燃煤鍋爐房煙氣脫硫除塵裝置的工程應(yīng)用

摘 要

摘要：結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)采用雙堿法的脫硫除塵裝置在燃煤供熱鍋爐房的應(yīng)用進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：鍋爐房；雙堿法；除塵；脫硫Application of Flue Gas Desulfurization and Dust Removal D
摘要：結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)采用雙堿法的脫硫除塵裝置在燃煤供熱鍋爐房的應(yīng)用進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞：鍋爐房；雙堿法；除塵；脫硫
Application of Flue Gas Desulfurization and Dust Removal Device to Coal.fired Boiler Room
YU Jianguo，XU Junjie，YANG Ying，DENG Qiang
Abstract：The application of flue gas desulfurization and dust removal device with dual alkali process to coal-fired boiler room is discussed with an engineering example.
Key words：boiler room；dual alkali process；dust removal；desulfurization
1 工程概況
    呼和浩特市西區(qū)集中供熱工程為內(nèi)蒙古大氣環(huán)境改善項(xiàng)目，利用日元貸款實(shí)施，規(guī)模為5×70MW鏈條熱水鍋爐。針對(duì)工程實(shí)際情況，在脫硫除塵設(shè)計(jì)中采取了如下措施：脫硫除塵系統(tǒng)采用室內(nèi)封閉設(shè)計(jì)，采用高效脫硫、除塵系統(tǒng)。由于呼和浩特市的燃煤大多為熱值低灰分高的煤種，收到基低位發(fā)熱量一般為3700～4200kJ/kg，干燥基灰分25%～32%。所在地區(qū)冬季多風(fēng)、寒冷，供暖室外計(jì)算溫度為-17℃，供暖期為6個(gè)月。這些客觀條件導(dǎo)致了以下問(wèn)題：
    首先，由于燃煤熱值低、灰分高，易導(dǎo)致鍋爐房耗煤量增大，灰渣量大，尤其是易漂浮的細(xì)灰增多，造成鍋爐輸煤、除渣、脫硫、除塵等設(shè)備工作負(fù)荷增大。供暖期風(fēng)多風(fēng)大，多管旋風(fēng)除塵器若采用室外布置，并采用傳統(tǒng)的刮板機(jī)加斗提集中處理的方式，大量干細(xì)灰在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中稍有疏漏，極易造成灰塵漫天飛揚(yáng)，達(dá)不到應(yīng)有的環(huán)保效果。其次，濕式除塵脫硫裝置在室外布置的情況下，容易發(fā)生凍結(jié)，影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
    為防止此種情況出現(xiàn)，該設(shè)計(jì)將多管旋風(fēng)除塵器、引風(fēng)機(jī)、濕式脫硫除塵裝置封閉于室內(nèi)，既避免了揚(yáng)灰情況出現(xiàn)，也避免了凍結(jié)情況的發(fā)生，提高了脫硫除塵系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。
2 脫硫除塵系統(tǒng)工藝流程
    脫硫除塵系統(tǒng)工藝流程見(jiàn)圖1。鍋爐煙氣先進(jìn)入多管旋風(fēng)除塵器，再通過(guò)引風(fēng)機(jī)進(jìn)入脫硫除塵設(shè)備。脫硫除塵后的吸收液經(jīng)沉淀池澄清，澄清液循環(huán)用于水膜除塵。多管旋風(fēng)除塵器落下的細(xì)灰采用濕法處理，由于該部分細(xì)灰易漂浮，在多管旋風(fēng)除塵器下設(shè)置螺旋除灰機(jī)(絞籠)，再配合雙軸攪拌加濕機(jī)，將濕灰送到除渣系統(tǒng)的斜段板鏈上，送至渣倉(cāng)，與爐渣一起外運(yùn)，確保環(huán)保效果。
