脫硫脫硝除塵一體化工程優(yōu)化改造

姜豐勇

山東瀚江環(huán)?？萍加邢薰?山東濟(jì)南 250101

1 改造前效果分析

1.1 試運行結(jié)果

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)測試方法檢測煙霧排放的具體情況。經(jīng)過多次試驗，檢測和粉塵顆粒物等主要污染物的結(jié)果，以現(xiàn)有的脫硫脫硝除塵一體化設(shè)備運行情況為基礎(chǔ)，分析現(xiàn)有設(shè)備脫硫脫硝系統(tǒng)出現(xiàn)的主要問題，為設(shè)備的安全運行設(shè)計合理的改造計劃[1]。

1.2 分析問題和改造理念

出現(xiàn)的脫硫問題：由于濃縮段和吸收循環(huán)系統(tǒng)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)計的缺陷，容易造成：（1）硫銨結(jié)晶顆粒很難在濃縮段形成，正常的副產(chǎn)物無法形成；（2）對于吸收劑，不能完全轉(zhuǎn)化亞硫酸銨成為硫酸銨，這容易產(chǎn)生氣溶膠和令人不快的氣味；（3）廢氣氣溶膠大，廢氣拖尾；（4）沒有針對氨法脫硫工程，選擇合適的泵類和管道管件。對此問題，提出改造理念如下：（1）原煙囪上的濃縮段應(yīng)去除，在兩個脫硫塔中添加一個煙氣濃縮降溫箱；（2）對氧化槽和風(fēng)機(jī)增設(shè)，使亞硫銨的氧化效果達(dá)到最佳；（3）塔的上部配備有水洗部分，一層結(jié)構(gòu)化噴嘴和一個液體分配器以及隔板的雙層除霧器，使氣體得到進(jìn)一步清潔；（4）選擇合適的工藝管道和輔助設(shè)備以使應(yīng)上述改造項目。脫硝作用主要是沒有明顯的脫硝效果。為了解決脫氮問題，提出的改造理念如下：基于氨法脫硫，加入臭氧在煙氣中，氧化，在國內(nèi)外氨法脫硫過程中吸收氨化溶液，經(jīng)過多年的工程實踐，氨法脫硫工藝已形成了特定的技術(shù)指標(biāo)，使用逆流多功能脫硫塔，在塔內(nèi)實現(xiàn)結(jié)晶、吸收廢氣和洗滌廢氣，簡單的流程、占地不大、不會發(fā)生二次污染的現(xiàn)象。雖然去除煙氣脫除的幾率很高，但它還具有其他的優(yōu)勢，如高回收率的硫銨、凈煙氣不會對周圍設(shè)施有很大的腐蝕等[2]。

2 介紹改造過程

2.1 改造工藝的技術(shù)特點

對于改造工藝，為了消除氨法脫硫副反應(yīng)--出現(xiàn)氣溶膠的條件。（1）如果高溫?zé)煹罋饨佑|吸收液，則會形成氣溶膠，我們使用硫銨液溶液冷卻熱煙氣，以避免形成氣溶膠；（2）冷卻時熱煙氣，對大流量效果低的霧化噴頭和工藝條件進(jìn)行設(shè)計，以防小的蒸發(fā)小的硫銨液滴，形成μm級的微硫銨固體顆粒；（3）增強型氧化裝置的設(shè)計，確保硫銨冷卻液進(jìn)入系統(tǒng)，使稀釋液的氧化度達(dá)到99.5%；（4）控制脫硫吸收液的成分，使用含有特定比例的亞硫酸銨但不含氨的溶液，來防止氨泄漏的現(xiàn)象，以改善吸收液的吸收性能；（5）在脫硫塔頂部加入獨立的水洗段，沖洗脫硫后的氣體，使氣體捕集的微脫硫液滴含量最大化減少，降低了泄漏游離氨和脫硫液的損失[3]。

2.2 氨利用的技術(shù)特征

氨的利用技術(shù)具有高度的利用率，加入1噸氨，可以獲得肥料3.7噸。以為是要了上述改造措施，減少了氨損失，增加硫銨的生產(chǎn)量。增加了硫銨產(chǎn)量，同時會增加硫銨的銷售量，使脫硫過程的總成本最大化降低。

