循环流化床法脱硫技术在金泰热电有限公司的应用及优化改造

摘要：文章介绍了循环流化床法脱硫技术在泰州金泰热电有限公司的应用以及优化改造情况，分析了脱硫选型的依据和过程，探讨了半干法脱硫设备的结构、特点及优势，为同类脱硫改造提供了参考。

关键词：循环流化床法；脱硫技术；脱硫选型；脱硫设备；烟气脱硫 文献标识码：A

中图分类号：X701 文章编号：1009-2374（2016）02-0049-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.02.024

泰州金泰热电有限公司安装了2台UG-220/9.8-M循环流化床锅炉，设计煤种含硫成分为<1%，实际运行中燃料含硫成分约为0.5%～0.8%，炉内不脱硫的情况下，烟气SO2含量约为2200mg/Nm?。本期工程采用石灰石炉内脱硫+炉后循环流化床半干法脱硫除尘一体化处理系统。系统包括炉内、炉外烟气脱硫两套装置和配套的静电除尘器、布袋除尘器以及相应的公用辅助设备。脱硫除尘岛采用一炉一套独立的系统，即所有的工艺、电气、控制均为一炉一套。

1 工艺流程及原理

循环流化床烟气脱硫工艺是德国鲁奇公司开发，以循环流化床原理为基础的一种半干法脱硫工艺，通过脱硫剂的多次循环，增加脱硫剂与烟气的接触时间，最大限度地提高了脱硫剂的利用率。通常此工艺的脱硫剂采用生石灰或消石灰。图1所示为循环流化床脱硫系统工艺流程示意图，整套系统由预除尘系统、脱硫剂存储和供应系统、脱硫塔系统、喷水降温系统、返料再循环系统、脱硫除尘系统、脱硫灰外排系统、压缩空气系统以及仪表控制等系统组成。

2 设计依据与设备选型

2.1 设计依据

根据招标要求，金泰热电公司烟气脱硫系统工程采用消石灰作为脱硫剂。预除尘器采用单电场高压静电除尘器。设计脱硫效率如下：（1）燃设计煤种、炉内脱硫率80%时：尾部FGD脱硫效率>90%；（2）燃设计煤种、炉内不脱硫时：尾部FGD脱硫效率>95%；（3）脱硫后SO2排放浓度<100mg/Nm?。

2.2 主要设备选型

金泰热电公司地处江苏泰州高港经济开发区滨江工业园区内。厂址四周为园区规划道路，交通运输十分方便，地势较平坦，工程地质良好。针对厂区的实际情况，设计选型时按以下四方面考虑：

2.2.1 设计脱硫塔。脱硫塔设计主要考虑烟气文丘里加速段和循环建床混合段尺寸。脱硫塔各处（尤其是进口段、喉部及出口段）在设计时，采用数值模拟，对脱硫塔各处进行流场分析，对塔内流场进行优化设计，实现塔内流场的均匀分布。脱硫塔的入口设有可靠的气流均布装置，以使气流均匀经过脱硫塔。

2.2.2 根据业主提供的参数和系统物料衡算，选择合适的袋式除尘器。由于脱硫灰再循环，大量的混合粉尘在脱硫塔内建床，进入布袋除尘器的粉尘浓度高达800g/m?以上。布袋除尘器采用先进成熟的KDM型大型行喷脉冲袋式除尘器，保证除尘器出口粉尘浓度≤30mg/Nm?。

2.2.3 關键设备选用进口产品。增湿降温喷枪采用美国喷雾系统公司的FM系列高压双流体喷枪，喷雾颗粒细，雾化速度快，运行至今无湿壁现象，降温的同时更利于脱硫反应的进行。脱硫塔设置一支喷枪，便于检修和维护。

2.2.4 脱硫岛设置再循环烟道。脱硫塔在低负荷运行时，采用净烟气再循环的方式来适应锅炉负荷50%～110%变化，当锅炉负荷降低时，开启回流管道上的挡板门（调节挡板的执行器采用国内知名产品），将净烟气回流，以达到稳定负荷的目的。

3 试运行中的进一步改进

3.1 存在问题

项目调试运行后，虽然取得了明显的脱硫效果，但还存在着一些问题。我们总结了运行中的主要问题：一是由于在脱硫塔建床过程中产生的粉尘浓度高，喷入雾化效果不佳的降温水使粉尘聚合成灰团塌落，随着时间的推移，极易造成脱硫塔的文氏里部分堵塞，脱硫床层不能正常维持；二是返料再循环系统采用的定量螺旋输送机经常堵塞，造成旋翼和主轴破损折断，返料不畅；三是对于不可避免的塌落灰，脱硫塔底部虽然设紧急事故放灰插板阀，紧急放出的脱硫灰，但是一旦产生塌落灰，还是不能迅速排出，影响脱硫系统正常运行。

3.2 进一步改进

3.2.1 优化工艺水喷雾系统，改进喷枪位置、长度、水气压比，使喷入脱硫塔的雾化水，能均匀与脱硫剂、循环灰混合，维持脱硫高效、经济运行。通过调整水泵电动机频率，根据脱硫塔运行温度自动调节喷水量。

3.2.2 返料系统取消螺旋输送给料和罗茨风机输送方式，增加灰斗斜槽、返料斜槽和外排斜槽，增加斜槽用流化风系统。优化返料斜槽进出口位置，流量调节阀采用国内知名品牌。利用烟气的负压和斜槽流化风，使返料顺畅。

3.2.3 调整进口烟道方式，增加脱硫塔底部流化装置、双轴螺旋搅刀和塔底输灰系统。这样既保证塔底细灰快速输出，又能使脱硫产生的大塌灰由螺旋搅刀搅拌粉碎后迅速排出，保证脱硫系统的正常运行。

3.2.4 优化脱硫工艺控制系统，完善工艺控制和快速的相应，确保系统运行稳定。（1）根据脱硫塔出入口烟气中SO2和O2浓度调节消石灰粉的用量，确保烟囱排烟SO2的浓度达到排放标准；（2）根据脱硫塔床层压差△P来控制返料系统的返灰量，将△P保持在一定范围内，维持床层内必需固/气比，最大限度地提高了脱硫剂的利用率；（3）根据脱硫塔顶部处的烟气温度直接控制脱硫塔底部的喷水量，以确保脱硫塔内的温度处于最佳反应温度范围内。

4 结语

循环流化床法脱硫工艺在泰州金泰热电有限公司220t/h锅炉上成功应用，脱硫、除尘效果显著。实际应用表明：循环流化床半干法脱硫流程简单、占地少、投资小以及副产品可以综合利用等，而且能在很低的钙硫比情况下达到较高的脱硫效率，可达到>90%以上，对负荷变动的适应能力很强，运行可靠，维护工作量少。

参考文献

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作者简介：王晓东（1973-），男，供职于江苏科行环保科技有限公司技术中心。

（责任编辑：陈 洁）