天津天丰项目主冷抽停机脱硫湿除脱硝系统改造方案

管 闯，吕 扬

（山东国舜建设集团有限公司，山东 济南 250000）

天津天丰项目目前的主抽脱硫系统没有安装配套的除湿系统，但冷抽脱硫系统安装了湿除系统，且脱硫系统脱硫采用化学反应后释放硫元素的方式。因此，项目安装烟气热量回收装置（MGGH）在主、冷抽烟气上，烧结机在充分燃烧后产生的烟气必须完成换热降温操作后，才可以进入脱硫塔。并且脱硫塔出口净烟气还需完成一次升温操作（该过程是在换热器中实现，烟气升温后为70℃），并将升温后的烟气传输给GGH烟气中换热后继续升温直至达到195℃。混合热风炉给脱硫塔提供高温烟气后，烟气温度进一步升高至230℃，当达到该温度后则会将烟气发送到脱硝反应器中，在完成脱销操作后，烟气温度则大概会降低5℃，继续通过GGH冷凝降温操作后，烟气温度基本为100℃，最后使用增压风机将处理后的脱硫烟气排出。在实际的工业环境中，脱硫反应的催化剂一直都没有办法充分反应，一直处于堵塞状态，故为了提升脱硫的效率，在分析烟气中各类成分后发现，烟气中灰样呈现较大的严重黏性，而这也是导致脱硝催化剂一直处于堵塞的根本原因：燃烧后的烟气有较多的灰尘，且大部分灰尘能非常紧密的黏附性，使混合后烟气中的灰尘黏在催化剂表面，常规的吹灰器都无法将其从催化剂表面吹走，因此催化剂无法充分和烟气发生化学反应，降低了脱销效果。

1 主抽脱硫系统进行改造的措施

（1）设计院重新设计了托盘，拆除改造主抽脱硫塔的筛孔板：托盘孔径为Ø26mm，开孔率为31%，并新增一个DN900人孔和托盘支撑梁，保证气流分布均匀，提高脱硫效率。

（2）拆除主抽脱硫塔湍球填料层，降低阻力，避免气流分布不均，利旧湍球填料支撑梁作为水喷淋除尘装置的支撑，不再新增支撑梁。

（3）在最上层喷淋层和高效聚合除雾装置之间增加水喷淋除尘装置。该装置由烟气均布装置、均布筛孔、水喷淋装置等组成，阻力约为600～700Pa。水喷淋装置配套冷却塔，采用防止填料堵塞的网格式填料冷却塔，并配套3台耐酸、耐磨、耐腐蚀的冷却水泵。冷却水泵流量为670m3/h，扬程为80m。该装置通过在不同的喷层间增加除尘配置，配合高温的SO2等气体在遇水后会溶解生成酸性物质，能较好降低其中的硫元素含量，具备较好的使用性能，延长了设备的使用年限，降低了企业的生产成本。

（4）主抽除雾器更换为高效聚合器除雾装置（管式除雾器+一级屋顶粗除雾器+一层聚合器+一级屋顶超精细除雾器），要求除雾器出口烟气携带水滴含量＜20mg/Nm3（标态、干基、16% O2，最小液滴尺寸小于20μm）。高效聚合器除雾装置的阻力为360Pa，因此高效聚合器除雾装置的支撑梁及环板不进行改造，只改造除雾器的冲洗管口、外部平台及外部冲洗水管道：利旧原有2台除雾器冲洗水泵，水泵流量为100m3/h，扬程为70m；烟气在经过了管式除雾器或都会应用清洗水喷淋带走烟气中大部分的顺、逆流面上的固体颗粒粉尘等；接下来则是进入聚合除雾装置中，它的正下方也配备了清洗喷淋，烟气在这个过程中会不断被洗涤和净化，这就会降低当前灰尘的含量。

（5）脱硫塔出口弯头现场已制作完成，本次进行安装改造，改造后的雾滴逃逸率控制在0.02%，且出口烟道竖直段加上接水槽，把冷凝水接出烟道之外；脱硫塔出口的位置处粉尘浓度较高，大大超过了国家规定的浓度要求（＜40g/m3），由此需要在使用除粉尘器之前预先去除部分粉尘，以此来降低整体的粉尘量。通常都是采用安装惯性分离器或其他气流分布板预先去除粉尘，入口位置使用上进风方式，这就可以显著降低粉尘含量。

图1 吸收塔出口烟道模型

（6）对主抽脱硫喷嘴的角度进行检查，有偏差的调整，喷嘴堵塞的进行清理，提高浆液覆盖率，进而提高脱硫效率；第一层喷淋和第二层喷淋之间及第二层喷淋和第三层喷淋之间加增效环。

图2 吸收塔出口烟道速度场

2 冷抽脱硫湿除进行改造的措施

（1）冷抽脱硫塔的筛孔板进行拆除改造，设计院重新设计托盘，托盘孔径为Ø29mm，开孔率为32%，增加一个DN900人孔，新增托盘支撑梁，保证气流分布均匀，提高脱硫效率。

