耿國(guó)新(唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305)

0 引言

依據(jù)《河北省鋼鐵、焦化、燃煤電廠深度減排攻堅(jiān)方案》(冀氣領(lǐng)辦〔2018〕156號(hào))文件的相關(guān)要求，河北省燃煤電廠需進(jìn)行深度減排，熱電分公司大氣污染物排放需執(zhí)行地方的深度減排驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，即二氧化硫排放濃度小于25 mg/Nm3。因此，熱電分公司提前實(shí)施5#爐脫硫改造項(xiàng)目，在工藝先進(jìn)、運(yùn)行可靠和經(jīng)濟(jì)合理的原則下，最大限度的減小一次性投資、節(jié)能降耗和系統(tǒng)維護(hù)方便。結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備，重點(diǎn)做以下改造：吸收塔塔錐取消，增設(shè)進(jìn)口側(cè)攪拌器；塔高保持不變，噴淋層保持三層；氧化風(fēng)機(jī)更換；增設(shè)脫硫劑預(yù)處理設(shè)備；事故漿液池利用原有曝氣池進(jìn)行改造再利用。之前為達(dá)到粉塵排放量5 mg/Nm3以下的深度減排排放標(biāo)準(zhǔn)，熱電分公司實(shí)施了5#爐布袋除塵系統(tǒng)優(yōu)化改造項(xiàng)目，將原5#脫硫塔內(nèi)板式除霧器升級(jí)為高效管束式除塵器，配套增加霧化泵、沖洗水泵等設(shè)備，達(dá)到高效除塵除霧的目的。

1 運(yùn)行現(xiàn)狀分析

1.1 脫硫劑成分分析

5#爐脫硫采用純堿公司白泥漿液及氯堿公司電石渣漿作為脫硫劑，其主要成分含量如表1、表2所示。

表1 堿渣(可稱白泥)化驗(yàn)分析結(jié)果

表2 電石渣漿化驗(yàn)分析結(jié)果

堿渣和電石渣漿的主要成分均為堿性物質(zhì)，但從有效成分含量及運(yùn)行觀察上對(duì)比，電石渣漿的脫硫效果要明顯優(yōu)于白泥漿液，鑒于集團(tuán)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的生產(chǎn)方式，熱電分公司主要采用白泥漿液作為脫硫劑用于煙氣脫硫，因此，白泥漿液在運(yùn)行調(diào)節(jié)上的遲鈍性在一定程度上影響了脫硫運(yùn)行的高效調(diào)節(jié)。

1.2 脫硫劑供給系統(tǒng)

5#爐脫硫劑供給系統(tǒng)采用雙泵控制，一備一用，泵入口與脫硫劑儲(chǔ)槽相連，出口裝有調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)等裝置，作為脫硫劑供給的調(diào)節(jié)手段，輸送管道采用襯膠管道，防止管道的腐蝕，但由于脫硫劑成分較為復(fù)雜，品質(zhì)不穩(wěn)定，對(duì)襯膠部分會(huì)產(chǎn)生一定的磨損，從而引起襯膠脫落，堵塞管道，導(dǎo)致脫硫劑供給系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，影響脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1.3 漿液循環(huán)系統(tǒng)

5#爐設(shè)有4臺(tái)漿液循環(huán)泵，正常運(yùn)行中開(kāi)二備二或開(kāi)三備一，設(shè)備參數(shù)如表3所示。

表3 漿液循環(huán)泵參數(shù)

由上表可知，每臺(tái)漿液循環(huán)泵的流量及揚(yáng)程均有所不同，由上至下對(duì)應(yīng)塔內(nèi)四層噴淋，即A泵連接最上層噴淋，B泵連接最下層噴淋。而噴淋層的高度也決定了其脫硫效果，一般來(lái)講，上層噴淋的脫硫效果要優(yōu)于下層噴淋。因此，運(yùn)行中漿液循環(huán)泵的啟停搭配，也會(huì)影響脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行效果。

1.4 塔內(nèi)監(jiān)視系統(tǒng)

脫硫塔內(nèi)主要監(jiān)視參數(shù)為漿液濃度、pH值、液位、漿液氯離子濃度。

(1)吸收塔漿液濃度一般控制在20%～25%左右，但因現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況控制不到位，如：石膏制備系統(tǒng)故障、水平衡掌握不好等多方原因?qū)е挛账舛壬?，漿液濃度過(guò)高會(huì)引起很多系統(tǒng)性的問(wèn)題，如加劇管道和泵的磨損，增加電耗，堵塞噴淋層噴嘴、濾網(wǎng)甚至除霧器等，從而影響脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行[1]。

(2)脫硫塔漿液的核心是pH值的控制，它可以受脫硫劑品質(zhì)、入口SO2濃度、鍋爐負(fù)荷等因素的影響。在一定控制值區(qū)間內(nèi)，脫硫效率的提升與pH值的上升成正比例。當(dāng)pH值大于5.8時(shí)，碳酸鈣中Ca2+的溶解速率會(huì)降低，SO32-的氧化反應(yīng)會(huì)受到抑制，石膏結(jié)晶反應(yīng)速率降低，反之，pH越低更能促進(jìn)石灰石的溶解，但SO2的吸附反應(yīng)會(huì)受到抑制，脫硫效率隨之降低。因此，脫硫塔漿液PH值的控制決定了脫硫效率的高低。

