循环流化床锅炉超净排放烟气脱硫改造技术探讨

何进崇

摘  要：由于我国电力企业的快速发展，火力发电领域所产生的烟尘、废水、粉尘等已成为重大环境污染源，到如今除尘和对污水的处理已基本解决，国内工业粉尘处理技术水平已达国际水平，唯有烟气脱硫处理技术仍然是电力行业环保改善的难点。文章对现有循环流化床锅炉烟气脱硫改造技术进行研究，以达到提高脱硫控制系统脱硫效率，减少员工劳动强度以及保证设备稳定运行的目的。

关键词：循环硫化床;脱硫技术;脱硫效率

中图分类号：TK229. 66     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2016）03-0170-02

循环流化床烟气脱硫技术是世界都在积极研究的先进技术，但是由于目前国内采用的脱硫工艺还不成熟，因此存在诸多问题，为了维护系统安全和减少成本，对烟气循环流化床脱硫技术进行进一步研究和改造具有重要意义。本文利用已有烟气循环硫化床脱硫技术为基础，提出循环硫化床锅炉超净排放烟气脱硫工艺，进一步提高脱硫效率。

1  脱硫技术现状

目前，我国大型火电厂烟气脱硫技术主要运用国外较为成熟、业绩较多的石灰石湿法技术，基于湿法工艺系统工艺具有难度大、成本较高、占地多等问题而循环硫化床脱硫书则具有投资少、运行和投资成本低、效率高等特点，因此在我国的应用前景广阔。开发出拥有自主知识产权的循环硫化床烟气脱硫技术具有重要意义。

2  脱硫系统技术要求及改进方案

2.1  设计制造的技术要求

技术要求需要满足脱硫系统的设计、购入、生产、运输、运行、安装、检验、测试、试运行、考核运行、查缺、等一系列的技术和管理工程。

2.2  脱硫系统常规技术要求

脱硫系统必须达到下列运行要求：①在锅炉在最小（30%负荷）和最大（110%）负荷点间的任何负荷情况下，烟气脱硫设备及其辅助设备皆可工作。脱硫设备能方便迅速的通过冷、热启动程序投入工作。在上述的设计条件下，需要保证排放的污染物不超出要求的保证排放值。②在脱硫设备停止工作期间，需要冲洗以及排水的设备，应当达到易于实现冲洗和排污的要求。③整套装置中所有易于损耗、磨损或易于出现故障的设备，要易于更换、检修和维护。

2.2.1  烟风系统

①烟道设计时应事先考虑并按照可能发生的最差运行条件进行设计。②排水设施材料应充分考虑防腐，特别是接触腐蚀环境的净烟气烟道和原烟气烟道。排水应返回到脱硫排水坑或吸收塔浆池。③在烟道有测点的局部区域的顶部，用顶板覆盖。保证顶板可以支撑行走和最少150 kg/m2的部分荷重，为便于排水应当对顶板设有坡度，顶板最低点和烟道直接的距离最少有200 mm。③烟道应设计保温。

2.2.2  吸收塔系统

①意采用的湿式吸收塔在其气液的接触区不能出现填料，并且吸收塔不能被预洗涤。②在吸收塔的塔顶设置高65 m直排烟囱。③对二氧化硫吸收设备、吸收塔以及循环浆池整体进行模块化设计。为保障尽可能去除二氧化硫应当额外设置喷雾层。④注意在浆液喷雾处，用除雾器收集系统下游夹带的浆液。⑤为了保证防止浆液沉淀，应当使用消除死角搅拌器。吸收塔浆液排出泵排空吸收塔的时间不能超过15 h，并且保证吸收塔底面的液体能完全被排空。

2.2.3  脱硫剂制备和供给系统

本系统设置石灰石储仓及石灰石浆液制备和供应装置。由于吸收剂会与SO2反应并发生消耗，因此需要不断用泵输送并补充配置液到吸收塔。配置流程如下：用罐车将石灰石粉送入石灰石储仓，由石灰石粉给料设备输送如石灰石浆液箱，为维持浆液浓度需要不断在浆液箱中补充工艺水，配置好的浆液存贮于石灰石浆液箱。保证筒体、泵和管道的有足够的使用寿命，至少在下一个大修期来临之前仍可使用。

