高效气动搅拌式脱硫装置的开发

刘忆然+闫玉蕾+安长伟+崔鹏+田犀卓

摘 要：众所周知我国地域广阔、人口众多，是能源耗费大国，近年来北方地区每到冬季供暖季节，雾霾严重影响人们的生活和工作。国家环保部和地方政府不断加大力度治理雾霾，在技术和管理上提出了更严格的要求。但是传统脱硫工艺脱硫装置本体比较高大、制作安装周期长、费用高，同时喷淋管安装复杂、喷头容易堵塞、循环泵电机功率大、耗电多、运行费用大，这样便造成了较高的经费。高效气动搅拌式脱硫装置的开发便是采用一种文丘里高效脱硫反应装置，该工艺没有喷头，不用维修，占地面积小，节约大量财力和物力。

关键词：文丘里 烟气量 液气比 气动搅拌

中图分类号：X701.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）08（b）-0093-02

1 治理方案

（1）反应器启动，进行高效气动搅拌式脱硫装置的启动。以半负荷烟气量启动脱硫装置，使反应装置稳定运行并找出最佳液气比参数。

（2）针对稳定运行的反应装置，提高烟气量，确定不同烟气量下的最佳液气比，确定高效气动搅拌式脱硫装置最佳处理负荷，使系统得到一定程度的优化。在保证最佳脱硫的情况下，研究各种因素对该工艺的影响，最终目的是降低能耗和脱硫剂消耗。

（3）探讨各因素对高效气动搅拌式脱硫装置的影响，确定高效脱硫装置的最佳工艺条件。重点探讨不同液气比和脱硫液浓度对固定烟气量处理效果的影响，确定定量评价系统。

重点解决的关键技术问题如下。

（1）确定高效脱硫装置最佳液气比。

（2）在引入高效气动装置后，确定系统的最佳工艺运行参数。

①吸收塔材料选择。

为了确保防腐、耐磨的需要，脱硫塔采用的是碳钢衬玻璃鳞片（寿命大于15年），不但满足运行中对材料耐腐蚀、耐磨损的要求和使用寿命的需要，还可大量节约投资成本，是最佳的技术经济方案。

②年耗电量情况。

脱硫系统总装机容量：454.85 kW；

其中备用：125 kW；

单台电机最大功率：75 kW；

按年运行时间3600小时计，年耗有功电能：1163711kWh。

2 治理工艺

湿法脱硫工艺流程：引风机→脱硫吸收塔→烟囱。整套系统包括烟气系统、吸收塔系统、脱硫液循环系统与渣处理系统、脱硫剂制备系统、工艺水系统、电气控制系统。

烟气先经过风机加压之后，进入吸收塔，烟气中的SO2与脱硫液逆流接触，完成吸收反应后进入除雾器除雾，最后由烟道引至烟囱排放。

在吸收塔底部设塔釜，经脱硫后的脱硫液经过曝气氧化后自流进入沉淀池，经过沉淀后，沉渣由抓斗抓到干化场。沉淀后的上清液大部分自流到pH调节池，进过塔内pH信号反馈向pH调节池补充碱液，保证系统的脱硫效率。

氧化镁通过氧化镁罐车输送到氧化镁储仓内存放，根据工艺需要定量加入。当化灰器内浆液不足时，打开制备池电磁阀补充工艺水，星型卸灰阀自动打开加入定量的氧化镁到制备池内，加入到制备池内的氧化镁通过搅拌制成混合均匀的浆液通过氢氧化镁制备泵輸送至pH调节池内。

根据系统的需要补充工艺水，工艺水可以通过配制浆液和冲洗除雾器等方式补充，从而达到系统的水平衡。

在烟气脱硫装置的进、出口烟道和旁路烟道上设置挡板用于锅炉运行期间脱硫装置的隔断和维护，这样烟气可以自由选择是否经过烟气脱硫系统。

吸收塔按设备总体供货，包括吸收塔塔体、文丘里反应器、喷淋层及所有内部构件、除雾器及外部钢结构等。塔体的组装及外部钢结构（如平台扶梯等）的施工在安装现场完成。

吸收塔选用的材料适合工艺过程的特性并且能承受脱硫工艺固体悬浮物的磨损。吸收塔塔体设计能承受各种载荷，包括吸收塔及作用在吸收塔上的设备和管路的自重、介质重以及风载荷、地震载荷等。

塔体上设有检修人孔，操作平台等附属设施。吸收塔配备有合理数量和大小合适的观察孔，人孔门和观察孔设置在平台和走道附近。

3 运行效果及环境经济效益

运行效果：本项目的相关专利和研究成果已获得沈阳隆达环保节能集团有限公司、本溪市浩科科技有限公司和本溪明东钢结构有限公司的使用。厂家反映良好，与雾化脱硫相比，在改型的基础上采用高效气动搅拌式脱硫装置，重点就反应装置脱硫液浓度、烟气量和液气比等参数进行优化，对最大去除率进行研究。对于每小时处理风量为170000的燃煤锅炉，工程建设费用为300万元左右，通过文丘里湿法气动搅拌装置比传统湿法脱硫工艺节省了1/3；每处理1kgSO2运行费用可控制在0.056元，与传统工艺相比每处理1kgSO2运行费用降低了0.02元，以一台蒸发量为75t的燃煤锅炉为例，年节省运行费用48.38万元。由此可见，这种文丘里高效脱硫装置以文丘里气动搅拌装置为二次提升气液混合气体装置，在燃煤锅炉烟气处理中，不仅降低了动力设备的使用功率，而且减少构筑物的容量，从建设费用和运行费用上降低了整个研究的费用，对实际生产具有指导作用。

经济效益：本项目采用高效气动装置能够更好地实现气液混合效果和延长气液接触时间，该工艺没有喷头、不用维修、占地面积小，节约大量财力和物力。在2014—2015年间，公司年产值达到8380.4万；2015—2016年年产值达到8970.1万。

社会效益：本项目研究创新性地提出一种具有自我知识产权的新型高效气动搅拌式脱硫装置，在传统脱硫处理技术和理论基础上，开发出可以提高对目标污染物的去除效果，改善设备的稳定性，降低脱硫剂的使用量和电耗，加快反应效果的高效脱硫装置。该产品结构简单、安装方便、运行稳定、可靠。SO2在理论上能达到零排放，除尘脱硫效率极高，是传统脱硫设备不可比拟的新型环保设备，还能减少构筑物的容量，从建设费用和运行费用上降低了整个研究的费用，对实际生产具有指导作用。

4 结语

高效气动搅拌式脱硫装置可以提高对目标污染物的去除效果，改善设备的稳定性，降低脱硫剂的使用量和电耗，加快反应效果。气动搅拌式脱硫装置是一种全新的概念，革命式的改变。该产品结构简单、安装方便、运行稳定、可靠。SO2在理论上能达到零排放。除尘脱硫效率极高，是传统脱硫设备不可比拟的新型环保设备且能减少构筑物的容量，从建设费用和运行费用上降低了整个研究的费用，对实际生产具有指导作用。

参考文献

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