双碱法技术在脱硫改造工程中的应用

谢春康

（山西华兴铝业有限公司，山西 吕梁 033600）

华兴铝业有限公司热电厂，3台240 t/h四角喷燃煤粉炉，2013年9月13日投运，原脱硫采用“钠钙双碱法”工艺，投运后系统结垢严重，无法保证运行周期，排放指标也不能满足环保要求，从2016年上半年开始，该公司着手准备对系统进行升级改造。通过科研论证，决定采用轻研院所推广的“新型双碱法”技术。改造工程从2016年11月6日开始，2016年12月2日，1#炉脱硫投运，3#炉2017年3月15日投运，2#炉2017年5月20日投运，到2018年11月3台炉及公用系统改造已基本完成。

1 运行指标情况

1.1 SO2排放指标

吕梁地区脱硫排放上限控制指标为35 mg/Nm3，“新型双碱法”改造是以超低排放35 mg/Nm3标准进行设计，脱硫塔为空塔，1#炉4层喷淋，2#、3#炉为3层喷淋，两级平板式除雾器，1#炉循环水量在500～2 400 m3，2#、3# 炉循环水量在 500～1 800 m3，在2#、3#炉改造时为解决烟气拖尾问题，各增加了1层烟气洗液槽，减少了1层喷淋层，1#炉液气比最大为 6 L/m3，2#、3# 炉最大液气比为 5 L/m3。3 台炉投运后，运行指标在入炉煤含硫1.2%～1.5%，锅炉BMCR工况下，排放指标保证在200 mg/Nm3以下相对稳定。

1.2 过程控制指标

新型双碱法脱硫改造后，过程控制的关键指标主要有脱硫塔回流pH值、再生池pH值、循环池pH值及除雾器差压、循环水固含、浓缩浆固含、石膏脱水率等，一年多来在边改造边实验的基础上进行调整，目前对这些值的调整范围已经固化，脱硫塔回流pH值控制在 5.5～6.4，再生池pH 值8.9～9.5，循环池 pH值7.5～8.0，脱硫排放指标能够保证在200 mg/Nm3以下，生产运行相对平稳。

除雾器差压的变化是由除雾器的堵塞情况决定，如出现堵塞，则差压变大，除雾器堵塞会直接造成锅炉烟气无法正常排出，脱硫指标无法保证，当差压到1 500 Pa以下，锅炉及脱硫就无法正常运行，必须停炉人工清理。

改造后脱硫运行周期比原双碱法系统有所延长，目前最长89天，运行周期过短，非停概率高。且停运后脱硫塔清理量巨大，这主要是因除雾器冲洗系统不合理冲洗覆盖率低，冲洗压力不能保证造成的。

2 公用系统运行

从2016年12月2日1#炉“新型双碱法”改造到2018年11月，3台炉及公用系统已连续运行470天。新型双碱法3台炉合用一套公用系统，公用系统主要包括：浓密池沉淀分离系统、循环水系统、石膏制备系统、脱硫液回流系统、再生系统等。现分具体设备及系统平价如下。

（1）脱硫塔结垢较严重，每隔不到3月就得停炉清理结疤，甚至时间更短。

（2）沉淀系统无法正常运行，设备设施损坏严重。浓密池是该系统固、液分离的主要沉淀池，固、液分离后，上清液进脱硫塔脱硫，下沉浆液做石膏。新型双碱法改造后，浓密池介质由原来工艺的石膏-脱硫液混合物，变为现在的亚石膏-脱硫液混合物，沉淀的亚石膏流动性差，导致浓密池刮泥机刮泥时负荷加大，常被损坏无法正常运行，刮泥机坏后，浓密池沉积瘫痪无法运行，需要人工清理，不但影响了脱硫的正常运行，而且产生巨大的清理费用，投运行以来已有7台减速机及配套设施被过负荷掰坏。

（3）脱硫塔回流退水槽不能保证正常回流。主要表现在：a.2#炉3#炉同时运行时，退水回流不畅，循环泵不能全起动；b.增加循环量时，脱硫塔回水槽溢流，达不到系统液气比要求，从而影响脱硫指标；c.退水槽围堰承压强度不够且渗漏。退水不畅，液气比保证不了，不可能做到超低排放。

（4）1#炉设计4台循环泵，泵入口在整个系统流程中间液位以下4 m处，目前泵入口堵塞，因是公用系统且在液面以下，无法处理，导致1#炉无法在设计液气比情况下运行，无法保证超低排放。

以上3、4点是不能超低排放的主要原因。

3 新型双碱法脱硫成本核算

从2017年6月开始，一期脱硫改造全部完成，投入生产运营环节。脱硫从2017年6月到2018年2月，9个月整个脱硫运行费用单月或9个月平均都没有达到可研中做的成分分析目标，实际消耗远大于可研。因此从成本分析说明，该双碱法消耗过大。不含人工及附加、制造成本、在线监测等费用实际消耗为1 130元/t SO2，可研提供的数据含人工及附加，制造成本，在线监测等为910元/t SO2，平均每脱1 t硫实际比可研多220元，1年约脱硫11 310 t，成本年总费用比可研增加248万元。4#炉脱硫成本平均为730元/tSO2，一期同期比二期多400元/tSO2。

4 施工遗留问题及存在的缺陷

B真空泵DCS无运行电流显示，2#脱硫B、C循环泵DCS无运行电流显示，3#脱硫C循环泵DCS无运行电流显示，2#脱硫B塔除雾器差压DCS故障，DCS显示黄闪信号，1#、2#、3#脱硫塔出口烟气温度DCS显示故障黄闪信号，1#脱硫塔A塔、3#炉脱硫B塔烟气入口温度DCS显示故障黄闪信号，2#炉脱硫B塔、3#脱硫A塔入口烟气挡板门DCS开、关信号显示错误，且3台脱硫入口烟气系统脱硫剂浓度在线监测故障，DCS显示数据错误，挡板门就地不能电动开关。循环池pH计故障，需更换，D、E罗茨风机DCS无电流显示，脱硫除雾器冲洗水系统无冲洗水压力、流量数据，脱硫石灰乳投加系统需选装电动调节阀，脱硫塔密封风机没有运行信号，脱硫塔密封风机电加热器没有运行信号，没有电流显示，浓密池底流、石灰乳槽需安装密度计。

5 结语

改造后可以使用含硫1.5%以下的煤，锅炉额定负荷工况下，脱硫排放指标保持200 mg/Nm3以下连续稳定运行，满足当前环保要求，不能满足超低排放35 mg/Nm3以下要求。石膏安装压滤装置后，实现可正常拉运的要求，但石膏品质达不到合格要求。改造后脱硫运行周期由原来的不足20天，提高到九十天左右。