2.2.4  石膏脱水系统

①系统概述：吸收塔里的石膏浆液处理的流程如下：先是通过排出泵将石膏输送到石膏旋流站进行浓缩，石膏的浓缩液再被运送到真空皮带脱水机脱水，经过脱水处理后，石膏浆液的表面含水率基本小于12%，为了充分综合利用，最后暂时贮存在石膏库。石膏旋流站出来的浆液一部分回收到吸收塔可供循环使用，一部分直接进入废水处理系统，使用泵抽至中和池进行处理。为保证石膏品质，需要控制脱硫石膏中Cl-等成份的含量，在石膏脱水过程中利用水和滤布形成的过滤系统对对石膏进行反复冲洗，最后过滤的水课存在滤液池中，之后用泵送到系统用于脱硫剂制备或折直接返回吸收塔。②设计原则：在每个吸收塔内都配置一套石膏旋流站。所有锅炉（2台75 t/h锅炉）共设置一个溢流收集箱，容量的选择按锅炉BMCR工况产生的150%浆液量的多少。

根据锅炉燃烧设计煤种BMCR工况运行时可能产生的150%石膏处理量，来配置真空皮带脱水机的总出力，以满足石膏浆液用于处理设计煤种时量的要求，同时需要配置真空泵、气液分离等辅助设施。

石膏脱水系统还需设置一个石膏库，根据2台炉在脱硫设计煤种BMCR工况下3 d容量确定石膏堆料间的有效容量。采用铲车等运输装备运输石膏库内石膏。

2.2.5  工艺水系统

①系统概述：脱硫工艺系统需用到水，可由电厂供水系统输送到脱硫系统工艺水箱，由工艺水箱提供用于石膏结晶、石灰石浆液制备的工艺用水。此外还可用于冲洗除雾器、真空皮带脱水机及各种浆液输送设备、输送管路、储存箱等设施;最后还可用于泵或其他设备的冷却水以及密封水。

②技术要求：工艺水系统应保证FGD装置正常运行，并且做好一旦出现事故时的用水。根据系统运行需要设计工艺水箱容积，保证其容量。为确保系统工艺水供应需求，系统应单独配备冲洗运送浆液的管路、除雾器等设备。为确保系统冷却水供应需求，系统用于管设备冷却水的水泵应单独设置等。系统应使用离心泵来输送工艺水。

2.2.6  压缩空气系统

压缩空气系统提供压缩空气的用途：①杂用空气可在机械设施，风动设备，板手等操作中发挥作用，还可用于脱硫装置一些运行方式中，最后还可用于脱硫装置的维护维修。②仪用压缩空气可在脱硫装置所有气动操作的仪表和控制系统中发挥作用。

依据需要，在岛内设仪时用的储气罐是压缩空气储罐和杂用压缩空气储罐。储气罐的贮备应当足够，在全部空气压缩机停运时，储气罐应当能提供足够的耗气量维持整个脱硫控制系统继续工作至少15 min，按需确定压缩空气系统储气罐工作压力。

2.2.7  废水处理和疏放系统

设置废水处理系统，对排放的废水经过中和加料处理，达到水污染排放指标时才可排往水集中处;此外，按环保部门要求对污泥进行脱水处理。作为提供脱硫净化系统浆液排放场所的地点，疏放系统可分为区域排水收集和事故浆液收集两类。

区域排水收集：区域排水收集是通过明渠，收集各个设备排放的水和浆液到集水坑，然后通过集水坑泵将水或浆液输回吸收塔等收集设施。单独配备每个集水坑的集水坑泵，为防止浆液沉积还应设有搅拌器。

事故浆液收集：事故浆液收集主要注意当吸收塔需要检修时，需要临时排空塔釜内浆液，将吸收塔塔釜内的浆液通过事故浆液池暂时贮存。当吸收塔维护检测完成后，事故浆液池内浆液能够通过事故泵输送回吸收塔。

3  性能保证及监造

性能的监造需要参考《火电厂石灰石一石膏湿法脱硫废水水质控制指标》等各种验收标准，对脱硫效率、钙硫比、石灰石消耗、用电情况进行综合考量。

由于近年火电厂大气污染排放指标的提高，常用的锅炉循环流化床脱硫技术难以达到目前的环保需求，燃煤锅炉“超洁净排放”改造工艺运行和维护成本相对较低，并且具有良好的性能和稳定性，提高了脱硫效率，更重要的是达到了污染物排放要求。

参考文献：

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[2] 王志轩，王书肖，燃煤二氧化硫污染控制技术手册[M].北京：化学工业   出版社，2001.

[3] 马双忱.烟气循环流化床脱硫技术试验研究[D].保定：华北电力大学，

2002.