)閉高壓水系統(tǒng)→關(guān)停吸收劑制備與供應(yīng)系統(tǒng)→關(guān)停脫硫循環(huán)灰系統(tǒng)→關(guān)閉清潔煙氣再循環(huán)從風(fēng)擋→關(guān)停斜槽流化風(fēng)系統(tǒng)→啟動(dòng)排灰裝置,直至排空。
(3)塌床處理。若在運(yùn)行過(guò)程中,爐內(nèi)引風(fēng)機(jī)突然失去電能供給,脫硫除塵系統(tǒng)會(huì)快速關(guān)閉吸收塔噴水與脫硫灰循環(huán),用引風(fēng)機(jī)在失去動(dòng)力后的慣性在短短數(shù)秒中快速排空塔內(nèi)物料,在鍋爐重啟后布袋除塵器灰斗中所存儲(chǔ)的物料傳輸回吸收塔,在幾分鐘內(nèi)快速重建流化床并恢復(fù)正常工作。
綜上所述,我們不難看出煙氣脫硫是一項(xiàng)有著較強(qiáng)專業(yè)性的系統(tǒng)性工作,相關(guān)工作者應(yīng)在實(shí)際操作中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),用世界格局時(shí)刻留意該技術(shù)的發(fā)展,加緊學(xué)習(xí)先進(jìn)知識(shí),著力解決實(shí)際問(wèn)題,在崗位上謀求突破創(chuàng)新,在實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值的同時(shí)為企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供助力。