燃煤锅炉烟气氨法脱硫装置存在问题及改进措施

王林

摘要：随着我国用电量的增加，燃煤电厂的重要性不言而喻。烟气氨法脱硫装置是燃煤电厂的重要装置之一，其运行问题引起重视。某企业自备电厂燃煤锅炉烟气氨法脱硫装置运行过程中暴露出来一些问题，装置运行不稳定，甚至出现了脱硫塔出口SO2浓度超标情况。分析了装置运行中存在问题产生的原因，并针对这些问题，分别采取相应的技术改进措施，取得了良好效果，改造后装置运行平稳，各项指标均满足排放标准限值要求。

关键词：燃煤锅炉;烟气氨法;脱硫装置;问题;改进措施

引言

公司热电厂采用氨法脱硫工艺净化锅炉烟气，系统运行过程中出现的无法持续运行、氧化能力不足、内防腐层易损坏、塔内积料堵塞等一系列问题，通过对相关工艺条件进行了深入研究和专项攻关优化，使装置稳定运行时间显著延长，终端产品硫酸铵产量大幅增加，同时烟气排放达标排放，实现了增产、节能、降耗、环保的目的，为其他使用烟气氨法脱硫工艺的火电企业提供了的实际应用经验，具有重要的借鉴意义。

1工艺原理

煙气氨法脱硫工艺以液氨作为吸收剂，在特定结构的吸收塔内洗涤烟气中的SO，以达到净化烟气的目的，其工艺过程主要包括SO吸收与亚硫酸铵氧化及硫酸铵产品形成。总反应方程式为4NH+2SO+2HO+O=2（NH）SO，可以看出，氨、水、氧气在氨法脱硫工艺过程中起着重要的作用。

2燃煤锅炉烟气氨法脱硫装置存在问题

目前氨法脱硫技术在工程应用上已经比较成熟，但是在实际运行过程中仍然存在一定的问题，如：氨逃逸、气溶胶和硫酸铵结晶颗粒较小等，这类运行问题的存在一定程度上对氨法脱硫技术的推广和应用产生了影响。

氨逃逸是氨法脱硫的普遍存在的问题，氨的逃逸不仅造成氨的浪费，而且氨和烟气中的二氧化硫发生反应生成气溶胶。形成气溶胶主要有以下两种途径：

（1）逃逸的NH和SO发生反应，生成（NH）SO微粒进而形成气溶胶。受烟气中的二氧化硫/氨的比值、空塔流速、烟温及烟气中的HO和O含量的影响，烟气中的SO和O越多，空塔气速越大，气溶胶越严重。

（2）NH吸收烟气中的SO后脱硫液滴被烟气夹带，在空气中析出NHHSO固体结晶形成气溶胶。为了减少氨逃逸等，脱硫吸收塔内吸收段的气速一般在3.5m/s以下，并且设置多层除雾器和喷淋管道，控制氨水的浓度及用量、设置循环槽、控制脱硫液的pH值在4～8等措施，以减小气体带液形成的氨逃逸，减少气溶胶的形成。在工业应用中，结晶析出硫酸铵的方法通常采取蒸发结晶，但由于受限于蒸发结晶条件，硫酸铵晶体一般出现如晶粒过小，晶体出现多种颜色等现象。影响硫酸铵结晶的主要因素是氨水中杂质、脱硫塔浓缩段溶液pH值、蒸发温度等，在氨法脱硫系统设计过程中，应控制好氨水的质量，防止氨水掺杂大量的杂质，控制好硫铵的pH值，合理控制三效蒸发器温度。

