循环流化床脱硫塔长周期运行改造研究

循环流化床脱硫塔长周期运行改造研究

赵思锋

洛阳永龙能化有限公司 河南省洛阳市 471100

摘要：本文首先简要分析氨法脱硫技术的工艺特点，然后通过论述脱硫系统长周期稳定运行的影响因素，如脱硫塔铵盐结晶不稳定、烟气氨法脱硫氨逃逸和拖尾问题等，重点提出了具体可行的改造措施，旨在充分发挥出氨法烟气脱硫技术的应用价值，确保良好的改造效果。

关键词：循环流化床；脱硫塔；氨法脱硫；改造

针对当前使用的循环流化床燃煤锅炉，通过炉内喷钙脱硫的应用，在没有投用石灰石系统的情况下，SO₂排放浓度在1700 mg/ NM³左右。锅炉作为单锅筒横置式，其高温和高压性质显著，循环流化床锅炉的布置主要以全钢架π型为主，广泛应用于下游装置，在供气和供热等方面发挥着重要作用。要想与火电厂大气污染物控制标准要求相契合，加强发电锅炉的烟气脱硫改造是至关重要的，经过改造，酸铵周期性不结晶现象开始出现，从而加剧了烟气“拖尾”现象的严重性。然后经过深入改造，有效解决了铵盐不结晶问题，而且烟气拖尾也得到了相应的控制，最大程度地确保脱硫塔运行的稳定性。

1. 氨法脱硫技术的工艺特点分析

对于氨法脱硫技术进行分析，对燃煤硫份的适应性要求越来越高，可适用的燃煤硫份最低为0.3%，在中高硫煤应用过程中，具有较强的经济性，而且也可以高度适应硫份波动。脱硫划分吸收反应速度较为迅猛，可以保证脱硫效率，通过较小液气比的应用，可以将操作运行费用保持在合理范围内。对脱硫系统进行分析，由于所需的设备并不多，可以保证运行的可靠性，而且也可以避免投入较多的维修费用。装置占地面积并不大^【1】，脱硫和副产物后，可以实现独立化布置和处理，其灵活性较为突出。脱硫剂原料来源是比较多元化的，液氨、氨水等均可以进行应用。锅炉负荷变化具有较强的适用性能，具有明显的负荷跟踪特性，启动和停止阶段都具有较高的便捷性，即使面对低于110%负荷，也可以很好地适用调峰机组。由于免去了脱硫废水排放这一环节，所以无需在污水处理方面投入较多的费用。

2. 脱硫系统长周期稳定运行的影响因素

（一）脱硫塔铵盐结晶不稳定

对不稳定现象进行分析，在脱硫系统运行半个月左右后，浆液的粘稠现象比较明显，且结晶的难度性较高^【2】。在浆液循环槽顶部，通过对孔和吸收塔氧化段的观察，所溢出的泡沫较多。碱液在后续系统的分离具有较高的难度性，离心机筛网的成型难以保证，下游干燥机等设备出现了明显的腐蚀现象。所以予以暂停处理，以便于展开清堵处理工作。在复工后，不结晶现象再次出现，而且周期越来越短。在不结晶料清堵出来以后，仅仅进行晾晒处理，所以需要浪费较多的时间和精力，甚至会加剧二次污染现象的出现，不利于装置的正常运行。

（二）烟气氨法脱硫氨逃逸、拖尾问题

对于氨逃逸来说，主要是指在氨水温度较高的情况下，经过分解，氨水转变为气态氨，而且经过烟卤的作用，燃气逐渐排出脱硫装置。对氨逃逸和拖尾现象经常分析，用氨量增大得到了充分体现，在烟囱排烟中，含有的固体结晶物的粒径较小，所以出现光线散射的概率较高，而且逆温现象经常出现，导致烟卤排放中出现“拖尾”。在生产过程中，要想确保烟气中硫化物的排放符合标准要求，往往对氨水进行过渡使用，从而造成氨逃逸现象的出现。基于此，浪费了较多的氨，而且二次污染的出现几率也会变高。所以说，在氨法脱硫工程中，必须要对氨逃逸予以高度重视，这是脱硫工艺的重要内容之一。

