300 kt/a硫磺制酸装置尾气脱硫技改设计及运行

伊允金

(淄博飞源化工有限公司，山东淄博 256310)

淄博飞源化工有限公司(以下简称飞源化工)原有硫酸装置脱硫工艺为一级动力波石灰法脱硫工艺，脱硫前正常运行ρ(SO2)400 mg/m3(非正常工况1 g/m3)，脱硫后 ρ(SO2)在 120 mg/m3以下 (非正常工况500 mg/m3)，颗粒物指标(包括硫酸雾、水雾、尘等 )在 30 mg/m3以下。GB 26132—2010《硫酸工业污染物排放标准》规定，硫酸雾最低标准为硫酸雾 (ρ)＜ 5 mg/m3；DB 37/2376—2019《山东省区域性大气污染物综合性排放标准》规定重点区域执行硫酸雾最低标准为硫酸雾 (ρ)＜5 mg/m3，二氧化硫最低标准为ρ(SO2)＜50 mg/m3。为了确保尾气达标排放，飞源化工对脱硫设施进行了技改，达到了预期效果。

1 工艺流程

改造是在原有脱硫系统基础上增加二级脱硫系统，二级脱硫系统选择与一级脱硫系统相同的石灰法脱硫工艺，一级脱硫塔出口烟气进入二级脱硫塔进一步脱硫，脱硫后的烟气进入湿式电除雾器除尘除雾，最后送入尾气烟囱达标排放。总体的流程为：一级脱硫塔—二级脱硫塔—电除雾器—烟囱。

该项目脱硫系统石灰浆液由原有石灰浆液系统提供，通过石灰浆液泵送入二级脱硫塔。二级脱硫塔采用“高效多级喷淋+托盘”脱硫塔，选用耐腐蚀玻璃钢材质，塔体设置侧壁式搅拌器，以适应石灰石膏法脱硫的工艺特点。石灰脱硫系统的浆液氧化利用原有空气风机提供，石膏脱水系统利用原有板框式压滤机装置。

脱硫塔顶部设置双盾环境科技有限公司(以下简称双盾科技)自主开发的SDD-CF导电玻璃钢湿式电除雾器，用于脱除烟气中的粉尘、石膏浆液、气溶胶、酸雾等颗粒物杂质。除尘后的烟气最终进入尾气烟囱达标排放。湿式电除雾器与脱硫塔采用一体化布置以节省场地。

2 主要设备选型

2.1 二级脱硫塔

二级脱硫塔主要由塔体、喷淋装置、冲洗装置、托盘、捕沫装置等部分组成。根据石灰法脱硫工艺条件，脱硫塔采用空塔喷淋结构形式，采用2层喷淋+1层托盘。由于脱硫浆液具有腐蚀性，且石膏易造成磨损，塔体选择优质玻璃钢材质。所有玻璃钢所用树脂均采用陶氏或力联思乙烯基树脂，该树脂性能稳定，耐高温性能优良，可保证设备长时间在酸性固体浆液条件下安全、稳定运行。

喷淋装置喷嘴采用大开孔耐磨耐腐蚀喷嘴，喷嘴材质为耐磨碳化硅，保证喷嘴长时间、高流速的冲击下能正常、安全使用。

脱硫循环槽采用玻璃钢材质，强度好、刚度高，外观光滑、美观。所用树脂采用陶氏411或力联思430环氧乙烯基树脂，该树脂性能稳定，耐高温性能良好，可保证设备长时间在较高温度下安全、稳定运行。气液分离槽顶部设有双盾科技研制的专利产品——SD-B型高效除雾装置，此除雾装置阻力小，除雾效率高，并针对石灰石脱硫的特点设置了冲洗装置，确保除雾器运行状态良好。塔体根据工艺需要设置液位计等配套仪表和附属设备。

2.2 电除雾器

2.2.1 设备技术特点

新型导电玻璃钢电除雾器是以合成树脂为黏合剂、玻璃纤维及其制品作增强材料、碳纤维制品为导电功能材料而制成的复合材料。它具有玻璃钢的轻质高强、耐化学腐蚀等优异性能，但不同于玻璃钢的高绝缘性，而具有导电性。

2.2.2 设备制造流程及结构特点

上壳体：壳体采用玻璃钢材质，加强筋采用方钢作为主受力梁，片体间采用螺栓连接，现场拼装后连接缝采用CFRP积层密封。上壳体内部设置喷淋系统并设有1个人孔，2个DN200视镜孔。

