锅炉脱硫脱硝系统运行的问题及处理方法郑鹏

锅炉脱硫脱硝系统运行的问题及处理方法郑鹏

郑鹏

天津渤化永利热电有限公司天津300451

摘要：工业的快速发展不仅满足了中国人民物质生活的需要，也给人们的生活质量带来了麻烦。随着工业污染越来越严重，人们的生活质量也随之下降。工业废气污染是工业污染的主要组成部分，SO2和NOX是造成大气污染的重要因素。因此，优化锅炉脱硫脱硝系统对工业污染具有重要意义，电厂锅炉烟气脱硫脱硝系统整体运行中容易出现问题。因此，在整体脱硫控制中，需要采用多种不同的脱硫方法，使其相应的系统运行效果更加显著。在此基础上，重点论述了锅炉脱硫脱氮系统的运行及处理方法。

关键词：锅炉脱硫脱硝系统；运行问题；处理方法

1、前言

在整体的脱硫工艺体系中，其氨法脱硫工艺具有多层面的脱硫效应。在进行整体的脱硫处理中，其需要采用多种不同的方式使得其相应的脱硫技术得到全面性的进化，在进行烟气系统的分离过程中，其相应的氧化系统及检修排空系统都能得到集中性的处理。在进行一炉一塔进行全烟气脱硫，其整体的脱硫效率不小于98%。这样，其锅炉的运行效率才能更高。

2、脱硫系统存在的问题及处理措施

2.1脱硫岛系统水量不平衡问题及处理措施

2.1.1主要问题

（1）脱硫塔浓缩段液位持续在2.3m~2.5m高位，频繁溢流，导致塔压、液位波动，影响运行。

（2）脱硫岛循环冷却水系统总用水量121t/h，其中离心泵机封冲洗水25t/h排向地坑回收系统进入脱硫塔。

（3）脱硫塔系统设计工艺补水、管路冲洗水、烟道冲洗水、除雾器冲洗水总用量53t/h~60t/h，但不包括不可预见水量，烟气蒸发携带量只有51t/h，每小时多2t~8t水。

2.1.2处理措施

（1）将脱硫岛循环冷却水系统中离心泵机封冲洗水25t/h集中收集进入工艺水箱，作为工艺补水。

（2）消除工艺水系统内漏缺陷，优化除雾器冲洗水、烟道冲洗水、塔壁冲洗水冲洗时间，严格控制硫酸铵管路冲洗时间，减少系统水量。

2.2硫酸铵结晶效果差，浆液不分离问题及处理措施

2.2.1主要原因

（1）锅炉除尘采用布袋除尘器，因锅炉布袋泄漏，导致过量粉尘进入脱硫塔，因硫酸铵饱和溶液的密度有固定值，大约1.258g/L~1.262g/L左右，粉尘颗粒会影响硫酸铵晶核的形成并阻碍硫铵小分子向晶核表面靠拢，限制单个晶核的成长。结晶太小，达不到离心机分离要求的硫酸铵结晶最小质量。

（2）脱硫塔防腐玻璃鳞片脱落堵塞部分一级循环喷嘴、二级循环喷嘴，造成喷淋空隙区，导致烟气与循环液在脱硫塔吸收段无法充分接触，吸收反应不能有效进行，生成的亚硫酸盐在中和反应作用下生成的亚硫酸氢铵/硫酸氢盐，破坏了塔内硫酸铵结晶成长环境，致使硫酸铵结晶颗粒小，浆液分离效果差。

（3）脱硫塔浆液与循环槽循环液pH值过高，影响硫酸铵的结晶。主要因素一是液氨流量调节阀选型不当，液氨流量波动大无法精确控制。二是一级循环泵A/C出口pH计安装不规范，测量值偏小。三是喷嘴堵塞使吸收反应不充分，SO2超标被迫增大加氨量。理论上硫酸铵理想结晶pH值为2.5~4.1，脱硫塔浆液pH值控制范围在2~3，循环槽循环液pH值控制范围在4~6。由于以上原因导致此两项指标在3~5和6~8，破坏了硫酸铵最佳结晶环境。浓缩段pH＞3.5时硫铵结晶颗粒已明显变小，离心机无法分离。

（4）氧化率低，影响硫酸铵的结晶。烟气中SO2与氨水反应生成亚硫酸铵，经空气进行强制氧化反应生成硫酸铵溶液，形成的饱和或过饱和硫酸铵溶液进行结晶，晶体的成长和再结晶得到硫酸铵。氧化反应是液相连续，气相离散，由于烟气尘含量大使浓缩段密度过高甚至堵塞氧化风管，致使空气与浆液不能充分接触，氧化反应不充分，严重影响硫酸铵的结晶。

2.2.2处理措施

（1）加强对锅炉布袋除尘器的运行管理，强化除尘器设备维护力度，发现布袋破损及时更换，防止大量粉尘进入脱硫岛系统。对锅炉除尘系统进行技术改造，将锅炉布袋除尘器改为电袋复合式除尘，保证除尘器出口烟尘的排放指标≤20mg/Nm3，降低烟尘对脱硫系统的影响。

