传统烟气脱硫除尘系统的研究与改进

高承隆 葛 挺 吴 海

（甘肃平安节能环保有限责任公司 甘肃兰州 730046）

引言

环境保护已成为我国社会发展的基本国策，其中，大气环境的保护则是环境保护的重中之重。随着我国经济的发展，能源结构也在发生着变化，例如，风电及太阳能大量替代火电；燃气代替燃煤；液化气及电能代替汽油等。然而，在西北地区，绝大部分区域的冬季供暖仍然以燃煤锅炉为主，因此，冬季燃煤锅炉的烟气污染困扰着大部分西北区的市、县区域，特别是其中的颗粒物及SO2。

以甘肃地区为例，2015 年，甘肃某节能环保企业通过半年时间对甘肃100 个市县地区进行了“供热公司燃煤锅炉污染物治理情况”摸底工作。其中，仅有5%的供热站拥有完善的脱硫除尘设施，所有供热站均没有脱硝设施。

甘肃某节能环保企业在烟气除尘脱硫设计、施工、运行过程中，通过不断地研究与创新，对脱硫除尘系统进行了改进与完善，降低了成本、提高了效率。本文着重论述其对烟气除尘脱硫系统的改进与研究。

1 锅炉烟气脱硫技术发展

烟气脱硫技术种类极多，在供热锅炉烟气处理中，应用最为广泛的是石灰-石膏法，钠碱法次之，氧化镁法最末。

由于2001 版的锅炉大气污染物排放标准极为宽松，因此在2014 年新标准颁布之前，西北地区多数供热公司只配套麻石水浴除尘器，而粉煤灰中含有部分碱性氧化物（粉煤灰主要成分如表1 所示），因此其与水的混合物具有60-80%的脱硫效率。故而麻石水浴除尘技术在颗粒物及脱硫方面是满足 《锅炉大气污染物排放标准》（GB12371-2001）的排放要求。

表1 粉煤灰原灰主要成分一览表

然而《锅炉大气污染物排放标准》（GB－13271－2014）颁布以后，该工艺便不能满足排放标准了，因此，部分供热公司通过在循环水中加入烧碱进行高效脱硫，但是粘结麻石的胶泥易被腐蚀而漏水，另外，麻石除尘器无除雾设施，因此易造成水汽大量随烟气外排而对烟囱造成损伤。

本文根据对甘肃某节能环保企业在实际工程及运营中发现的相关问题，提出了改进方法并对其进行论述。

2 脱硫除尘系统改进

2.1 脱硫塔改进

甘肃某节能环保企业通过现场运行试验及研究，开发出了“高效内置式外循环脱硫塔”，首先，该塔改变了进口烟道的结构，并在其垂直方向设置一组喷淋层，其次，在将喷淋区与塔釜分开，浆液搅拌器改为顶进式，循环浆液通过管道进入塔釜，最后，塔釜变径处理。通过上述改进，脱硫塔具有以下几方面的优点：

（1）进口烟道喷淋层可对烟气加以冷却，避免防腐层因烟温过高而损坏；

（2）进口喷淋层对进塔烟气中的颗粒物及SO2进行预处理，可相应降低塔内喷淋层的覆盖率，也可降低能耗（主要是循环泵电耗）；

（3）由于烟速降低，塔内喷淋浆液的量减少，因此除雾器堵塞现象减轻，其冲洗间隔时间可相应增加至120min，如此就节约了大量的用水；

（4）较低的烟气流速使脱硫塔内烟气流态更加稳定，也增加了烟气停留时间，可提高脱硫效率；

（5）塔釜搅拌器由3 台侧进式变为1 台顶进式，避免了搅拌器漏浆现象的发生；另外降低了设备成本。

为了便于分析比较，现以单台29MW 燃煤热水锅炉的石灰－石膏法脱硫工艺为例，分析比较传统脱硫塔与“高效内置式外循环脱硫塔”的能耗情况。工艺设计条件及能耗及投资对比分析如表2 所示。

表2 能耗及投资对比分析

综上所述，“高效内置式外循环脱硫塔”一个供暖季（5 个月）可节约用水1080m3，节约用电3.6 万度，其设备投资成本也小幅度降低，因此，该种脱硫塔对节能降耗方面具有重大意义，在经济相对落后的西北地区具有极好的适用性。

2.2 出灰系统改进

甘肃某节能环保企业结合实际情况，开发了“对螺旋喷雾半湿法自动出灰系统”，该系统的的主要原理是在烟尘颗粒出灰过程中进行自动化喷雾，使灰尘处于半湿状态排出，即可满足无二次扬尘，也对节水、节电等方面具有重要意义。该系统完全实现自动化控制，无需现场操作。其系统组成包括储灰系统、卸灰系统、输灰系统、加湿系统和控制系统。

“对螺旋喷雾半湿法自动出灰系统”的星型下料器、对螺旋输送机、刮板输灰机需有时间间隔，即先启动刮板输灰机，10-30s 后启动对螺旋输送机，10-30s 后再启动星型下料器，加湿用水可接自来水，通过电动调节阀及手动球阀控制水量。为了便于比较分析，现以拥有4 台29MW 锅炉的供热公司为例，对三种出灰方式进行比较，结果如表3 所示。

表3 不同出灰方式比较

结语

锅炉除尘脱硫技术是立足于我国环境污染现状下，亟需大力发展的技术，是改善我国环境污染问题的重要举措。甘肃某节能环保企业以发现问题并解决问题作为始发点，立足于西部，净化城市污染，通过不断的努力与尝试对于脱硫除尘系统不断进行改进，对整套系统中烟道、喷淋、出灰等环节进行了研究，其中部分已经在工程上得以应用，运行结果显示企业改进的脱硫除尘系统在降低建设成本及运行费用上具有显著优势，在甘肃等西北较为落后地区具有广泛的适用性，部分研究尚在试验阶段。但是整套系统中仍有一些问题需要改进，仍需我们笃笃前行，仍需改进和研究的地方有：（1）烟道预除尘脱硫的循环浆液量确定及其对喷淋层液气比的影响；（2）预除尘脱硫阻力的影响及最佳喷嘴的形式；（3）最佳pH 值、SO2浓度与加碱量关系的确定。