锅炉烟气脱硫装置升级改造

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(连云港碱业有限公司，江苏连云港 222042)

1 脱硫装置升级改造的缘由

连云港碱业有限公司热电车间现有三台150 t/h和一台130 t/h共四台煤粉炉，应环保要求，于2013年5月进行烟气脱硫改造，脱硫装置两炉一塔布置，采用一种“利用氨碱厂白泥脱除锅炉烟气二氧化硫制取石膏的方法”专利技术工艺(专利号：ZL200810029591.X)，项目实施后，脱硫效率>95%(注：煤种含硫≤0.8%)，二氧化硫(SO2)排放浓度<80 mg/m3，达到当时超低排放的标准。

2014年11月10日江苏省环保新政策要求“到2018年年底，全省10万千瓦以下燃煤机组大气污染物排放浓度达到重点区域特别排放限值(即在基准氧含量6%的条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于20 mg/m3、50 mg/m3、100 mg/m3)”。在此大背景下，热电车间现有四台锅炉烟气脱硫装置不能满足要求，唯有进行技术升级改造。

近10年来连云港碱业有限公司热电车间经除尘、脱硫、脱硝改造后，现场几乎没有空间再增加设备，结合现有的脱硫装置，怎样通过较低的投入，使得锅炉烟气脱硫达到排放指标要求，通过多次调研论证，决定先采用白泥浆液除砂、提浓+现有脱硫装置局部更新、增效升级改造的方案。利用公司压力管道整治系统停车检修期间对锅炉烟气脱硫装置进行改造。

2 锅炉烟气脱硫系统

我公司四台锅炉共设置两个脱硫塔(1#、2#)，每个脱硫塔设计处理烟气流量为640 000 Nm3/h。每个脱硫塔各配置一台增压风机。

脱硫塔规格：直径φ7250,高32.776 m

喷淋层布置：三层(空塔喷淋，正常工况开两层喷淋)

每层循环浆液量：1 960 m3/h

设计进塔烟气量：640 000 Nm3/h

设计氧化空气量：25.4 Nm3/min(干)

增压风机参数：额定流量640 000 m3/h,全压2 000 Pa,介质温度155 ℃

介质密度:0.867 kg/m3

电机规格：8P-560 kW,6 000 V

3 白泥-石膏法脱硫工艺

目前国内大部分烟气脱硫采用的是石灰石-石膏法。其基本原理是：以石灰石浆液作脱硫剂，在吸收塔内与含有SO2的烟气进行充分接触，浆液中的碱性物质与SO2发生化学反应生成亚硫酸钙或硫酸钙，从而去除烟气中的SO2，其脱硫效率在90%左右。

白泥-石膏法脱硫工艺原理与石灰石-石膏法类似，但关键技术上又有别于石灰石-石膏法工艺，其充分利用了白泥的特性，采用特别设计的塔内件，促使白泥浆液在吸收塔内与烟气充分接触反应，最大程度的实现了二氧化硫的去除。此外，白泥-石膏法工艺在脱硫设备的选择上也充分考虑到白泥中氯离子高的特性，选用特殊高耐腐蚀的材质，保证了整个脱硫系统的可靠性。

我公司的白泥是来自盐水精制工序的盐泥，白泥滤饼主要成分：CaCO365.9～69.7%(干基)，Mg(OH)26.1～6.5%(干基)，NaCl 13.5～15.6%(干基)，和CaSO4等，其它组分为泥沙。

盐泥经大型道尔澄清桶澄清后，底流用泵打到压滤工序，经卧螺离心机脱水去除饱和盐水后，固渣用一定流量的工艺水连续不断地冲进地下池搅拌混合浆化，制成浓度约20%(wt)的白泥浆液，流至制浆地下槽中。

白泥浆液通过浆液泵打入滚筒筛，经过滤后白泥浆液流至白泥浆液槽存放，再经由浆液泵送至热电车间白泥浆液贮槽备用。一台卧螺离心机进料量为60 m3/h，产出白泥(盐泥)滤饼在10～15 m3/h。可制成浓度约20%(wt)的白泥浆液大约40 m3/h，基本满足热电车间2台脱硫塔使用。

4 脱硫装置改造

4.1 白泥浆液除砂、提浓改造

白泥浆液中含砂量较大，在脱硫塔下部大量沉积，造成脱硫塔白泥浆液循环泵叶轮损坏严重，每3～5个月就需要更换叶轮和相关零部件，还造成脱硫塔内部玻璃鳞片局部损坏。经分析白泥浆液中含砂全部为石灰乳带入。

为将石灰乳中砂除净，在盐水精制工序处增设旋液分离器，用浓盐水混合来自石灰工序含砂量大的高浓度石灰乳，降低粘度。再利用旋液分离器分砂，底流进入螺旋捞砂机脱水除砂。其余浆液汇集至除钙、镁混合罐中供盐水精制工序使用。除砂后，来自盐水精制的盐泥几乎不含砂。消除了白泥浆液含砂对脱硫系统影响。除砂流程见图1。

图1 白泥浆液除砂工艺示意框图

为了提高白泥浆液浓度，以提高脱硫效率，在脱水机分离工段，在现有白泥制浆设备系统基础上，进行局部升级改造，增加制浆水流量表和滚筒筛冲洗水流量表，同时在白泥浆液送热电泵出口后增加在线密度仪。实现工艺准确计量控制加水调制白泥浆液，同时消除滚筒筛无节制冲洗导致制浆水过量的缺陷。将滚筒筛设备由原白泥浆液槽顶部改为放在二楼楼面，以便于清渣和浆液回收。滚筒筛设备升级后白泥制浆用水得到很好控制，同时滤网冲洗水干扰制浆、滚筒筛清渣均得到很好解决。如图2。

4.2 脱硫装置局部更新改造

表1 脱硫塔改造项目

图2 白泥浆液提浓工艺升级示意框图

4.3 脱硫装置改造后效果

脱硫塔改造于2018年7月3日至7月8日系统停车检修期间实施改造，白泥浆液除砂提浓改造在统停车检修后实施，于2018年8月22日投入运行，改造后白泥浆液的浓度较改造前提高约11.2%，每日除砂量约2.5 t，改造后两台脱硫塔系统数据如表2。

表2 改造前后脱硫塔系统数据

5 总 结

连云港碱业有限公司热电车间四台燃煤锅炉脱硫装置，通过提高白泥浆液浓度和脱硫塔内件的更新、架设增效器增开喷淋层、加大循环浆液量等升级改造措施，在锅炉负荷85%左右、燃煤煤种含硫≤0.6%时，即入塔二氧化硫(SO2)浓度≤1 450 mg/m3(干基、标态、6%O2)的条件下，可保证在设计条件下烟气二氧化硫排放指标满足≤30 mg/m3(干基、标况、6%O2)。在冬季锅炉满负荷运行时尚未经过考核，还有不能克服因脱硫塔故障检修维护引起相关两台锅炉须停止运行的弊端，需要在日后加以研究解决。