把握技术细节 提高脱硫效率

马晓军 包头铁道职业技术学院 包头 014040

The Confidence Technique's Detail's Exaltation Desulphur Efficiency

把握技术细节 提高脱硫效率

马晓军 包头铁道职业技术学院 包头 014040

The Confidence Technique's Detail's Exaltation Desulphur Efficiency

本文对在北方地区湿法脱硫烟气净化装置设计和使用中，通过把握技术细节提高在燃煤锅炉的脱硫效率进行针对性的深入研究与探讨，并提出了解决对策。

锅炉；脱硫；效率

1 前言

北方地区虽然通过集中供热等手段大大减少了燃煤锅炉的数量，减少了污染，但有些功能性的锅炉如洗浴、大型餐饮（如学校食堂）等数量仍很多，这些锅炉按国家节能减排和SO2“两控区”的要求都采取了除尘和脱硫（由于吨位小、冬季气温低，大多采用湿法脱硫）等烟气净化措施，但在设计和使用中由于对一些技术细节的把握重视不够，使湿法脱硫设备的效率受到了一定的影响。

2 北方地区小吨位锅炉除尘脱硫设备的原理

该系统除尘脱硫工艺如图所示：烟气首先进入多管旋风除尘器，经过除尘的烟气再进入脱硫装置，而后由引风机抽至烟囱排放。

2.1 除尘装置

北方地区由于受冬季气候条件的影响，小吨位锅炉除尘基本都采用多管旋风除尘器（国家环保局推荐产品）。该除尘器具有高效、低阻、处理气量大、占地面积小、有利于管道连接与布置的特点。

2.2 脱硫装置

除尘后的烟气进行脱硫：循环水池的吸收液由循环泵通过筒体上方的喷嘴使吸收液旋转喷射，经过雾化、旋转与烟气中SO2接触，SO2被吸收到吸收液中。与此同时未被除尘器捕集的微细尘也将由惯性碰撞等作用得以捕集，起到二次捕尘作用。吸收了SO2和捕集了微细尘的液滴，依靠离心和惯性作用实现部分气液分离，在脱硫筒体中部装有一高效、低阻的轴流式旋风分离器，在离心和惯性作用下实现烟气的除湿，并依靠重力作用重新流回到循环水池，完成烟气的脱硫净化。

3 影响脱硫效率的技术细节与对策

3.1 吸收液的种类对脱硫效率的影响与对策

吸收液的种类是自来水、加碱配制或锅炉废水。由于SO2为酸性气体，吸收液的碱性越强，越有利于提高脱硫效率（一般可由50～60%提高到75～80%以上），因此基本均采用碱性液体作为吸收液。

3.1.1 加碱配制吸收液 一般采用烧碱（NaOH）或石灰（Ca(OH)2）,虽然烧碱溶解性好可避免结垢，但由于烧碱价格贵会增加运行成本，所以目前基本都采用价格便宜的石灰配制吸收液。采用石灰水吸收液如果操作不当可能会带来三个问题：一是CaSO4、CaSO3结垢问题，一方面会使其附着在吸收器表面，甚至堵塞喷嘴；二是高温烟气导致水分蒸发，可能会使其附着在风机叶片上结成硬壳，破坏风机叶轮的动平衡，烧毁电机；三是石灰中含有大量的渣子，污泥量大。解决的办法一是控制好石灰水浓度，避免过饱和；二是配制吸收液要先进行预沉。

3.1.2 锅炉废水作为吸收液 冲洗炉渣和锅炉排污废水经预沉后比较适宜作为吸收液。因为：第一、锅炉废水具有较高的碳酸盐、重碳酸盐碱度，其碱度可提高对SO2气体的吸收效果；第二、以废治废，符合环境保护的方针、政策；第三、锅炉废水多为软化水，水中的Ca2+、Mg2+等均已被去除。因此在很大程度上杜绝了结垢现象，所以采用锅炉废水作为吸收液尤为适宜，但会增加占地面积。

