锅炉脱硫除尘系统的安装应用探究

荆 伟

(山西省工业设备安装有限公司，山西 临汾 043000)

锅炉脱硫除尘系统的安装应用探究

荆 伟

(山西省工业设备安装有限公司，山西 临汾 043000)

依据相关指导原则，对锅炉脱硫除尘系统的具体工艺流程进行了介绍，并通过对该系统所产生的环境效益与脱硫效益的分析，指出运用锅炉脱硫除尘系统可实现节能减排的目的，具有良好的社会经济效益。

锅炉，脱硫除尘，工艺流程，效益分析

0 引言

目前，许多燃煤锅炉在运行中出现除尘器效率较低、烟气大、烟尘排放浓度大等问题，对空气的污染非常严重。为了响应国家节能减排的号召，需要对锅炉除尘系统进行改造，安装锅炉脱硫除尘系统，实现除尘用水的循环利用。

1 方案设计

1.1 指导原则

安装锅炉脱硫除尘系统是为了减少烟尘和二氧化硫的排放，净化空气，达到环保标准。在选择方案时需要遵循以下原则：设备和技术的先进性、施工工艺成熟可靠、投资成本偏低、脱硫除尘的效率高。并且需要坚持科学发展观，大力研发节能减排技术，从而不断优化环境质量。

1.2 技术参数

锅炉出口的烟尘质量浓度应该按照燃煤灰分7.37%、挥发分33.2%计量，二氧化硫质量浓度应该按照燃煤含硫量0.28%计量、二氧化硫烧出率按照0.86 计量。

1.3 脱硫除尘工艺

在选择锅炉脱硫除尘系统的形式时，应该按照国家环境保护总局颁布的《燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策》中烟气脱硫设施的有关规定和要求，综合考虑投资成本、运行费用、占地面积、脱硫除尘设备的使用寿命以及废水循环利用等因素，将各种施工工艺与脱硫除尘效率进行对比，再决定采取何种脱硫除尘工艺。

2 工艺流程及控制

6台锅炉烟气脱硫除尘系统主要是按照1台炉配制1套脱硫除尘装置进行设计，一共包括6套脱硫除尘系统。工艺系统具体包括工艺水系统、二氧化硫吸收塔系统、消石灰制备供应系统、压缩空气系统、烟气除尘系统以及脱硫灰输送系统等部分。

2.1 吸收剂制备与供应系统

吸收剂制备与供应系统的脱硫吸收剂主要采用生石灰或者用干式消化器将生石灰制备成合格的消石灰，然后再利用消石灰仓泵将其输送到各个炉消石灰塔前仓。

2.2 二氧化硫吸收系统

脱硫工艺主要采用循环流化床半干法烟气脱硫技术，运用循环流化床原理进行脱硫反应塔设计和制造，烟气进入到脱硫反应塔的底部时，通过内文丘里的加速，脱硫反应塔的中上部的双流体喷嘴会喷进已经雾化好的工艺水以及反应塔内部的消石灰，经过循环碰撞、反应以及传热等物理化学反应过程。合理调整工艺水的量，需要将脱硫反应塔的温度控制在70 ℃～80 ℃的范围内，从而保证消石灰能够充分与二氧化硫发生反应但不结露沾灰。半干法脱硫工艺的化学反应公式是：Ca(OH)2+H2O+SO2=CaSO3+2H2O；Ca(OH)2+H2O+SO3=CaSO4+2H2O。当脱硫之后的烟气进入到布袋除尘器经过除尘之后，会通过引风机排出来。从布袋除尘器中分离出来的部分脱硫灰通过空气返料槽回到脱硫吸收塔中，其中没有完全反应的消石灰需要再次进行脱硫反应。

2.3 烟气除尘系统

除尘工艺主要是利用布袋除尘进行除尘操作，经过脱硫的锅炉烟气经过布袋除尘器进入到口烟道,再通过各个灰斗的进口蝶阀，然后进入到除尘器中箱体各个分室,脱硫烟气受到灰斗挡风板的影响，降低了气流流速，在重力的作用下，有的大颗粒粉尘被分离出来，落入到灰斗中。含烟尘气在过滤袋的过滤和净化作用下，将粉尘分离出来，净化后的气体进入到上箱体中，再从提升阀的汇入出口烟道排泄出去。残留在过滤袋上的烟尘主要是由过滤袋中心喷入的压缩空气吹掉之后进入到布袋灰斗，再进入到甲乙侧船形灰斗经过脱硫灰气力输送器发送到6炉的西侧50 m之外的两座1 000 m3灰库。

2.4 工艺控制

循环流化床半干法脱硫除尘工艺的控制具体包括脱硫塔塔压、布袋除尘器压差、烟尘实际含量、出口在线监测二氧化硫以及脱硫塔塔温等。脱硫塔塔压通过控制返料灰量进行控制,脱硫塔温则是通过喷入塔里的工艺水量进行控制,出口烟气二氧化硫以及烟尘实际含量是通过消石灰的量以及锅炉的负荷进行调节，上述参数相互调整，从而提高了锅炉的脱硫除尘效率。一般情况下，可以根据出入口CEMS参数数据准确地计算出脱硫除尘效果。

