燃煤电厂脱硫技术的研究

张凯峰

（安徽电力建设第二工程公司，安徽 合肥 230061）

电厂脱硫，主要是烟气脱硫，即除去烟气中的硫及化合物（主要是SO和SO2）的过程，以达到环境要求。随着节能减排政策在我国进一步贯彻执行，采取必要措施，控制燃煤电厂污染特排放，已成各级的一致共识。煤炭中的硫，经过电厂燃炉的燃烧，产生大量的SO2对大气污染影响较重。产生一系列的环保问题，因此，加强燃煤电厂脱硫技术的研究，对于燃煤电厂增强竞争力和改善大气环境质量具有重要的意义。

1 电厂脱硫的常用方法及工艺

脱硫的方法，通常分为燃烧前脱硫、炉内脱硫和烟气脱硫。燃烧前脱硫，就是指在煤燃烧前把煤中的硫分脱除掉，燃烧前脱硫技术主要有物理洗选煤法、化学洗选煤法、煤的气化和液化等。炉内脱硫，是指在燃烧过程中，向炉内加入固硫剂如CaCO3等，使煤中硫分转化成硫酸盐，随炉渣排除。烟气脱硫（简称LIFAC），是指在燃煤锅炉内适当温度区喷射石灰石粉，并在锅炉空气预热器后增设活化反应器，用以脱除烟气中的SO2。燃煤的烟气脱硫技术是当前应用最广、效率最高的脱硫技术。目前，国内外的燃煤电厂烟气脱硫技术一是干式烟气脱硫工艺，二是湿法FGD工艺。干式工艺于80年代初用于电厂烟气脱硫，具有投资低；产物干态和飞灰相混；无需除雾器及再热器；设备耐腐蚀等优点；湿法FGD工艺已有50年的历史，与干式工艺相比，具有技术成熟，脱硫效率高，机组容量大，煤种适应性强，运行费用低和副产品易回收等优点。

2 电厂吸收塔湿法脱硫

吸收塔湿法脱硫是脱硫系统的核心，包括喷淋，除雾，浆液再循环，石灰石浆液补给，浆液搅拌等部分。在湿法脱硫工艺中，吸收塔是一个核心部件，一个湿法脱硫工程能否成功，关键看吸收塔、塔内件及与之相匹配的附属设备的设计选型是否合理可靠。目前，世界各国在湿法烟气脱硫的工艺、流程、形式、机理等方面都是大同小异，主要反应物是石灰石(CaCO3）、石灰（CaO)或碳酸钠(Na2CO3）等浆液作洗涤剂，在反应塔中通过化学反应对烟气进行洗涤，从而得到除去烟气中的SO2的目的。目前，应用较多的是技术上成熟的再生 (回转)式烟气热交换器(GGH)。GGH价格较贵，占整个FGD工艺投资的比例较高。

2.1 吸收塔的工艺特点。由于进入吸收塔的原烟气温度较高（约90℃），而循环浆液中SO2和烟尘含量也较高，很容易在洗涤区产生固体沉淀。因此本吸收塔设计成单级敞开式吸收塔，尽量减少塔内部件。其内部件只有喷淋层和除雾器，喷淋管采用玻璃钢制作，除雾器采用PPTV20材料制作，其表面非常光滑，从而减少浆液在洗涤区的停留时间。因此，在固体沉淀产生以前，浆液已快速地从洗涤区汇集到再循环区。吸收塔的另一个重要特点是强制氧化。氧化空气喷枪安装在搅拌器的压力侧，此处的强湍流具有极大的切割力，可达到很好的物料输送作用。一方面浆液在含有气泡的湍流力作用下充分混合，另一方面气泡能均匀分布，形成很大的物料交换表面。同时在较高压力的情况下，O2在浆液中的溶度也提高了，使HSO3－得到充分氧化。

2.2 吸收塔的维护与调试。吸收塔系统的调试分两步进行，前期调试和优化。在吸收塔系统中主要有吸收塔塔体、3（或4）台浆液循环泵、2台氧化风机、6个搅拌器（或2台脉冲悬浮泵）、阀门及管道等设备，前期调试工作主要围绕这些设备进行。

