高硫煤烟气氨法脱硫超低排放及长周期运行总结

龙 勇

（贵州黔希煤化工投资有限责任公司，贵州 黔西 551500）

贵州黔希煤化工投资有限责任公司烟气脱硫系统为3×220t循环流化床锅炉，采用3炉1塔多段多循环结构的脱硫除尘一体化氨法脱硫工艺，于2019年8月7日调试成功，顺利生产出硫酸铵成品。

工艺系统主要包括烟气系统、SO2吸收循环系统、除尘一体化系统、氧化空气系统、硫酸铵生产系统（部分利旧）、吸收剂供给系统（利旧）、检修排空系统（利旧）、工艺水系统和烟气在线监测系统等。

1 脱硫系统设备配置

进出口烟气性能参数及保证值

脱硫装置吸收循环系统为新建，硫酸铵干燥处理系统为利旧设备

2 工艺流程

单塔多段多循环结构的脱硫除尘一体化工艺，利用20%浓度的氨水作为吸收剂吸收烟气中的SO2。烟气经脱硫塔脱硫后产生净烟气，并经净烟道到原烟囱排放，此过程中生成的亚硫酸（氢）铵溶液在脱硫吸收塔内循环吸收，氧化槽内被鼓入的空气强制氧化生成硫酸铵溶液，硫酸铵溶液在脱硫塔内与高温烟气接触，经过浓缩循环结晶后得到含固量约为10%-20%的硫酸铵浆液，送入后处理系统，经旋流分离、离心分离、干燥、包装，得到符合标准的硫酸铵产品。

为确保离心机故障情况下脱硫系统能够正常运行，硫铵系统新增湿料旁路出料及烟气脱硫装置。

3 运行过程中出现的问题及处理措施

问题主要集中在塔内件损坏、设备磨损、硫酸铵结晶、出料和氨逃逸这五点上。

3.1 塔内件故障

问题主要分为件喷头无脱落损坏、支撑钢梁无腐蚀断裂、各防腐层完好无起壳脱落现象、除雾器无堵塞现象等四种。

根据公司2019年11月和2020年4月两次检查大修，脱硫塔基本可以排除以上故障点。只有一级屋脊除雾器有局部堵塞，产生堵塞的原因是因为烟气中含有的大量灰分进入了脱硫系统，长期如此，塔内喷淋层不足以将烟尘洗涤捕捉下来，烟气携带灰尘由下至上黏附在一级除雾器上就造成了堵塞[1]。

2020年4月大修已对3台布袋除尘器布袋进行全部抽检更换，杜绝了除尘系统漏灰现象。

3.2 设备磨损

离心泵的叶轮磨损。离心泵使用的是柳州酸王材质为2 507的叶轮，使用寿命为半年。而出料泵使用的是烟台龙港材质为2 205的叶轮，使用寿命为不到两个月。

螺旋输送机叶片的磨损。目前脱硫装置四台螺旋输送机叶片材质为316L。而硫酸铵月产量高达5 000t以上，螺旋输送机基本上24小时运行，硫酸铵晶体物料与316L材质叶片不停磨损碰撞，造成叶片腐蚀磨损严重，螺旋叶片需经常修复，已达不到原设计出料能力，只有采取截流进料阀，降低离心机出料量的方法减轻磨损，但这样严重制约了硫酸铵产品的出料能力[2]。

离心机筛网的磨损。一套离心机筛网的使用寿命为2 000t硫酸铵物料，筛网材质为2205材质，一个月最起码要更换两套筛网。由于系统中灰分过大，筛网磨损加剧，使用寿命低，降低灰分成为防止磨损过快的方法之一

处理措施：①尽可能的多出料，硫酸铵物料应在最短时间内产出，并减少晶体物料与脱硫装置的接触冲刷时间，才能提高脱硫装置各设备的使用寿命。②同等量的硫酸铵物料用最短时间产出，可以降低单位电耗，提高设备使用寿命，降本增效。③材质升级，出料泵、离心机筛网升级成2507材质，将螺旋输送机叶片升级为2205材质。④实际生产中保证各备品备件充足。

3.3 硫酸铵结晶

①受进口粉尘的影响，只有控制布袋除尘器出口粉尘，降低脱硫系统带灰量，保证硫酸铵结晶在一个纯净的环境条件下进行，才能保证硫酸铵结晶获得较大的晶体颗粒。受进口烟气粉尘大的影响，出现过几次硫酸铵物料晶体细小悬浮，导致无法正常出料的被动局面。

