烟气脱硫装置提效改造技术与策略

烟气脱硫装置提效改造技术与策略

刘晓文

河北大唐国际唐山热电有限责任公司设备部   河北省唐山市  063000

摘要：在市场经济不断发展的当下，自然环境问题显得越发严重。对于火电厂而言，烟气排放中有害物质占比较高，同时这些物质本身对于环境的危害性也比较突出。为了有效的降低对生态环境的污染，最大程度上提高资源的利用率，对烟气脱硫装置进行效率提升改造，可有效降低了火电厂生产环节对环境的污染。基于此，本文结合实际改造工作中的技术路线及原理进行介绍，以供参考。

关键词：火电厂；烟气脱硫装置；提效改造技术；环保措施

现阶段，我国在经济发展过程中仍然采取火力发电为主的发电模式。在火力发电影响下可能会导致大量的煤炭资源损耗，造成一定的自然资源损坏，同时导致大量的二氧化硫、氮氧化物及粉尘等污染物排放，进而破坏环境。为了让我国经济得到可持续发展，满足清洁生产需求，深度降低三项污染物排放指标，基于环保设施超低排放改造的基础上，进一步实施脱硫装置提效改造，通过脱硫装置吸收塔及其附属设备的改造提效，实现污染物排放持续达标排放。为机组环保经济运行打下坚实的基础。

1烟气脱硫装置提效改造技术研究的必要性

通过工业废气排放，在一定程度上影响周围环境的质量，对发电企业的可持续发展造成严重限制，实施改造机组企业所在地于2020年6月由五部门联合下发《省重点行业大气污染综合治理方案》，要求电力企业实现深度减排，粉尘、二氧化硫、氮氧化物的排放值分别达到5mg/Nm3，25mg/Nm3,30mg/Nm3。

企业粉尘排放完全满足要求。脱硝系统在2019年、2020年分别更换两层新催化剂后增加喷氨可达到要求，但脱硫系统无法满足长期25mg/Nm3以下限值排放要求，必须限负荷运行。基于此，对脱硫装置提效改造技术进行研究，积极利用烟气脱硫新技术，采取科学有效的烟气处理工艺，实现对于此类污染废气的高效治理。同时，基于长远发展的视角，强化对于烟气处理技术的管理[1]。

2原烟气脱硫装置技术路线及参数浅析

2.1 原烟气脱硫装置系统简介

企业已经于2014年分别对机组脱硫系统进行增容改造，设计入口SO2浓度为2500mg/m3，出口SO2排放浓度小于35mg/m3，除雾器出口烟气携带的水滴（≥20m）含量低于50mg/Nm3（干基，标态）。每个塔五层喷淋层，五台浆液循环泵、两台氧化风机及其它附属设备。改造完成后，脱硫系统出口SO2平均排放浓度不超过35mg/m3，脱硫系统总压降为2050Pa。

吸收塔采用喷雾塔，循环泵将吸收塔浆池内的吸收剂浆液循环送至喷嘴，循环泵按照单元制设置（每台循环泵对应一层喷嘴），吸收塔内布置5层喷淋管道，每层喷淋安装喷嘴102个。喷嘴型式：最上层及近塔喷嘴为单项空心锥型，其余均为双向空心锥喷嘴。材料：SIC，喷嘴角度90°。除雾器形式为一级管式+二级屋脊式除雾器。每座吸收塔设置2台氧化风机（1运1备），对塔底浆池亚硫酸钙进行强制氧化。每塔设置一套事故烟气冷却系统，用于循环泵发生故障停运，造成高温烟气损伤吸收塔内的防腐内衬时迅速投入事故烟气冷却系统，保护吸收塔内的防腐内衬。

2.2 原烟气脱硫装置存在的问题

（1）由于地方部门要求深度减排，将排放限值由35mg/m3调整为25mg/m3，脱硫系统无法满足减排要求。

（2）企业燃煤结构主要为山西高硫煤，为控制燃煤含硫量不超设定值1.04%，须掺配大量低硫煤，目前低硫煤采购困难，价格高，发电成本大幅增加，无法利用煤质调节实现减排目标。