（2）在最上层喷淋层和高效聚合除雾装置之间增加水喷淋除尘装置，该装置由烟气均布装置、均布筛孔、水喷淋装置等组成，阻力约为600～700Pa；水喷淋装置配套冷却塔，采用防止填料堵塞的网格式填料冷却塔，配套2台耐酸、耐磨、耐腐蚀的冷却水泵，冷却水泵流量为760m3/h，扬程为80m。

（3）冷抽除雾器更换为高效聚合器除雾装置（管式除雾器+一级屋顶粗除雾器+一层聚合器+一级屋顶超精细除雾器），要求除雾器出口烟气携带水滴含量＜20mg/Nm3（标态、干基、16% O2，最小液滴尺寸小于20μm）；高效聚合器除雾装置的阻力为360Pa，高效聚合器除雾装置的支撑梁及环板、冲洗管口、外部平台及外部冲洗水管道不进行改造；利旧原有两台除雾器冲洗水泵，水泵流量为79m3/h，扬程为69m。

（4）对冷抽脱硫喷嘴的角度进行检查，有偏差的调整，喷嘴堵塞的进行清理，提高浆液覆盖率，进而提高脱硫效率；第一层喷淋和第二层喷淋之间及第二层喷淋和第三层喷淋之间加增效环。

（5）湿除的阳极管及阴极线、冲洗喷嘴、牵拉箱、绝缘箱瓷套进行清理，阴极线进行调整，牵拉风机出口管道调整，使气流分布均匀；高频电源80kV，额定电流1800mA，湿除高频电源据运行反馈升到1000mA后，维持约2h，就闪落到600mA，电压也维持不住，只能人为降低电流，此时要求相关工作人员直接和电源厂家进行联系管理，要求电源厂家进行电源的全面检查，沟通己方的改造需求，明确双方的责任以及义务，实现电源的改造满足湿除运行电流值，确保整个系统的正常运行。

3 脱硝系统进行改造的措施

（1）第一层、第二层、第三层催化剂表面进行灰尘清理，经现场落实主抽NOx浓度为68～200mg/Nm3，冷抽NOx浓度为70～230mg/Nm3，混合后的NOx浓度为68～212mg/Nm3，联系博霖进行计算，在出口氮氧化物达标的情况下，两层催化剂可以满足要求，但是考虑脱硝催化剂堵塞后，活性存在降低的可能性，故慎重选择拆除第三层催化剂。

（2）运行中开启低泄漏风机，降低氨逃逸量，由项目经理联系豪顿华，调整密封片间隙，尽可能地提高GGH原烟气侧出口温度，但GGH不得出现卡涩现象。

（3）网链处的支撑梁与壁板连接处进行补焊，保证不出现漏风，避免冷凝水产生，进而腐蚀壁板。

（4）三层耙式吹灰器吹扫耙管安装调整，厂家要求耙管距离催化剂表面距离为370mm，为保证吹扫效率，所有耙管均调整到370mm。

（5）上空压机和原有氮气系统共同满足耙式吹灰器和网链吹扫的要求，原有氮气系统用于耙式吹灰器的吹扫，新上空压机用于网链的吹扫，原定拆除淄博永锋的空压机，出口流量30Nm3/h，出口压力0.8MPa，功率185kW。由于空压机为低压设备，现在油浸式变压器容量800kVA，负载率78%，若空压机为185kW，并新增冷却塔风机3×15kW，现在变压器容量不能满足负荷要求，需更换变压器容量为1000kVA，更换低压总开关为2000A。

4 其他需要改造的措施

（1）在主抽、冷抽干除出口与吸收塔入口之间开检测孔，对吸收塔入口烟尘进行检测。在后期运行中检测业主的干除出口灰尘的实际浓度，若高于50mg/Nm3，干除进行改造。

（2）主抽、冷抽的干除灰尘不得回用，降低脱硝烟尘中的碱金属含量，降低灰尘黏性。

（3）主冷抽的吸收塔的氯离子含量控制在5000ppm以下，控制pH值在5～5.5，加大吸收塔脱硫废水的排放量，降低烟气雾滴中的盐及碱金属的含量，降低灰尘黏性。

（4）检查反应器本体的保温，对破损的保温进行修复，严格控制反应器本体的温度，不得出现漏风及温降。

（5）当前脱硫系统的烟气总体含量与负荷量相关联，因此喷雾的循环泵配置非常关键。当其负荷量较低时，进入除湿器中的烟气含量较少，流速也比较慢，因此为了得到满足要求的脱硫系统SO2，可以停止最下层喷淋口，从而防止因喷淋浆液直接进入机内烟道。此外，在当前运行过程中，循环泵起动和增压风机启动时间有间隔，且相对要比较小。同理，在停机时增压风机停运和循环泵之间停运时间间隔要求尽可能小。通过停止当前增压泵、循环泵等后，应用相关的除雾器来实现烟气温度要求，这就可以直接减少各个停止间隔时间，防止在无烟气环境下浆液的堆积。

5 结论

目前普遍应用的石灰石-石膏湿法脱硫方法自带湿电系统，如同时采用冷凝器+烟道除雾器来降低烟尘，使其占比为≤10mg/Nm3，就可以确保脱销系统正常运行。通过分析检查后发现，天丰项目脱硫设备除雾器效果较差、流场紊乱，使得烟气中灰尘含量非常高，因此文章对脱硫设备进行改造，具备较好的工业效果。