(3)脫硫塔內(nèi)液位在一定程度上也影響著脫硫效率。液位過(guò)低，脫硫劑和亞硫酸鈣等在漿液池內(nèi)停留時(shí)間不夠，反應(yīng)和氧化會(huì)不完全；液位過(guò)高，則會(huì)導(dǎo)致漿液溢流，破壞現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，造成漿液浪費(fèi)，甚至可能造成漿液倒流至煙道，破壞煙道。5#爐脫硫加裝管式除霧器后，脫水效果大大增加，正常運(yùn)行中塔內(nèi)幾乎不用補(bǔ)水。因此，進(jìn)行除霧器沖洗或大量增加脫硫劑時(shí)可能使塔內(nèi)液位升高，影響正常運(yùn)行。

(4)漿液氯離子主要來(lái)源于脫硫吸收劑，部分來(lái)源于燃煤及補(bǔ)充水，漿液中氯離子對(duì)脫硫設(shè)備以及工藝控制均有較惡劣的影響。氯離子具有強(qiáng)烈的腐蝕性，一是破壞鈍化膜，二是降低pH值，對(duì)金屬材料破壞性較大。

在濕法脫硫塔漿液中，氯化物多以氯化鈣的形態(tài)存在。鈣離子濃度不斷增大，在同離子反應(yīng)的作用下，將降低脫硫劑的溶解速率，液相的堿度隨之降低，從而影響脫硫吸收塔內(nèi)漿液的化學(xué)速率，減緩了SO2的脫除率。氯離子的擴(kuò)散反應(yīng)較大，具有排斥HSO3-或SO3的反應(yīng)，影響到SO2的化學(xué)吸收和物理吸收，降低脫硫反應(yīng)的發(fā)生，導(dǎo)致脫硫效率降低。另外，隨著氯離子含量在吸收塔漿液內(nèi)的不斷增加，漿液的化學(xué)性質(zhì)可能會(huì)變化，塔內(nèi)漿液會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡，使吸收塔發(fā)生溢流[2]。隨著吸收塔漿液中氯化物濃度的不斷升高，石膏中剩余的脫硫劑量不斷增大，無(wú)法對(duì)石膏品質(zhì)進(jìn)行保障。當(dāng)氯離子濃度過(guò)高時(shí)，將對(duì)石膏的含水率產(chǎn)生不良影響，使石膏脫水性能下降，影響出售。

2 運(yùn)行調(diào)控建議

針對(duì)以上運(yùn)行分析中的相關(guān)問(wèn)題，結(jié)合5#爐設(shè)備現(xiàn)狀，在運(yùn)行調(diào)控中，應(yīng)著重做好以下工作。

(1)加強(qiáng)對(duì)白泥漿液成分的分析，并結(jié)合分析結(jié)果及運(yùn)行調(diào)整經(jīng)驗(yàn)提前做好運(yùn)行調(diào)控，簡(jiǎn)單來(lái)講，由于白泥漿液脫硫效果一般，系統(tǒng)反應(yīng)速度較慢，在運(yùn)行調(diào)控中需打好“提前量”。

(2)定期檢查脫硫各系統(tǒng)管道的運(yùn)行情況，著重檢查彎頭及節(jié)流部位，及時(shí)更換磨損管道，保證設(shè)備的完好運(yùn)行，消除管道堵塞。

(3)合理搭配漿液循環(huán)泵，一般來(lái)講，優(yōu)先使用上層噴淋所對(duì)應(yīng)的漿液循環(huán)泵，保證較高的脫硫效率，但需要注意設(shè)備的定期輪換。

(4)定期檢測(cè)塔內(nèi)漿液濃度，并與在線儀表進(jìn)行比對(duì)，掌握規(guī)律，及時(shí)出石膏或進(jìn)行漿液置換，保證合格的漿液濃度(一般為1 080～1 120 kg/m3)。

(5)在脫硫塔運(yùn)行中維持吸收塔漿液pH穩(wěn)定，將其控制在一適當(dāng)范圍內(nèi)(一般為5.2～5.6)，可以有效的控制SO2吸收反應(yīng)速度，獲得穩(wěn)定的脫硫效率。

(6)通過(guò)運(yùn)行巡檢和操作臺(tái)遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)嚴(yán)密監(jiān)視吸收塔液位參數(shù)，也可通過(guò)總結(jié)觀察氧化風(fēng)機(jī)出口壓力或運(yùn)行電流判斷吸收塔液位是否在合格的區(qū)域，從而保證較好的運(yùn)行工況。

(7)定期化驗(yàn)分析塔內(nèi)漿液、脫硫劑、石膏氯離子含量，通過(guò)分析比對(duì)，積極采取漿液置換等措施，控制塔內(nèi)漿液氯離子含量(一般為20 000 mg/L以下)。

3 結(jié)語(yǔ)

濕法脫硫技術(shù)是現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)采用的主流脫硫技術(shù)，我公司利用集團(tuán)循環(huán)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)采用的堿渣(白泥漿液)脫硫技術(shù)在本質(zhì)是一致的，本文以熱電分公司5#爐為例，在正常運(yùn)行控制中，分析總結(jié)了優(yōu)化濕法脫硫運(yùn)行工藝的幾點(diǎn)建議。隨著科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，多種檢測(cè)手段和高科技設(shè)備的投入應(yīng)用，脫硫系統(tǒng)中重要參數(shù)的監(jiān)控將趨于完善，屆時(shí)，脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)控手段也將呈現(xiàn)多元化發(fā)展，這也將為煙氣脫硫技術(shù)提供新的發(fā)展方向。