3. 脱硫系统长周期稳定运行的改造措施

1. 针对不洁晶问题

1.增加加氨分配装置

在吸收二氧化硫方面，氨水具有较强的反应效率，二氧化硫的水化反应，对反应速率产生了很大的影响。气膜传质控制，是水化反应的重要影响因素之一，在吸收液PH值较高的情况下，为二氧化硫在氨水溶液中的溶解创造了有力条件，膜阻力并不大，而在PH值较小的情况下，会明显增加膜阻力。在脱硫塔运行控制过程中，循环液PH值不容忽视，一旦PH值的合理性欠缺^【3】，极容易影响到循环液中各组分之间的反应。对循环液PH值的分析，可以准确判断结晶状态，从而将脱硫塔的运行状况保持在可控范围内。通过湿式氨法脱硫循环液PH值的应用，可以确保脱硫效率的稳步提升，并对氨逃逸量进行降低、控制。

在具体改造过程中，要将加氨分配装置增设到脱硫塔氧化段内，对氧化段进行合理划分，分配器内外浆液分别为吸收液、母液，在分配连通孔的帮助下，可以顺利交换吸收液和母液，从而对浆液PH值梯度进行控制。吸收液PH值较高，最低控制在6.0左右比较适宜，母液则相反，最低控制在5.0左右即可。

2.完善上游除尘设施

对布袋除尘器进行及时更换处理，在入塔之前，粉尘含量应低于30 mg/ NM³，防止渗入杂质，最大程度地维护结晶效果。

3.增加曝气扰动

将环形曝气管，安装在脱硫塔浓缩段底部塔盘，通过氧化段来余气的应用，发挥出对硫酸铵颗粒浆液的扰动作用，以免浓缩段底部积料沉积现象的出现。

4.浆液循环槽搅拌器升级改造

钢衬橡胶，在原搅拌器设计中比较常见，而在硫酸铵结晶颗粒系统中，内衬橡胶的应用，极容易加剧磨损脱落程度，通过整体升级，对2507双向不锈钢材质进行应用，明显增强其耐磨性能和耐腐性能。同时，以往搅拌器转速为39r（一分钟），现降低到31r（一分钟）^【4】，为硫酸铵晶体的形成创造了有力条件，其生长时间大大延长。

(二）治理氨逃逸、拖尾的改造

首先，增加丝网除沫器。如果脱硫塔结构没有出现任何变化，应将丝网除沫器增设到两层屋脊式除雾器之中，旨在对烟气带水问题予以消除和解决。其次，喷淋系统优化升级。对于原有的喷淋层布置进行分析，其合理性严重欠缺，管径和喷嘴并不大，出现断裂堵塞的几率较高^【5】。经过改造，应重新布置管道，在喷嘴方面，加强空心切线锥的应用，对喷嘴角度予以不断优化，将喷淋的整体性能发挥出来，确保液气比率的稳步提升。

2. 改造效果

首先，经过改造，对氨分配装置予以增设，明确区分浆液PH梯度，从而有效提高了装置运行的可靠性和稳定性。其次，在浓缩段，通过对曝气装置的增设，对于处理吸收塔段塔盘积料问题具有很大的帮助，从而将浓缩段浆液氧化率提升上来。再次，有效解决了烟气氨逃逸现象，脱硫效率已高达98.5%。SO₂排放指标、粉尘排放分别控制在120mg/NM³、20mg/NM³，明显低于改造之前。最后，除沫器效率将近100%，除沫后烟气中液滴含量(干基)在20mg/NM³以下，对于解决烟气拖尾问题具有很大的帮助。氨利用率已经上升到90%，原来仅仅为85.5%。

4. 结束语

综上所述，要想确保结晶异常和氨逃逸等问题得以顺利解决，必须要积极改造和完善氨法脱硫工艺，在改造过程中，要对浆液PH值梯度进行分析，然后对脱硫塔内设施予以不断优化，对氨的注入量进行控制，确保氨利用效率的提升。总之，经过改造，企业所获得的经济效益和社会效益显著。

参考文献：

[1]吴晅,刘鹏,魏楠,潘慧,李晓瑞.循环流化床脱硫塔气固流动特性CPFD模拟[J].中国电机工程学报,2020,40(10):3229-3241.

[2]刘家林,李同春.循环流化床脱硫工艺在焦炉烟气治理中的应用分析[J].冶金管理,2020(03):72-73+83.

[3]李仁刚,雷达.烟气循环流化床脱硫除尘技术在超低排放中的应用[J].电力科技与环保,2019,35(05):36-37.

[4]刘强国,丁泽国,郑丽君.循环流化床半干法脱硫床体建模以及稳床措施研究[J].纯碱工业,2019(03):35-37.

[5]赵宇,宋春然,宁国东.循环流化床锅炉深度脱硫系统性能分析与优化建议[J].内蒙古电力技术,2016,34(05):40-43.