3.2 吸收液水温对脱硫效率的影响与对策

吸收液经喷淋、雾化与烟气进行接触，在完成吸收SO2传质过程的同时，还发生传热过程，使吸收液的水温有所上升，吸收液的水温升高对SO2的吸收影响很大。根据平衡理论可知，吸收液温度越高，对SO2的吸收将越差，当吸收液水温由200C升高至800C时，其对SO2的吸收效率将由90%下降至40%；在实际测试中当循环水池的水温上升至45～500C后，水温就基本不再有明显变化，这说明此时循环水池和管道的散热与吸收时的吸热达到了热平衡。因此为避免吸收液水温对SO2的吸收效率的影响，在设计时应该对热平衡进行计算以保证循环水池和管道具有足够的散热面积，尽量降低吸收液水温升高幅度以确保较高的吸收效率；同时建议吸水头应靠近池底减弱吸收液上部水温升高的影响。因此，在设计中必须合理规划循环水池的有效容积和尺寸。

3.3 烟气含湿量的影响与对策

烟气含湿量高或出现烟气带水，一将影响烟气抬升高度，从而进一步影响大气扩散；二将造成设备腐蚀，影响设备的使用寿命，为此规范中对烟气含湿量有明确的规定。在湿法脱硫中，除在设备运行中避免出现人为事故（如没有及时补水造成烟气带水等）外，鉴于冬季北方比较寒冷，气温较低，烟气会降温很快容易出现凝露现象，从而造成设备腐蚀。因此在设计和使用中要尽量降低烟气含湿量。

3.3.1 在设计中必须合理把握液气比在烟气净化过程中，液气比大，则气液接触面积大，有利于烟气脱硫，但同时将直接影响吸收液的雾化，影响脱硫效果，而且液气比大，使烟气温度过低和含湿量上升，甚至出现烟气带水现象，造成腐蚀，影响设备的使用寿命。循环泵的选择配置应依据液气比的要求进行，因此适宜的液气比对保证湿法脱硫较高的效率和设备的正常使用均相当重要。通过实践，一般以液气比控制在0.3左右比较适宜。

3.3.2 合理规划重要设备的位置 锅炉的设计一般都是前有鼓风机后有引风机，在烟气净化中大多在引风机前加设烟气净化装置，湿法脱硫虽在脱硫中进行了二级除雾，但出口的含湿量仍会有所上升，这样将可能造成对引风机的腐蚀，尤其是在采用石灰水吸收液时，增加了在引风机叶片和蜗壳内壁结垢的可能性。因此在设计时建议将引风机设置在除尘之后、脱硫之前。当然这样设置，烟气中未被捕集的微细尘可能对引风机产生一定程度的磨损，但生产实践表明磨损并不明显，却有效地解决了对引风机的腐蚀问题。

4 结语

综上所述，在中小型功能性燃煤锅炉的烟气净化中采用湿法脱硫具有高效、低阻，投资少，运行费用低等特点，在北方地区湿法脱硫技术有很强的实用性，只要在设计和使用中认真重视解决好技术细节，就会使湿法脱硫烟气净化装置发挥出较高的脱硫效率，具有广阔的发展前景。

[1]郝吉明，马广大. 大气污染控制工程.北京：高等教育出版社.2002

[2]郝吉明，陆永琪，王书肖. 燃煤二氧化硫污染控制技术手册. 北京：化学工业出版社.2001

[3] 董学德，李绍箕. 燃煤电厂海水烟气脱硫工艺原理初探. 环境工程.1997

[4]管一明，李仁刚. 湿式石灰石烟气脱硫工艺现状与发展. 电力环境保护.1999

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.101

马晓军，1988年毕业于兰州交通大学环境工程专业，本科，现就任于包头铁道职业技术学院环境工程教研室，高级讲师。