集尘极室：导电玻璃钢电除雾器的集尘极室均采用对边为330 mm的正六边形管，分成2～4组管束，有效截面积14 m2，阳极管长4.5 m，每组管束采用双向加压整体成形固化、整体脱模工艺，使每组管束具有很好的整体性、较高的制作精度和使用刚度，避免了单管成形后再拼装所带来的精度不高、易开裂等缺陷。每组管束两端通过法兰分别与上壳体和中壳体用螺栓连接，管束之间用螺旋索具扣拉结，而且每组管束都有支腿支承在中间的十字梁上，结构牢固可靠。

下壳体：壳体采用玻璃钢材质，加强筋采用方钢作为主受力梁，片体采用螺栓连接，连接缝用CFRP积层。下壳体内部设置由双盾科技研发的特殊构造气体分布装置，以改善气体分布状况，使气体分布均匀后进入集尘极室，提高了整体除雾效率。

绝缘子室：绝缘子室95瓷绝缘碍子，使绝缘性更好，故障率更低。绝缘子室顶盖和筒体均采用硅酸铝内保温。

阴极系统：阴极系统由上部框架、下部框架、阴极线、上下框架连接吊杆、重锤等组成。

3 改造后的效果

3.1 对颗粒物指标的影响

飞源化工在2017年对一级脱硫塔内部进行了一次二级喷淋的技术改造，喷淋量增加，ρ(SO2)由200 mg/m3降到80 mg/m3以下，同时也引起水雾增大。为此判断出脱硫循环液量增大，导致脱硫塔出口产生大量水雾，通过激光反射造成颗粒物指标偏高，此次改造增加了塔电一体的二级脱硫塔，设计两层石灰液喷淋设施，现有仪器检测颗粒物(ρ)均在5 mg/m3以下，采用722G可见分光光度计检测硫酸雾 (ρ)为 0.8 mg/m3。

3.2 对二氧化硫指标的影响

在硫酸装置短期开停机和长期开停机非正常生产工况下尾气二氧化硫完全可以达标排放，唯一缺陷是石灰粉的消耗量增加。

3.3 脱硫搅拌的改造

一级脱硫塔选用脱硫循环液环管喷射结构，环管经常堵塞影响底部搅拌，脱硫循环液容易产生沉淀；二级脱硫塔选用2台侧壁式搅拌器，材质选择2507合金，搅拌器依据塔体结构进行选型设计，确定最佳的安装高度和角度，实现石灰浆液的悬浮和乳化分散，从而保证脱硫塔的良好运行。

3.4 湿式电除雾器的设计特点

气速按1.6 m设计、共148管，直径330 mm的管束除雾效果要比直径360 mm的效果要好，绝缘箱正压操作，选用干燥塔出口干燥风去加热，可以省去电加热器的耗电费用和维修费用；湿式电除雾全部采用钢结构框架，施工工期短，投资成本低；硫磺制酸装置选用氨法脱硫工艺的基本上都考虑配套电除雾器设计，而石灰法脱硫工艺选用电除雾器的不是很多。

3.5 接力风机的设计

此次改造增加二级脱硫塔和湿式电除雾器，为了防止阻力上升，影响系统风量，在脱硫系统进口增加了接力风机，设计工艺路线为硫一系统+硫二系统—接力风机一级脱硫塔—二级脱硫塔—湿式电除雾器—烟囱，这样的缺点是电耗有些增加，优点是系统风量不受影响，主风机电耗也会降低，同时可以保证一套系统运行，另一套系统检修时保持微负压，不会正压冒烟造成环境污染。

3.6 改造前后数据对比

改造前后运行数据对比见表1。

表1 改造前运行指标对比

4 操作注意事项

1）遇到锅炉等热力系统泄漏、干吸系统异常引起的硫酸雾超标，电除雾器会出现放电现象，说明阴极线还存在不对中的地方，或者电除雾器进口硫酸雾指标超出设计指标，电除雾器工作效率会严重下降，所以遇到冒大烟这种非正常工况，电除雾器操作要格外注意。

2）每天至少冲洗一次，冲洗顺序由上至下进行，先冲洗电除雾器，再冲洗脱硫塔2层除沫器。冲洗电除雾器严禁带电操作，冲洗水量一定要充足，电除雾器送电时一定要把冲洗阀门关严。

5 结语

通过增加二级脱硫塔和电除雾器的技术改造，飞源化工硫酸装置尾气中的颗粒物(ρ)由30 mg/m3降到 5 mg/m3，ρ(SO2)由 120 mg/m3降到 20 mg/m3以下，达到了环保要求，取得了预期的效果。