一体化脱硫脱硝除尘工艺研究及优化改造

一体化脱硫脱硝除尘工艺研究及优化改造

陈雷

国能龙源环保南京有限公司 江苏 南京 210000

摘要：环境问题在近些年的工业发展进程中逐渐暴露。现阶段，实现无害化的脱硫脱硝除尘处理，仍属于环保领域的一项重点研究课题。基于此，本将简要分析一体化脱硫脱硝除尘工艺及其优化改造要点，旨在为后续治理工作提供借鉴。

关键词：脱硫脱硝除尘；一体化；工艺改造；工艺优化

引言：一体化脱硫脱硝除尘工艺的出现，可视为人们环境保护意识得到强化的一种表现。在国家持续加大环境保护工作力度的背景下，有关一体化脱硫脱硝除尘工艺的优化改造极为重要。该项工艺技术不仅得到相关行业领域的高度关注，而且拥有巨大的发展潜力，在满足保护环境要求的同时大幅提高能源使用率。

一、脱硫、脱硝及除尘工艺概述

（一）脱硫工艺

第一，双碱法。该项工艺主要是防止脱硫后易于结垢，避免能源消耗过大。针对这种脱硫工艺而言，一般会划分成浓碱法以及稀碱法。具体来讲，如果烟气含硫量偏高应采取浓碱法，情况相反运用稀碱法，通过合适的方法减少循环吸收液含有硫酸钙的质量，能在一定程度上减少结垢风险。

第二，干法脱硫。该项工艺不仅成本投入低，而且系统操作简洁，方便启停，常见于和低于的中小型机组，特别适合应用在改造项目[1]。烟尘从空预器中产生后利用除尘装置完成预除尘，再送入反应器后与增湿循环灰中已经混合好的吸收剂进行反应。吸附剂与二氧化硫在增湿和减温的情形下，通过化学反应形成了硫酸钙和亚硫酸钙。烟尘在完成化学反应后带走的固体颗粒通过布袋在除尘装置内收集并净化。而循环灰经过收集和干燥后，再由烟气分离并流入风灰斗内，待完成流化后再经过运输装置流入混合机内并与消石灰相混，增湿搅拌混合灰送入反应器，就这样建立起循环系统。

（二）脱硝工艺

    第一，SCR法。烟气脱硝中所用的催化剂主要分类是高、中、低温，催化剂种类有所不同，所适用的反应温度也不尽相同。反应温度若是过低，将会削弱催化剂活性，在一定程度上也影响了脱硝效率，而催化一旦继续运行在低温环境下会造成永久损坏；温度若是偏高，导致氨气被氧化并增大氮氧化物的生成量，加之催化材料发生相变影响活性。现阶段，系统主要以高温催化剂为主，其温度范围在摄氏度到摄氏度[2]。这种方法的优势在于具备较高的脱硝效率，不足是燃料因为包含硫分，在实际燃烧中会生成硫酸酐。如果在有氧环境下中加催化剂会大幅增加硫酸酐，在与过量氨气反应生成，由于其具备一定的粘性及腐蚀性，导致尾部烟道及空预器被损坏。虽然硫酸酐的生成量相对有限，也不应该忽视其引发的影响。

第二，臭氧脱硝。这一工艺技术能够获得相对理想的氮氧化物脱除率，通常情况下的脱除范围是到，甚至达到左右，即使在不同氮氧化物的浓度、一氧化氮与二氧化氮比例条件下，依旧维持较高的脱除效；由于没有和氮氧化物发生反应的臭氧会被去除，因此不会发生臭氧泄露现象。除上述优势，这项工艺技术使用中一氧化碳和二氧化硫的存在，并不会对去除氮氧化物造成影响。

（三）除尘工艺

第一，布袋除尘。使用的基本原理为利用适宜的过滤材料，把在尘烟中携带的尘粒截留，针对粗粒灰尘而言，捕集操作依靠的是因为惯性彼此相互碰撞，而细粒粉尘主要借助筛分作用。使用该技术达到的除尘效果会受到很多因素影响，但最关键的一个因素是滤料。通常滤料选择由天然纤维等制作的材料，结合实际将缝成扁平形、圆筒形的滤袋。烟气温度未超过摄氏度时，滤料在维持良好耐久性以及耐酸性的条件下，选择涤纶绒布；有关高温烟气的处理，选择石墨化玻璃丝布。布袋除尘的主要缺点在于烟气中的水分含量偏高，或是因为粉尘的吸湿性而滤堵塞，为此需要采用相应的保温措施确保水分不发生凝结。

第二，湿法除尘。这种除尘装置，使含尘物质密切接触水滴，利用粒子和水滴间的惯性摩擦碰撞，将粒子捕集或使颗粒放大，具体来说“除雾器”就是把喷淋式和水浴有机结合。先利用离心机组的强吸力使粉尘压进到槽内，然后水浴能将灰尘于水中吸附。气体由下至上流动并且高压喷头按照这种顺序喷射水雾，以对剩余尘粒加以捕集，一般滤效率在左右[3]。

二、改造工艺流程概述

此项工艺的设计思路要重点考虑以下三方面：首先，技术理念。在烟气排放量增大，传统除尘工艺难以满足实际要求的情况下，则有必要进行技术优化和改造，通过实现脱硫和脱硝有机结合，建立更具实效性的除尘工艺模式，通过一体化装置与对运行技术的优化，展示最佳的一体化脱硫脱硝除尘工艺效果。其次，过程思路。烟气排放后通常由旋风器负责清理，在此基础上将其大方面回收，由此完脱硫脱硝除尘。最后，热度核算。依据热力学原则，考虑物料的实际使用情况。通过本文拟定的工艺优化改造方案，力求让项目实现二氧化碳排放量每立方米低于毫克；氮氧化物排放量每立方米低于毫克；每立方米的粉尘颗粒排放量低于毫克。