    濕法脫硫采用雙堿法[1～4]的工藝流程，解決了目前大多數(shù)石灰濕法脫硫技術(shù)實(shí)際上不易解決的結(jié)垢、堵塞、風(fēng)機(jī)帶水等難以連續(xù)運(yùn)行的難題，改變了傳統(tǒng)濕式石灰石一石膏脫硫工藝中高液氣比、低pH值的運(yùn)行狀態(tài)。液氣比可控制在2L/m3以下，pH值控制在6.0～7.0，大幅降低了造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用，又確保了高效穩(wěn)定脫硫運(yùn)行。脫硫除塵主體設(shè)備可采用鋼質(zhì)殼體，內(nèi)襯耐磨、耐腐材料，也可采用麻石制作。設(shè)備內(nèi)安裝旋流板脫硫除塵裝置和除霧器。該設(shè)備分為水膜除塵段、旋流板脫硫段和除霧段三部分。
   煙氣中的二氧化硫脫除與除塵是同步進(jìn)行的，主要靠吸收液與煙氣充分混合后進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，氣液混合充分，脫硫效率較高。由于旋流板脫硫塔筒體較高，加上旋流板強(qiáng)化旋流作用，使煙氣在塔內(nèi)旋轉(zhuǎn)次數(shù)增多，SO2與堿性水霧有充分時(shí)間進(jìn)行接觸吸收反應(yīng)，得以分離凈化。霧化質(zhì)量高，霧化顆粒細(xì)，吸收液與煙塵接觸的面積大，凈化效果高。
    全流程為兩級(jí)凈化系統(tǒng)：第一級(jí)(水膜除塵段)：煙氣經(jīng)文丘里水膜除塵段除塵后，吸收液經(jīng)沉淀池澄清，澄清液循環(huán)用于水膜除塵。第二級(jí)(旋流板脫硫段)：除塵后煙氣自下而上穿過(guò)旋流板脫硫裝置，與來(lái)自清水池的吸收液(NaOH水溶液)充分逆流接觸，脫除煙氣中SO2并進(jìn)一步脫除細(xì)塵。完成脫硫后的吸收液絕大部分返回循環(huán)水池，然后在循環(huán)水池內(nèi)采用Ca(OH)2將吸收SO2的吸收液再生，再生后的吸收液循環(huán)使用，SO2最終以亞硫酸鈣和石膏的形式回收。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器(除霧段)脫水后，從主體設(shè)備頂部進(jìn)入煙囪排放，也可設(shè)置副筒將煙氣引至煙囪下部排放。
    對(duì)高排塵濃度的鍋爐(粉煤爐、沸騰爐等)，除塵效率達(dá)99.0%～99.8%，鏈條爐的除塵效率達(dá)98%～99%。脫硫效率根據(jù)用戶要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，脫硫效率達(dá)85%～97%。林格曼黑度＜1級(jí)。脫硫除塵裝置的總阻力為1400～1800Pa。該脫硫除塵裝置的運(yùn)行費(fèi)用比國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品低，鈣硫比為1.02，單位質(zhì)量煙氣脫硫費(fèi)用為0.14～0.20元/kg，液氣比為1.0～2.0L/m3，煙氣相對(duì)濕度≤8%。
    本工程采用爐后除塵脫硫，干法除塵+濕法脫硫方式，總除塵效率>98%，脫硫效率>85%。煙氣出鍋爐后先經(jīng)干式多管旋風(fēng)除塵器處理，由引風(fēng)機(jī)抽送至脫硫塔，經(jīng)旋流板塔處理后，煙氣由煙囪排入大氣。污染物實(shí)際排放指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)允許限值見(jiàn)表1。此設(shè)計(jì)方式適用于寒冷、多風(fēng)、煤灰分高、供熱穩(wěn)定性要求高的地區(qū)。目前，東北、西北地區(qū)已有不少大型鍋爐房采用這種設(shè)計(jì)理念，如黑龍江大慶銀浪4×70MW鍋爐房。
       表1 污染物實(shí)際排放指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)允許限值    mg/m3
項(xiàng)目
煙塵質(zhì)量濃度
S02質(zhì)量濃度
N0x質(zhì)量濃度
實(shí)際排放指標(biāo)
23
52
428
允許標(biāo)準(zhǔn)限值
30
100
450
參考文獻(xiàn)：
[1] 楊海平.燃煤鍋爐煙氣脫硫除塵系統(tǒng)改造[J].煤氣與熱力，2008，28(9)：A01-A03.
[2] 莊壁平.鍋爐煙氣脫硫除塵系統(tǒng)改造與存在問(wèn)題分析[J].煤氣與熱力，2007，27(7)：59-61.
[3] 駱建暉，許閩明，李康文.旋流板塔雙堿法在熔化爐廢氣脫硫除塵中的應(yīng)用[J].環(huán)境工程，2003，21(4)：31-32.
[4] 郭衛(wèi)興.雙堿法脫硫工藝在中、小型燃煤鍋爐中的應(yīng)用[J].環(huán)境研究與監(jiān)測(cè)，2010(2)：49-51.
 
(本文作者：于建國(guó)1 徐軍杰1 楊穎1 鄧強(qiáng)2 1.中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院 天津 300074；2.濱海中日能源管理有限公司 天津 300132)