3 锅炉脱硫除尘系统中钠钙双碱法的介绍

在该项系统中，尤其对于中、小型锅炉中烟气脱硫而言，钠钙双碱法(主要成分是Na2CO3,NaOH,CaO)是一项非常重要的工艺。该工艺不仅具有较高的除尘效率、投资少、占地面积小等优势，运行费用也不高，这对于处于发展中阶段的我国而言，该种方法的应用有着重要的意义。钠钙双碱法是将干法脱硫与湿法脱硫相互结合在一起的技术，以此使烟气和脱硫剂接触的面积大大增加，从而使反应更充分，这就是降低能耗以及增加脱硫效率的关键所在。

钠钙双碱法在脱硫过程中，首先是使烟气按照一定的速度进入除尘系统中，同时喷入脱硫剂，当烟气中有强旋流进入时，就会与脱硫剂液充分接触，从而引发了一系列的物理反应以及化学反应，最后在离心力与重力的相互作用下，使生成的硫化物以及脱除的烟尘落入到灰斗中，之后及时将沉淀后的物质清理掉即可。与此同时，在除尘系统中的灰水则会再次循环使用，最终使净化后的烟气经烟囱排入大气中。

使用钠钙双碱法脱硫除尘过程中，所发生的一系列化学反应如下：

Na2CO3吸收SO2：

Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2↑

Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3

NaOH吸收SO2：

NaOH+SO2→Na2SO3+H2O

Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3

氧化过程(副反应)：

Na2SO3+1/2O2→Na2SO4

NaHSO3+1/2O2→NaHSO4

再生过程：

CaO+H2O→Ca(OH)2

2NaHSO3+Ca(OH)2→NaOH+CaSO3

因此，为了提高碱性物质的利用率，提高烟气脱硫效率，需要对其进行改进。一方面，为了破坏其溶解平衡状态，可以将锅炉中的风机冷却水加入整个碱液系统中，从而使风机中的冷却水将处于饱和状态的碱性物质溶解掉。另一方面，在锅炉脱硫除尘系统中，流失的水分主要包括三个部分，其一随着锅炉烟气排出一部分水分；其二沉渣池中清理沉渣时包含一部分水分；其三由于自然蒸发而损失的水分。由此可见，在脱硫除尘过程中，水分的损失量比较多，会影响脱出效率。因此，需要接一个水管，以及时补充系统中的水量。

4 效益分析

4.1 环境效益分析

通过对锅炉除尘系统进行改造，从而提高了系统的脱硫效率。尤其是在用煤量最多的季节，脱硫率的提高能够使空气中排放出的二氧化硫和烟尘的量大大降低，一方面使得人们生活居住的环境质量得到明显改善；另一方面也保证了人们的身心健康。

4.2 脱硫效益分析

通过在系统中加入一定量的水，在锅炉除尘期间，并未在系统中发现有未溶解的碱类物质，并且对该系统的脱硫率进行计算，发现在改造之后与改造之前相比，其二氧化硫的脱除率增加了13.7%，除尘效率提高了4%。

5 结语

在锅炉脱硫系统中，主要采用的是钠钙双碱法脱硫方式，即脱硫剂的主要成分是Na2CO3,NaOH,CaO，采用这种脱硫方式，一方面可对钠碱进行回收，另一方面还能极大地降低脱硫成本。但是在脱硫过程中由于产物的不稳定性以及存在饱和状态，从而使得脱硫率有所降低。因此，根据这一问题，对系统进行改进，通过风机冷却水来降低溶解平衡状态，从而增加了系统的脱硫率，降低了其排放量。另外，还能够实现锅炉除尘水的循环利用，能够实现节能减排的目的，表现出良好的经济效益和社会效益以及环境效益。

[1] 杨 栋,余 蔷,冯 发,等.CFB锅炉燃用高硫石油焦技术研究[J].热力发电,2011,40(21):135-136.

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[3] 郝玉光.改造在文丘里水膜除尘器为脱硫除尘系统[J].内蒙古石油化工,2012,22(22):156-157.

Inquiry on the installation application of the boiler desulfurization and dust separation system

JING Wei

(ShanxiIndustrialEquipmentInstallationCo.,Ltd,Linfen043000,China)

According to relevant guiding principles, the paper introduces special technological procedures of the boiler desulfurization and dust separation system, analyzes its environmental benefits and desulfurization benefits, and finally points out advantages, such as realizing energy-saving and emission reducing goal and has great social and economic benefits.

boiler, desulfurization and dust separation, technological procedure, benefit analysis

1009-6825(2014)35-0212-02

2014-10-09

荆 伟(1978- )，男，工程师

TU832.12

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