（2）将一级循环泵、二级循环泵吸入口的篮式过滤器更换为管道过滤器。由于篮式过滤器密封性不够严密，很多硫酸铵颗粒和脱落玻璃钢鳞片极易透过过滤器，堵塞喷嘴，影响脱硫塔吸收段吸收效果和二循喷淋降温、蒸发、浓缩效果使脱硫塔超温，影响结晶出料。

（3）在液氨流量调节阀后加10mm节流孔板，使液氨流量调节精确控制。调整一级循环泵A/C出口pH计安装位置，使之测量准确。强化生产管理，控制一级循环A泵pH值在5~8，一级循环C泵pH值在4~6，控制SO2指标在20mg/Nm3~100mg/Nm3。降低液氨的投加量。

（4）脱硫系统开车前，将脱硫塔、循环槽进行全面清理，并对一级循环泵、二级循环泵管线、过滤器、喷嘴进行疏通。对脱硫岛系统进行24时间水联运，及时清理系统残存杂物，观察喷嘴布水情况，保证不堵塞喷头。系统运行后，对一、二级氧化风管定期冲洗，保证风管畅通。

2.3硫铵管线断裂及处理措施

2.3.1主要原因

（1）甲醇厂一套生产装置区有两套锅炉脱硫装置，脱硫岛硫铵排出管道长度约1200m。由于1#/2#脱硫塔硫铵排出泵管道与料液泵回料管道过长，管道膨胀释放设计不合理位移过大，使管道频繁断裂。玻璃钢管道粘接修复时间约24小时，影响系统正常出料，导致浓缩段固含量上涨过快，浆液粘滞堵塞循环管道、喷嘴，导致脱硫塔超温。

（2）硫铵管道蒸汽伴热形式不合适，蒸汽伴热温度150℃左右，长期炙烤玻璃钢管道使其脆化强度降低。而且在硫铵出料后随即要用清水冲洗管道，剧烈的热胀冷缩变化，造成管道弯头、法兰及膨胀节处频繁拉裂。

2.3.2解决措施

（1）脱硫岛至硫铵厂房之间硫胺玻璃钢管道全部更换，管道膨胀释放重新设计，增加膨胀弯，加强管道支架。

（2）脱硫岛至硫铵厂房之间硫铵管线伴热方式进行改造，用电伴热代替蒸汽伴热，适当调控温度。

2.4液氨压力不稳定及处理措施

2.4.1主要原因

（1）氨罐区布置在烯烃生产装置区距脱硫岛约2000m，因氨压缩机故障频发，液氨在输送过程中易出现气化现象，液氨压力极不稳定，导致流量调节困难，SO2指标波动很大。

（2）脱硫系统液氨调节阀是气动薄膜直通单座调节阀，在需要准确的调节小流量时操作调整非常困难，阀门在开度过小的情况下，液氨的压力、流量波动非常大。

2.4.2解决措施

（1）氨罐区将液氨加压泵由屏蔽泵更换为容积式泵，并加强液氨加压泵日常管理工作，保证液氨压力、流量稳定。

（2）在液氨调节阀后安装DN10的流量孔板，随后调节阀门控制裕度改善，调节压力、流量较为稳定。逐步将脱硫岛液氨调节阀更换为针形调节阀，SO2指标超标现象已极少发生。

3、脱硝系统问题及处理办法

3.1脱硝系统问题

改造前，锅炉并未安装脱硝系统，对NOX的排放控制效果较差，排放量十分不稳定，且排放浓度、多样性影响较大，最高浓度曾达450.3mg/m3，且无其他调节方法。

3.2处理办法

增设Rotamix（SNCR）系统，配备齐全还原剂（尿素），完善稀释、喷射系统，测量锅炉运行负担量、NOX排放量，调节还原剂的用量，专用喷枪喷入，将还原剂与NOX混合完全，保证脱氮效果。增设空气压缩机作为喷射动力，并加氨气逃逸监视系统，监控氨气，避免还原剂过量使用腐蚀设备，节约用量。对脱硝系统进行改造后，锅炉运行状况良好，SNCR系统运转正常，对锅炉负荷况50%~100%时产生调节作用，每日NOX平均排放量降至140mg/m3，最少为20mg/m3，运行中未发现其他影响因素，状况良好，伴随还原剂的使用，运行成本有所增加，但在可控范围。

4、结语

锅炉脱硫脱硝系统运行存在问题处理十分重要，其能够使得锅炉的整体运行效率得到全面性的增加。在整体的处理过程中，其需要采用多种不同的方案对脱硫脱硝系统中的问题进行全面性的分析，并且在系统结构上进行多层次信息结构的处理。这样，在进行锅炉的脱硫控制中，其相应的系统运行效率也会逐渐地提升。并且在多层次的运行中达到较为理想的运行效果。

参考文献：

［1］彭战领．锅炉烟气脱硫脱硝系统运行问题及处理措施［J］．化工设计通讯，2017，43（05）：70-71．

［2］刘承佳．某化肥厂35t锅炉脱硫脱硝工艺设计［D］．吉林大学，2017．