閆歡歡

大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司許昌項目部

脫硫除塵一體化技術(shù)在燃煤機組超低排放改造中的應(yīng)用

閆歡歡

大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司許昌項目部

煤炭行業(yè)是國家能源的主要來源之一，與此同時它也是國家經(jīng)濟的重要支柱之一。構(gòu)成煤炭的有機質(zhì)的元素主要有諸如碳、氫、氧、氮和硫等等，除此之外，還有極少量的磷、氟、氯以及砷等元素?；痣娙济簷C組的動力能源主要來自煤炭燃燒所產(chǎn)生的強大熱能，但是使用煤炭進行工業(yè)生產(chǎn)作業(yè)時不可避免的產(chǎn)生一定程度的煤炭污染。鑒于煤炭污染排放物對環(huán)境會造成不同程度的污染，我國出臺的《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計（2014-2002年）》和新版的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》均對火電燃煤機組的煙氣污染物排放提出了超低排放要求，并給出了具體的排放限值。為了實現(xiàn)煙氣污染物的超低排放，脫硫除塵一體化技術(shù)越來越受到火電行業(yè)的重視。本文以江蘇某化工廠為例，分析脫硫除塵一體化技術(shù)在燃煤機組超低排放改造中的現(xiàn)狀。

脫硫除塵；燃煤機組；超低排放；技術(shù)應(yīng)用

脫硫除塵一體化技術(shù)主要由煙氣脫硫技術(shù)以及除塵技術(shù)二者結(jié)合構(gòu)成。其中的煙氣脫硫技所使用的是FGD法，也就是使用石灰石以及石膏濕法煙氣進行脫硫的處理工藝工藝。而除塵技術(shù)則主要是應(yīng)用時段進行脫硫塔塔頂?shù)牟贾?，其中工作機組使用的是非金屬的導(dǎo)玻璃鋼濕式的電除塵器。實現(xiàn)燃煤機組的超低排放目的，目前主要就是靠這兩項技術(shù)進行處理的。

一、脫硫除塵一體化技術(shù)工作原理

煙氣脫硫技術(shù)和除塵技術(shù)是脫硫除塵一體化技術(shù)的兩個步驟。煙氣脫硫技術(shù)的工作原理利用二氧化硫同碳酸鈣接觸后生成硫酸鈣，硫酸鈣達到飽和度，結(jié)晶形成二水石膏。FGD系統(tǒng)工作時，將石灰石粉制槳做吸收劑，送入吸收塔，同煙氣充分混合，屆時發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。二氧化硫和碳素鈣反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鈣，之后從塔底送出，達到除硫的效果。非金屬導(dǎo)電玻璃鋼濕電除塵器的工作原理是靜電捕捉介質(zhì)。煙氣經(jīng)過脫硫后，雜質(zhì)顆粒較小，水汽冷凝、沉淀聚集使陰陽極表面形成水膜，介質(zhì)在高壓電場作用下被捕捉，流動的水膜在清洗沉集介質(zhì)，將形成的混液的排出，除塵器主要分為干式電收塵器主要處理含水很低的干氣體，濕式電除塵器主要處理含水較高乃至飽和的濕氣體。煙氣經(jīng)過脫硫除塵一體化工藝的處理，二氧化硫和煙塵污染物達標(biāo)后，由塔頂煙囪直接排入大氣。吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)脫水處理后，含量小于百分之十，對放在石膏倉儲中，統(tǒng)一在利用或是處理。

二、脫硫除塵一體化技術(shù)的優(yōu)缺點

除塵脫硫脫硝技術(shù)是進行煙氣治理的重點，在實際應(yīng)用中越來越廣泛，對環(huán)境保護和空氣治理具有重要的意義。但是在以煤炭為主要原料的企業(yè)中，進行除塵脫硫脫硝會在很大程度上增加額外的成本，很容易使企業(yè)背負比較沉重的經(jīng)濟負擔(dān)。

煙氣是煤氣焚燒后排放的廢氣，其灰塵含量約100mg∕L，SO2含量200-600mg∕m3，NOx含量600-800mg∕m3。從以上數(shù)據(jù)上看，煙氣的塵、硫、硝含量雖然不高，但也超出了國家有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，不能直接排放。由于焦?fàn)t煙氣的工況與鍋爐煙氣有很大的不同，用于鍋爐煙氣除塵、脫硝、脫硫的技術(shù)，大都不適用于焦?fàn)t煙氣。

目前，鍋爐煙氣除塵普遍采用的布袋、電或電袋除塵方式，適用鍋爐煙氣的高灰塵含量工況，并且維護量大，容易造成二次污染，并不適用于焦?fàn)t煙氣；國家最新的焦化行業(yè)氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)從今年開始正式執(zhí)行，意味著焦?fàn)t行業(yè)的煙氣脫硝勢在必行，國內(nèi)鍋爐煙氣脫硝普遍采用的高溫SCR或者SNCR脫硝技術(shù)，不能適用于焦?fàn)t煙氣的低溫工況；關(guān)于煙氣脫硫，目前國內(nèi)大部分企業(yè)采用的濕法脫硫工藝普遍存在投資大、占地面積大、運行費用高和容易造成二次污染等問題。雖然技術(shù)比較成熟，但顯然不是焦化企業(yè)煙氣脫硫的最佳選擇。