2.3 清潔煙氣排放技術(shù)的特點

排放清潔煙氣，游離氨含量≤5mg / Nm3，且不會腐蝕設(shè)備外觀，不影響周圍自然環(huán)境。在吸收段的上部，添加獨立的洗滌水段，在高性能填料層中使用大量的水循環(huán)接觸脫硫后的濕煙氣，充分吸收煙氣中的液滴和游離氨，以防止形成直徑小于20μm的水滴。此外，高性能除霧器位于塔頂，有效攔截液滴。該工藝的設(shè)計可以防止副反應(yīng)的形成和微量硫銨滴液的形成，并使清潔煙氣中的揮發(fā)性的游離氨有效的回收，除霧后清潔煙氣幾乎不含液滴，游離氨≤5mg/ Nm3，且利用氨的幾率≥98%。

2.4 改造脫硫脫硝裝置

2.4.1 改造脫硫塔

為多功能組合塔，原理是改造原有集成設(shè)備的脫硫塔，塔內(nèi)的煙氣經(jīng)過氣體冷卻、吸收煙氣中的、洗滌煙氣除霧等多個過程。

2.4.2 改造煙氣系統(tǒng)

鍋爐排氣扇的熱煙氣通過原煙囪，進(jìn)入脫硫塔的濃縮罐，流過下面的硫酸銨噴霧液層，冷卻煙氣至飽和溫度，同時進(jìn)一步濃縮硫銨溶液。然后通過罐的中下出口，進(jìn)入脫硫塔，循環(huán)懸浮液吸收煙氣中，對及其其他污染物進(jìn)行清除，然后在含有洗滌層的除霧段中，用水洗劑氣體夾帶的吸收液微粒。清潔的煙氣通過上煙囪排放到原始的煙囪中。

2.4.3 改造濃縮系統(tǒng)

在濃縮罐中，硫銨液平行接觸煙道氣，硫酸銨懸浮液進(jìn)一步濃縮和結(jié)晶。在該段中，由于儲層的橫截面積大，氣體流速低，因此捕集在氣體中有較少量的硫酸銨液滴，并且在原始過程中不會發(fā)生氣體捕集現(xiàn)象。利用泵把濃縮的硫酸銨懸浮打入濃縮罐的噴霧層中以進(jìn)一步循環(huán)并使用，并使一部分含有結(jié)晶的懸浮液排除結(jié)晶，利用泵以使硫酸銨進(jìn)入后處理系統(tǒng)。

改造脫硫塔吸收并保持初始吸收模式，但噴嘴數(shù)量增加。煙氣進(jìn)入脫硫塔要通過氣體入口，并與塔中的銨溶液和煙道氣反應(yīng)。脫硫吸收液被吸收并進(jìn)入塔底的溶液池，然后用吸收循環(huán)泵泵入噴霧層進(jìn)一步使用。因為吸收液中有一定含量的亞硫酸銨，因此有較高的脫硫效率。

2.4.5 改造空氣氧化系統(tǒng)

為了確保亞硫酸銨的氧化作用，在脫硫塔外安裝一個單獨的氧化槽，氧化槽中的懸浮液通過氧化風(fēng)扇注入反應(yīng)槽。為了達(dá)到氧化效果，用于氧化的空氣分配系統(tǒng)使用噴嘴類型，通過分配管注入氧化空氣，分散成小氣泡并均勻地分布在漿料中。氧化空氣在氧化槽中完全氧化了。添加氧氣制造機(jī)和臭氧制造機(jī)。

3 優(yōu)化和改造后的效果

脫硫脫硝除塵一體化工藝的初步設(shè)計由于結(jié)構(gòu)缺陷而惡化，知識脫硝和除塵的效果很差。經(jīng)過分析和討論，作者對比國內(nèi)外脫硫、脫硝、除塵技術(shù)的優(yōu)缺點，最終結(jié)合氨法脫硫和臭氧脫硝的綜合改造計劃進(jìn)行設(shè)計。改造計劃可以實現(xiàn)初始設(shè)計目標(biāo)，以實現(xiàn)超低煙氣排放，從而實現(xiàn)小于35mg/m3的排放標(biāo)準(zhǔn)，小50mg/m3的排放標(biāo)準(zhǔn)，小于5mg/m3的灰塵顆粒排放標(biāo)準(zhǔn)。