2.2.1 前期调试

（1）管道的洗涤。吸收塔内部及吸收塔系统的大部分管道为衬胶和涂鳞内壁，同时为了保证生成品质优良的石膏，必须保证吸收塔系统内部基本没有杂质。因此，调试的第一步是利用临时水源对系统内的管道及箱体、吸收塔内部进行洗涤，除去系统及管道内杂质，保证后续的调试工作不会造成衬胶等的损坏，生产出合格的石膏。

（2）阀门及除雾器的调试。阀门可以分为两大类，一类是手动阀，另一类为电动阀。对系统的手动阀门进行开关灵活性的检查，同时检查阀门的泄漏情况（可以根据有关流量的变化进行判断）；对于电动阀进行限位设置，检查CRT反馈信号正确与否、测量阀门开关时间、检查阀门泄漏情况。在吸收塔系统中，特别应提及的是循环泵前的三（或四）个电动大蝶阀，在调试此阀门时，首先将阀门全开，检查阀门边缘与管道上下壁之间的距离，确认阀门与浆液流动方向平行，符合此条件的位置为该阀门的全开位置，设定限位开关位置。阀门关闭时，检查阀门边缘与管道内壁的接触情况，同时在关闭阀门后，往循环管内注水至喷淋层出水为止，检查此时的阀门泄漏情况。若无泄漏，则设定该阀门的关限位。除雾器由四组电动阀门组成，每组有八个电动阀，调试方法同上。

（3）循环泵的调试。循环泵是吸收塔系统中最关键的设备之一，循环泵必须在完成电机单转、循环管道已清洗干净并充满水、泵的油位足够、保护投用等前提下启动，启动后随时注意泵前后的压力、电机的线圈温度和电机的振动情况。

（4）石膏浆液排放泵、氧化风机的试转。确认已安装完毕，所有的润滑油已加入并足够，然后在电机与泵脱开的前提下，首先进行电机转向检查；电机的2h试转；最后进行泵的带水试转或风机的送风试验。

在调试过程中，发现由于土建施工尚未结束，室内灰尘较多，容易堵塞氧化风机进口滤网，所以在运行时应经常检查风机进口压力，如偏大，就应清理进口滤网。

（5）搅拌器（或脉冲悬浮泵）的调试及搅拌试验。在搅拌器（或脉冲悬浮泵）的试转时应注意只有吸收塔内的水位超过搅拌器的高度时或逻辑设置的保护水位时，才能启动搅拌器（或脉冲悬浮泵）。吸收塔中有两层搅拌器，分上下两层。为了真实反映实际运行时的搅拌情况，往吸收塔内加入一定量的石膏，在不同时段，分别在吸收塔浆液区的上部和下部各取1000ml左右的浆液，分析浆液中的悬浮物含量，数据越接近，搅拌效果越好。

2.2.2 系统的清水循环调试及启动程序确认

由于正常运行时，吸收塔内的石膏浆液大约为12%，因此吸收塔系统应首先启动上、下层搅拌器，尽量使吸收塔内的浆液均匀，避免循环泵等启动时打浓浆而损坏。在清水循环调试中确认吸收塔系统的启动程序如下：

（1）启动搅拌器（或脉冲悬浮泵）。启动搅拌器时要先启动上层搅拌器，接着再启动下层搅拌器。（2）依次启动三（或四）台循环泵。（3）启动石膏浆液排放泵。（4）启动氧化风机。

在系统的清水循环过程中，每半小时应进行一次巡检，巡检内容主要包括电机温度、有无异声、振动等；各泵与风机的进出口压力变化情况。

2.2.3 系统的浆液循环试转及烟气处理

在系统清水循环试转后，往吸收塔内加入石膏，使吸收塔内的浆液达到一定的浓度。在加石膏的过程中，禁止停用搅拌器，同时可以启动循环泵，使得吸收塔内的浆液更均匀。接着开始进行系统的浆液循环。

结论。烟气脱硫技术种类繁多。目前技术最成熟、国内外应用最广泛的是石灰石/石膏法（及其变型）和喷射式干法烟气脱硫技术，但循环流化床和海水洗涤式等新型烟气脱硫技术正在迅速为人们所认可。

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