脫硫除塵系統(tǒng)考慮了計煙塵超標(biāo)及點火期漿液污染恢復(fù)措施、事故狀態(tài)耐高溫?zé)煔鉀_擊搓措施、脫硫塔相互備用切換措施、設(shè)備防堵防腐放防磨等等。為了使工藝系統(tǒng)優(yōu)化、功能齊全、界面清晰、脫硫裝置安全穩(wěn)定高效運行，一體化技術(shù)引進了先進的電器系統(tǒng)和儀表系統(tǒng)。在煙塵除硫除塵上，為了保證經(jīng)過處理的煙塵各項指標(biāo)達標(biāo)，引進石灰石、石膏濕法脫硫技術(shù)和噴淋空塔煙氣脫硫工藝技術(shù)。同時改進了吸收塔的各個系統(tǒng)，吸收噴淋頭有水汽同煙塵充分接觸的特點，設(shè)置噴淋頭使噴淋覆蓋率達到了百分之二百以上。除塵時使用的非金屬陽極管永久醒耐腐蝕，大大降低了損耗率，整機使用壽命大于30年。陽極管束與殼體無縫隙連接，避免了工作時，陽極管束的震動移位，提高除塵除霧效率。

當(dāng)然脫硫除塵一體化技術(shù)在推過中也發(fā)現(xiàn)一些缺陷。脫硫除塵一體化技術(shù)對黑煙效果一般，系統(tǒng)缺少水處理措施，造成環(huán)境污染。吸收劑同SO2反應(yīng)形成亞硝酸，造成管路、泵的腐蝕和堵塞。

三、脫硫除塵一體化技術(shù)在燃煤機組超低排放改造中的應(yīng)用

1.工程概況。以江蘇某化工企業(yè)自備電廠燃煤機組煙氣超低排放改造為例，系統(tǒng)配備2臺75t∕h、1臺65t∕h、2臺45t∕h拋媒機鏈條鍋爐，麻石水膜除塵器，石灰石石膏濕法、濕式靜電除塵一體化裝置。實際按照130t∕h.臺設(shè)計，年運行8500小時。煙氣經(jīng)過處理由塔頂直接排放。FGD系統(tǒng)主要包括石灰石槳制系統(tǒng)、煙氣過濾系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)，排空，脫水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、空氣氧化系統(tǒng)等等。濕式靜電除塵使用管式結(jié)構(gòu)導(dǎo)電玻璃鋼陽極、鈦合金鋸齒線陰極。

2.方案設(shè)計及施工。江蘇某廠的燃煤含硫按0.8%設(shè)計。吸收塔入口SO2濃度小于1200mg∕Nm3，脫硫塔處理后出口煙塵SO2濃度小于30 mg∕Nm3。脫硫裝置控制系統(tǒng)采用DCS，與數(shù)據(jù)在線連接。配備脫硫除塵極其配套設(shè)施兩臺。塔頂煙囪經(jīng)行防腐處理。方案確定后，承包方根據(jù)布置施工總平面、開始具體施工，范圍包括整套系統(tǒng)的設(shè)備、管道、電纜橋架、控制系統(tǒng)、儀表以及系統(tǒng)所必須的輔助設(shè)施的工藝系統(tǒng)的設(shè)計、設(shè)備選型、安裝調(diào)試、試運行等。待整個系統(tǒng)具備工作條件，工程就可以順利投產(chǎn)。

3.使用效果。江蘇某廠的燃煤機組的降低排放改造工程目前已經(jīng)運行了接近一年的時間。經(jīng)過對各種情況之下的數(shù)據(jù)進行測量以及統(tǒng)計分析得知，在標(biāo)準(zhǔn)情況下，該廠的SO2的排放濃度遠低于規(guī)定的20 mg∕Nm3，煙塵的濃度也大大低于要求的15mg∕Nm3，與此同時，煙塵的排放也低于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。而且該燃煤機組工作至今，其系統(tǒng)性能得到高度的檢驗，已經(jīng)實現(xiàn)國家對于此項問題所要求的高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟、安全的發(fā)展要求。同時該廠也受到當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的大力表揚。

結(jié)語

隨著環(huán)境的惡化，人們對環(huán)境保護的意識越來越強烈，我國更是將環(huán)境保護作為一項基本國策。脫硫除塵一體化技術(shù)的有效應(yīng)用對以燃煤為主的發(fā)電廠實現(xiàn)燃煤機機組超低排放意義重大。脫硫除塵一體化技術(shù)對燃煤老機組超低排放改造有很好的使用性，因為這套技術(shù)設(shè)設(shè)備占地少，結(jié)構(gòu)緊促。總體來說，脫硫除塵一體化技術(shù)在燃煤機組超低排放改造中的應(yīng)用效果良好。

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閆歡歡（1987-），女，漢族，河南省洛陽人，專科學(xué)歷，助理工程師，單位：大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司許昌項目部，單位所在省市：河南省許昌市，研究方向：脫硫運行方面（超低改造，節(jié)能減排等）。