（一）流程技术特征

针对工艺流程而言，规避氨法脱硫所带来的不良反应，也就是为产生气溶胶提供条件。一是烟气若是接触吸收液，则会有气溶胶产生，技术人员先通过硫铵液进行降温处理，防止提供气溶胶产生所需的温度条件；二是在降温环节，采用流量较强且雾化程度偏低的喷头，防止蒸干硫铵液的小液滴而变成固体微粒；三是增加氧化增强装置，确保稀液进入系统后的氧化度维持在

；四是控制吸收液的成分，选择比例合适而且不含氨的（溶液，防止发生氨逃逸问题；五是脱硫塔上部，独立安装了水洗涤段，通过洗涤脱硫之后的气体，降低气体中携带的液滴量，在一定程度控制游离氨逃逸。

（二）氨利用技术特征

这项技术的主要特点是较高的使用效率，每吨氨能产出化肥吨。因为采用上述举措减少氨损失，从而自然增大硫铵产量。由此会增加销售收入，减少脱硫运行成本投入。

（三）净烟气洁净排放特征

游离氨小于等于每气体体积毫克，同时附近设备外表也不会被腐蚀，并不会影响到环境。将填充物水洗段独立设置于吸收段上方，在填料层中通过循环水接触经过脱硫处理的湿烟气，可以完全吸附游离氨，从而避免形成直径小于等于微米的水滴。另外，塔上设置的除雾器可以截留液滴。该项方案的应用，能够防止发生不良反应与生成细小的硫铵液滴，得以让游离氨被有效回收，并且除雾处理完成的净烟气基本不含液滴，实现每气体体积的游离氨小于等于毫克，氨的使用率大于等于。

三、改造脱硫脱硝装置

（一）改造脱硫塔

将厂内现有脱硫塔改造成一个多功能组合塔，在塔内满足进行烟气降温、吸收二氧化硫、洗涤烟气等流程。

（二）改造烟气系统

从引风机流入的热烟气利用已有烟道，来到浓缩箱同时向下穿越喷淋层（硫铵液），而烟气在此处进行冷却直至其达到饱和温度，与此同时继续浓缩硫铵液。箱体的中部出口和下层出口进入脱硫塔，由循环浆液吸附二氧化硫，在把其他污染物和硫氧化物消除后，再进入到除雾段和水接触，这样能够洗涤气体当中携带的微粒。脱硫塔的塔顶烟道，再把净烟气送入原烟囱中排出。

（三）改造浓缩系统

烟气和硫铵液在浓缩箱内部并流接触，进一步提高硫铵浆液的浓度，并且会有一些结晶析出。有关此段，因为截面较大加之气体流速迟缓，导致硫铵液在气体中的携带量较少，避免发生气体携带液体的问题。硫铵液浓缩后泵入喷淋层用于循环使用。

（四）改造氧化空气系统

保障（被氧化的效果，该方面在脱硫塔外单独设立一个氧化槽，内部浆液利用氧化风机设备把氧化空气送进反应池。因为要强化氧化效果，系统调整为喷管式，将其由分布管注入并且分散成小气泡，在浆液中均匀分布。反应池中无机化合物硫酸酐被氧化空气彻底氧化。

（五）改造二氧化硫吸收系统以及洗涤系统

该方案中依然使用脱硫塔原来的吸收方式，仅是将喷头数量增加。从进气口烟气被送入脱硫塔，铵化溶液与其含有的二氧化硫发生反应，脱硫之后的吸收液会掉落在溶液池，然后利用循环泵送到喷淋层继续应用。吸收液中原本就含有一定量的（因此具备相对理想的脱硫效率。

（六）增设装置

    第一，增设提供两个脱硫塔应用的一个烟气浓缩降温箱。四台浓缩泵安设于箱体两旁，且在原本的水平烟道下方安装结晶排出泵。

第二，塔上部安装水洗段，包含液体分布器与规整填料一层，折流板除雾设备两层。

    第三，增设风机两台与氧化槽一台，规格是直径米、高米，将其安装于原有的浓缩罐处。

四、改造优化效果分析

为了检验系统改造优化成功与否，针对一体化脱硫脱硝除尘工艺完成改造优化后，开展烟气检测实验。检测到的一氧化氮、二氧化硫、粉尘颗粒结果如下（见表1）：

表1：烟气检测结果

通过上表结果得到结论有以下三点：首先，保持设备脱硫率百分之百的条件下，排放值满足相关排放标准；其次，脱硝效率能达到，并且排放值比排放标准低，改造优化之前的排放值是完成改造后的倍；最后，除尘效率能达到，并且排放值满足相关排放标准，系统改造之前的排放值是完成改造优化后的倍。

结束语：综上所述，在国内能源结构组成中煤炭资源的主导地位仍然无法撼动，各行业依然具备较大的煤炭资源需求。但是煤炭资源如果没有合理使用，加之不能充分处理排放烟气，很容易在一定程度上加剧环境污染问题。因此，依据国家发改委颁布的标准要求对，改造优化脱硫、脱硝和除尘工艺并实现一体化，相比之前会大幅提高脱硫、脱硝以及除尘率，为企业创造更多的生态效益和经济效益。

参考文献：

[1]刘贤.火电厂脱硫脱硝除尘一体化技术研究[J].清洗世界，2022，38(10):66-68.

[2]郝宏飞.一体化脱硫脱硝除尘运行试验及优化改造[J].山西化工，2021，41(03):68-70+73.

[3]屈四海.脱硫脱硝除尘一体化装置改造和优化运行小结[J].化工管理，2017(11):18.