（3）地方部门在特殊天气状态下要求减半排放时，脱硫装置在运行中大量使用增效剂，导致石膏品质下降，2018年因减半排放造成石膏脱水困难，含水量超标长达一个月。

（3）系统设备缺陷较多，2020年5、6月份分别对1、2号脱硫喷淋层进行检查，发现吸收塔喷淋层支管磨损较为严重，个别喷嘴有脱落现象。

3现有烟气脱硫装置改造的主要技术路线

3.1吸收塔改造

对吸收塔进行改造，提升塔体高度，增加一套或两套浆液循环装置，同步增加喷淋层，对其它喷淋层及系统进行必要的改造。此技术相对成熟，但改造费用较高，系统改动面广，施工周期长，一般机组停运时间不能满足施工周期需求，需申请机组大修进行。

3.2前置预洗塔改造

在吸收塔外新建前置预洗塔，将烟气引入前置预洗塔进行初脱硫，降低烟气SO2含量，在进行吸收塔进行全面脱除，此技术应用较为广泛，同样存在施工周期长，系统改动较大的问题，费用投入也较大。

3.3混动扰流改造

在吸收塔内增加烟气均布、混动扰流等装置。提高均气效果，延长烟气滞留时间，使气液固三相充分接触，降低气液膜传质阻力，提高传质速率。增加气液接触界面，增加浆液与烟气的接触时间以及浆液利用率，从而减少浆液循环量，提高SO2的吸收效率。此技术同样较为成熟，应用广泛，费用较低，施工周期短，在一般性机组检修工期可实施改造。

4烟气脱硫装置改造的技术路线确定及实施效果

4.1 改造技术路线

在充分调研论证的基础上，采用增加吸收塔旋汇耦合技术方案，在吸收塔内第一层喷淋层与烟气入口之间安装旋汇耦合器，其核心部件为圆形不锈钢筒状结构，中间为螺旋状叶片，在塔内呈皮面布置，耦合器之间缝隙完全封堵，烟气及浆液相向从耦合器之间通过，让气液固三相充分接触，延长烟气滞留时间，提高吸收塔均气效果，降低气液膜传质阻力，提高传质速率。

鉴于喷淋层喷嘴对脱硫效率的重要作用，对吸收塔塔现有的喷淋层支管及喷嘴进行重新设计，喷嘴密度由原来的每层108个增加至135个，喷淋覆盖率达300%以上。采用高效喷嘴，提高浆液雾化效果。

对分支式氧化风管道实施调整，降低安装标高1米，提升氧化速率。对氧化风管安装角度整体调整，使出口端远离浆液循环泵入口，减少汽蚀余量，提升浆液循环泵效率。

对浆液循环泵进行大修改造，更换高效叶轮及入口口环，降低汽蚀余量。

通过上述一系列的改造，可在原有基础上实现脱硫系统提效目的。

4.2改造效果

改造后在保持脱硫吸收塔入口SO2浓度2500mg/Nm3不变，锅炉任何工况、处理100%烟气量条件下，脱硫吸收塔出口SO2浓度由25mg/Nm3降至17mg/Nm3以下，脱硫效率由98.6%提升至99.3％以上，PH值在5.4以下稳定运行。

结语

综上所述，火电厂脱硫系统在采用合理的脱硫技术进行改造后，可有效提升其装置的脱硫效率，最大程度减少烟气当中存在的污染物，从而逐渐推动我国大气污染防控治理工作地不断发展。

参考文献

王志伟.焦炉烟气脱硫脱硝及余热回收一体化新技术的工业应用[J].煤化工，2018，12(4):9-12.

[2]李鹏飞，张永宁.低温烟气同时脱硫脱硝除尘技术的应用[J].煤炭加工与综合利用，2017，29，(4):49-51.

[3]黄利华.火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术的发展[J].科技展望，2015（28）：97.

[4]李长青.火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术探析[J].山东工业技术，2018（11）：159.