②细晶消除。在实际运行中经常会出现由于硫酸铵的晶体过于细小，离心机无法进行筛分，造成系统运行环境不断恶化，密度升高，形成悬浮料、牛奶料堵塞管道及塔内喷头现象，最后导致系统瘫痪停运的状况。

③处理措施：保证尽可能多的化料，在塔内尽快产生固体硫酸铵，向系统中注入大量清水，使细小悬浮的硫酸铵晶体被稀释溶解，将浆液密度降至1.2不饱和溶液，让系统中硫酸铵浆液重新结晶，从而获得大颗粒的的硫酸铵晶体，有利于出料。其次，系统化料后，浆液内无硫酸铵晶体，减少了晶体与泵叶轮、管道、塔内件之间的磨损和冲刷时间，保证了各设备的长时间运行。

④压滤机投入使用，可以每天过滤系统浆液里的灰分，浆液内灰分逐渐减少，那么过滤后的硫酸铵清液就能回到系统继续使用。

3.4 硫酸铵出料

①离心机筛网、螺旋输送机叶片磨损。

②干燥流化床出料能力低，理论设计出料能力为5t/h，实际出料能力为4t/h，每天需要5个小时去清理干燥流化床及对设备进行保养维护。每天实际出料能力=2×4×19=152吨。按烟气量65万m3，二氧化硫6 500mg/m3来计算，每天硫酸铵出料量需要210吨才能够与系统持平。按照目前两台流化床的出料能力，是不可能完成化料操作的。

③全自动包装机的维护保养，正所谓三分运行七分保养，由于干燥流化床出料能力小，包装机基本上24小时运行，维护保养只能在系统化料时才能彻底进行，加之硫酸铵又是酸性细颗粒腐蚀物料，黏附在各零部件上，包装机又缺乏时间保养，随之带来的故障也就越来越多。

④处理措施：新增一台螺旋输送机作为旁路出湿料使用，增大硫酸铵的出料能力，系统运行模式为两干一湿工艺，才能满足系统化料条件。

3.5 氨逃逸的控制

①保证足够的氧化率，采用2台罗茨风机271m3/min，氧化槽φ14.7×H12.8m，4层筛板结构，保证了足够的氧化风量和氧化停留时间。氧化槽底部为氧化风管分布器，确保低浓度的亚硫酸铵在氧化槽内部氧化率在99%以上，避免亚硫酸铵分解形成气溶胶的同时提高氨的利用率[3]。

②脱硫塔上方是水洗净化区，水洗净化区由外部水洗循环槽、水洗泵、水洗喷淋层、填料、吸收积液盘组成。其功能是通过水洗喷淋层喷出的大量清水洗涤去除烟气中夹带的可溶性铵盐，后经过2层屋脊除雾器、2层丝网除雾器后排入大气，洗涤水通过积液盘收集至水洗槽中循环使用。氨水吸收烟气中二氧化硫后脱硫液滴被烟气携带出，由于蒸发、烟气气体流速过快等作用，析出亚硫酸氢铵固体结晶形成气溶胶。

③合理的调整氨水投入量，防止氨水用量过剩，产生氨逃逸，出口粉尘超标。烟囱排出的烟气所夹带的氨水挥发逃逸出气态氨与烟气中未脱除的二氧化硫通过气相反应，生成亚硫酸氢铵、硫酸铵等组分形成气溶胶，该气溶胶组成主要决定于二氧化硫/气氨的比值、空塔气速、温度及烟气中的水分和氧气，烟气的二氧化硫及氧气越多、空塔气速越大气溶胶形成也越严重。我公司设计烟气流速小于2.8m/s，脱硫塔直径13.6m，避免了气溶胶即“气拖尾”现象的发生。

4 结语

保证脱硫系统长周期稳定运行，就必须保证锅炉除尘器无漏灰现象，各磨损备件充足，材质升级为2507更耐腐蚀，提高了干燥流化床的出料能力，确保系统无大量积料，通过长时间的化料来减轻系统磨损冲刷时间，使设备得到充足的保养维护时间。虽然在以后系统运行中还会遇见各类问题，但是经过不断的设备改造和优化操作，最终可以达到既安全稳定经济运行，又能实现烟气环保超低排放的目的。