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在燃煤機組超低排放改造中的應用

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。構成煤炭的有機質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準》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；技術應用

脫硫除塵一體化技術主要由煙氣脫硫技術以及除塵技術二者結合構成。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。而除塵技術則主要是應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進行處理的。

一、脫硫除塵一體化技術工作原理

煙氣脫硫技術和除塵技術是脫硫除塵一體化技術的兩個步驟。煙氣脫硫技術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)生化學反應。二氧化硫和碳素鈣反應生產(chǎn)硫酸鈣，之后從塔底送出，達到除硫的效果。非金屬導電玻璃鋼濕電除塵器的工作原理是靜電捕捉介質。煙氣經(jīng)過脫硫后，雜質顆粒較小，水汽冷凝、沉淀聚集使陰陽極表面形成水膜，介質在高壓電場作用下被捕捉，流動的水膜在清洗沉集介質，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的優(yōu)缺點

除塵脫硫脫硝技術是進行煙氣治理的重點，在實際應用中越來越廣泛，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。

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排放標準，不能直接排放。由于焦爐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，大都不適用于焦爐煙氣。

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，并不適用于焦爐煙氣；國家最新的焦化行業(yè)氮氧化物排放標準從今年開始正式執(zhí)行，意味著焦爐行業(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，不能適用于焦爐煙氣的低溫工況；關于煙氣脫硫，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)考慮了計煙塵超標及點火期漿液污染恢復措施、事故狀態(tài)耐高溫煙氣沖擊搓措施、脫硫塔相互備用切換措施、設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達標，引進石灰石、石膏濕法脫硫技術和噴淋空塔煙氣脫硫工藝技術。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。

當然脫硫除塵一體化技術在推過中也發(fā)現(xiàn)一些缺陷。脫硫除塵一體化技術對黑煙效果一般，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在燃煤機組超低排放改造中的應用

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構導電玻璃鋼陽極、鈦合金鋸齒線陰極。

2.方案設計及施工。江蘇某廠的燃煤含硫按0.8%設計。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)所必須的輔助設施的工藝系統(tǒng)的設計、設備選型、安裝調試、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，在標準情況下，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)定的標準。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?shù)丨h(huán)保部門的大力表揚。

結語

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的有效應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，因為這套技術設設備占地少，結構緊促。總體來說，脫硫除塵一體化技術在燃煤機組超低排放改造中的應用效果良好。

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閆歡歡（1987-），女，漢族，河南省洛陽人，?？茖W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）。