3燃煤锅炉烟气氨法脱硫装置改进措施

3.1材料选择

从材料的选择方面考虑，双相不锈钢因同时具有多铁素体钢和奥氏体钢的良好性能，并含有一定量的钼和铬，有极好的抗点蚀性、耐冲蚀性、耐结晶腐蚀而成为脱硫防腐的最佳选择材料。动力厂脱硫装置多个设备部件采用双相钢，均运行良好，其中后处理单元浆液密度较高，浆液固含量大于20%。采用316L材质的管道、干燥机腐蚀较为严重，但蒸发结晶器采用SAF2507，经历两个检修周期，未发生明显腐蚀。

3.2增加反冲洗装置

浓缩段积料堵塞，除了在前期进行控制之外，更要在积料形成之后及时进行冲洗，防止塔内工况进一步恶化。检修时发现堵塞主要发生在升气帽和斜隔板。用不饱和氧化液进行冲洗，可以有效解决问题，部分风机鼓泡氧化方式的，也可通过吸收液进行冲洗。

升气帽反冲洗：在离浓缩段升气帽底部1m的地方，新增一层喷淋，喷头竖直向上，采用螺旋式喷头。流量15m3/h，压力0.15MPa，喷洒角度120°，有效喷洒直径2m。喷头布置可参考浓缩段喷头布置，安装时要保证对塔壁100%的覆盖，不能留有烟气走廊。

隔板冲洗：隔板冲洗采用与升气帽反冲洗相同的喷头6个，在隔板高处沿塔壁环形布置，喷头间隔1m，喷头角度与隔板平行。

增加冲洗之后，根据浆液罐液位，定期对升气帽和隔板进行冲洗，将塔内积料冲洗至浆液罐，转至结晶罐出料。保证了浓缩段升气帽不堵塞，塔内不积料，延长了脱硫系统的运行周期。若积料形成迅速，可考虑采用一次水进行冲洗，但要注意系统水平衡。

3.3降低脱硫系统氯离子浓度

降低脱硫液氯离子浓度，可有效减少脱硫系统腐蚀，延长设备使用寿命。由于硫酸铵易溶于水，采用废水外排去除氯离子会导致硫酸铵大量流失，造成环境二次污染的同时，又造成资源浪费。因此氨法脱硫技术不适合采用废水外排的方式解决氯离子富集的问题，可以通过结晶的方式控制脱硫塔内氯离子含量，当氯离子超标时，可采用抽取浆液外部干燥等方式来控制脱硫塔内氯离子平衡，降低装置腐蚀风险。

3.4吸收塔集液盘

为实现脱硫或洗涤后的浆液与烟气较为充分地分离，并对脱硫液或洗涤液进行收集与排出，在脱硫塔的脱硫段、洗涤段的下部设置气液分离装置;气液分离装置包括集液盘等。本项目对集液盘的外形结构及材质的选型进行了研究，通过对集液盘强度的分析，合理布置以得到满足设计需要的集液盘开孔率、优化集液盘的结构及确定集液盘采用合金材质等，使得优化后的集液盘安全可靠运行并更好地实现了气液有效分离，防止出现运行中的液相泄漏。

结语

虽然氨作为吸收剂相比石灰石等吸收剂价格要高一些，但是其副产品作为硫酸铵化肥有良好的销售市场，其收益可以抵消吸收剂的成本，因此氨法脱硫技术是一种可以做到兼顾经济效益和社会环境效益的烟气脱硫技术。氨法脱碳技术相比于其他脱碳技术具有能耗低、溶剂腐蚀性小等优点。随着我国对碳减排问题的日益重视，氨法脱碳技术作为一种成熟稳定、成本相对较低的技术值得大力推广。

多污染物协同处理技术是我国大力提倡的一种污染物处理路线，氨法同时脱硫脱碳技术目前还处于研究探索阶段，其投资及运行成本相比传统的气体污染物控制技术低，具有良好的应用前景。

参考文献：

[1]李玉杰.氨法脱硫过程中的常见问题探讨[J].硫酸工业，2019（1）：50-53.

[2]杜冬冬.氨-硫酸铵法烟气脱硫工艺研究[D].南京：南京理工大学，2009.