某热电厂湿法脱硫的改造

摘要：对湿法脱硫系统的设计、工作原理及运行方式进行概述。通过对现有设备进行技术改造，来实现除尘效率和脱硫效率的提高，同时保证设备能安全稳定运行提高锅炉整体效率。

关键词：湿法脱硫、脱硫塔、沉降室、除尘效率、脱硫效率、

中图分类号：TM62文献标识码：A文章编号：

笔者所在热电厂建于1995年，装机为2*12MW。锅炉型号CG-75/3.82-M2。单汽包自然循环固态排渣煤粉炉，采用“П”型布置。近年，随着我国电力工业的污染物的国家环保排放标准日益严格，新建及扩建发电厂的要求必须安装脱硫装置。因此笔者所在热电厂于2009年开始进行脱硫改造项目，采用钙-钠双碱法脱硫工艺。

一、钠－钙混合双碱法脱硫及防垢机理

（1）脱硫塔内的脱硫反应

当循环泵将脱硫循环池内的脱硫剂Na2SO3和CaSO3·1/2H2O泵入脱硫塔内与烟气中SO2接触时，将发生如下脱硫反应：

塔内主要脱硫反应：Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3

塔内次要脱硫反应：CaSO3·1/2H2O + SO2 +1/2H2OCa(HSO3)2

（2）循环池内的再生反应

钠－钙混合双碱法脱硫的实质是，用Na2SO3溶液和CaSO3·1/2H2O悬浮液在塔内脱硫，生成溶解度很大的NaHSO3和Ca(HSO3)2（因而设备不结垢），再用石灰乳（Ca(OH)2）在循环池内与NaHSO3和Ca(HSO3)2反应，再生出Na2SO3和CaSO3·1/2H2O循环脱硫。在这里，循环池实际上是一个Na2SO3和CaSO3·1/2H2O的再生反应器。

脱硫渣所带走的极少量Na+由随石灰乳池泵入的石灰液（加入适量NaOH或Na2CO3）进入循环池补偿。

二、具体实施方案:

（a）拆除原75t/h炉麻石水膜除尘器φ2.5m主塔和文丘里，重新设计、制造、安装φ3.2m麻石主塔，主塔内安装气水分离器、XP脱硫除尘塔板和除雾器等部件。每台75t/h炉设2台主塔，主塔高21.0m。

（b）主塔下部面增加麻石沉降室，主要作用是除尘。

（c）保留每台75t/h炉原有的副塔，但副塔的高度要由原来的17m增加到21.0m。

（d）改造后的"除尘、脱硫一体化"设备由沉降室和主、副塔组成。该一体化设备可以实现"先除尘、后脱硫"再两级净化，确保引风机不带水。

（e）为了减少系统阻力，主塔中部只安装1层XP脱硫除尘塔板和喷淋层，可以保证高的脱硫效率；该塔板同时具有高效除尘功能，可将主塔下部没有除去的细尘进一步脱除，实现高效除尘。

（f）为保证引风机不带水，须在副塔和引风机之间增加除雾室，实现二级脱水。

1＃、2＃75t/h锅炉工艺流程如图示，本工艺为二级净化流程。

第一级：锅炉烟气经沉降室和主塔下部除尘段除尘后，灰水通过灰水沟进入大沉淀池沉淀处理，完成第一级净化。第一、二级净化可达95％左右的除尘效率和10％～15％的脱硫效率。

第二级：完成第一级净化后的烟气经气水分离器后，立即通过主塔中部的1层XP塔板和喷淋层时，与来自脱硫循环池的脱硫剂进行充分的逆流接触，以脱除烟气中的SO2并继续脱除剩余的细尘；完成脱硫后的浆液全部返回脱硫循环池。新鲜石灰乳不断泵入脱硫循环池，再生出Na2SO3和CaSO3·1/2H2O循环使用。脱硫过程生成的多余的Na2SO3和CaSO3·1/2H2O浆液泵入沉淀池，沉淀池的上清液自动流回脱硫循环池，以回收其中的Na2 SO3；从沉淀池底部流出的以CaSO3·1/2H2O为主的浓浆液进入灰水沟，同除尘灰水一道进入沉渣池，并将生成的CaSO3·1/2H2O沉淀分离。

除尘、脱硫后的烟气经主塔上部一级旋流脱水器和副塔与引风机之间的除雾室进行二级脱水后，由引风机送入烟囱排放，SO2排放浓度≤100 mg/Nm3，烟尘排放浓度 ≤200mg/Nm3。

经过改造后使用，发现脱硫效果能够达到设计要求。但是由于是湿法除尘脱硫塔，在使用过程中出现由于燃煤质量差时，烟气中有大量粉尘需要在脱硫塔中被捕捉并带走，如不进行降尘，引风机叶轮急剧磨损，最终导致损坏，严重时曾在三个月内更换两个叶轮。所以需要加大脱硫水量，然而加大脱硫水量后出现新的问题，一是烟气带水严重，引风机多次出现由于积灰严重，导致风机失衡被迫停炉，最短停炉清灰周期仅7天。二是脱硫水量加大后，无法及时回流至循环池，脱硫剂混合着流入排渣管沟，造成极大的浪费。

针对这一问题，笔者所在热电厂进行多次分析论证，在2010年对脱硫系统再次进行改造，改造如图

具体方案如下：

在烟道上加装一组陶瓷多管除尘器，采用75T锅炉配套型号。原厂设计放灰为间断式放灰，由人工控制。经使用后发现，由于间断放灰不能适应负荷波动，而且浪费人力，每班次需值班人员放灰四到五次，每次放灰时间都在40分钟左右。当烟气中粉尘量增大时，放灰不及时，极易造成除尘器堵塞，严重时影响锅炉负荷达50%。对机组安全运行影响极大。而如果敞开式放灰，系统大量漏风既增加厂用电率，又降低了除尘器效率。对此，笔者所在热电厂将放灰装置改为电动锁气器，进行连续放灰，使用后效果显著，除尘效率由原来的70%提高到90%，机组运行安全系数也大大提高。

在沉降室内增加两组喷淋水，一组喷淋水对烟气直接进行清洗，另一组喷淋水在沉降室内壁形成水膜，当烟气在沉降室内旋转上升时，烟气中的粉尘被水流及时带走。

对脱硫塔内部脱硫喷嘴进行改造。由原来的4个喷嘴增加为6个喷嘴。喷嘴孔径由原来的6.4mm换为4.8mm，流量由单截面280L/min变为240L/min，喷嘴角度由90度变为120度，通过这样改造，脱硫水流量得以减少，但脱硫水覆盖面积增加，脱硫效率和捕灰效率都有不同程度的提高。实际使用后，在线监测数据显示SO2排放浓度≤80 mg/Nm3，烟尘排放浓度 ≤150mg/Nm3。

通过以上一系列措施，烟气中粉尘及烟气带水问题都得以解决，单炉有效运行时间得以保证。改造完成以后，锅炉脱硫塔清灰间隔时间由原来的最短7天，提高到120天。引风机磨损情况也得到缓解，自二次改造以后已近两年，没有出现过叶轮磨损报废的问题。

结束语

湿法脱硫系统在使用过程中有多种因素会影响到脱硫效率，同时会影响锅炉整体运行效率。各地脱硫系统的设计和使用情况也略有不同，我厂的情况只是一个个例，通过对现有的设备技术改造实现脱硫设备的正常运行。从而确保发电机组整体的稳定运行。