湿法脱硫工艺的创新分析

湿法脱硫工艺的创新分析

曹力威段佳敏

（山西漳电大唐塔山发电有限公司山西大同037000）

摘要：本文围绕湿法脱硫工艺展开讨论，对湿法脱硫相关概述、湿式石灰－石膏脱硫工艺进行了详细阐述，并以A、B两电厂为例，结合A、B两电厂实际运行现状，分析了两电厂在脱硫工艺中的的创新技术，以期为湿法烟气脱硫改造提供参考。

关键词：湿法脱硫；创新；石灰－石膏脱硫

众所周知，煤炭燃烧会产生大量的二氧化硫，而二氧化硫是导致酸雨形成的主要原因，也是大气污染的主要成份之一。随着二气化硫排放量的日益增多，大气污染及酸雨现象也不断加剧，使人类生活质量及生存质量受到了严重的影响。特别是近些年，在电厂规模日益扩大及快速发展的推动下，大气污染现象更为严重，如何控制电厂二氧化硫的排放量，引起到了国家的重视。目前，国家也出台了一系列关于电厂二气化硫控制的政策及法律法规，旨在减少二氧化硫的排放量，改善当前的大气环境。在这一社会背景下，电厂烟气脱硫工艺建设得到了快速的发展，至今已取得了相当不错的成绩，很大程度上减少了因二氧化硫而造成的大气污染。虽然现阶段几乎所有的电厂都意识到了烟气脱硫的重要性，也将一些脱硫技术引入到实际的发电过程中，但由于脱硫工艺容易受机组容量、环境容量、燃煤硫分、机组运行时间场地条件等因素影响，使得脱硫质量受到了一定的影响，难以满足国家超低排放的标准要求。因此，如何改进脱硫工艺，在脱硫工艺上进行创新是当前各大火电厂值得关注的一个话题。

1.湿法脱硫相关概述

控制二氧化硫的排放可通过燃烧前脱硫、燃烧过程中脱硫及燃烧后脱硫等办法实现。燃烧后脱硫也就是我们常说的烟气脱硫，其是控制二氧化硫最有效的途径之一。烟气脱硫具体指的是应用一些物理或化学的方法将烟气中的二氧化硫脱除的一个过程。而根据脱硫方式及脱硫产物处理形式的不同又可将烟气脱硫分为湿法脱硫、半干法脱硫及干法脱硫3种形式。湿法脱硫指的是应用液体或者浆状吸收剂在较为湿润的状态下进行脱硫工作或者处理脱硫产物的一个过程。因湿法脱硫具有脱硫效果高、反应速度快及脱硫效果好等优势，成为各大电厂较为常用的一种脱硫技术。

1.1湿式石灰－石膏脱硫工艺

在众多的湿法脱硫技术中，又以湿式石灰－石膏脱硫工艺较为突出，其是当前应用范围最广、技术最成熟、脱硫效果最为稳定的脱硫技术之一。湿法脱硫的工作原理是将石灰粉制作成浆液以此作为脱硫吸收剂，并将其喷淋于脱硫塔中，与进入脱硫塔的烟气逆流接触使之发生酸碱中和反应，从而将烟气中的二氧化硫脱除，经反应生成CaSO3，再与鼓入的空气发生氧化反应，最终生成带有结晶水的石膏，经脱水处理后又可以综合利用，该技术使工业废气的有效利用成为可能。

2.湿法脱硫工艺的创新分析

为了达到国家超低排放的标准要求，为了改善当前雾霾、酸雨等大气污染现象，对烟气脱硫工艺进行改造显得尤为重要。笔者以A、B两电厂为例，分析了两电厂在脱硫工艺中的的创新技术。

2.1A、B电厂脱硫工艺状况分析

A电厂脱硫装置按照2*1000MW锅炉设计，每台锅炉安装一套烟气脱硫装置，采用的是国内某电力研究院开发的1000MW机组湿法烟气脱硫创新技术，本工程设计煤种含硫量为0.8%，脱硫效率不小于百分之九十五，校核煤种含硫量为0.95%，确保达到达到超净排放标准。石膏湿法烟气脱硫装置主要由吸收塔系统、烟气系统、石灰石浆液制备系统、石膏脱水系统及公用系统等组成。

B电厂脱硫装置按照2*600MW锅炉设计，遵循一炉一塔原则，每台锅炉均安装好烟气脱硫装置，采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺技术，采用石灰石浆液作为脱硫吸收剂，设计煤种含硫量为0.75%。石膏湿法烟气脱硫装置配有增压风机和旁路挡板，但未设计烟气再热器。

2.2A、B电厂脱硫工艺创新分析

2.2.1A电厂脱硫工艺创新技术

为了提高脱硫效率，A电厂布置了两台增压风机，使得锅炉引风机来的烟气经增风机而进入吸收塔。塔内设置四层喷淋层，烟气经喷淋及除雾器处理后从吸收塔顶部侧面的一个出口接入主体烟道，然后经烟囱排入大气。此外，在增压顶进口烟道、出口烟道、石膏湿法烟气脱硫装置出口净烟气烟道及主体发电工程烟道上均设置了双百叶密封挡板门。本工程采用石灰石浆液作为脱硫吸收剂，生成石膏后通过变频排出泵跟据吸收塔内浆液密度的不同将石膏进行不同的处理，如密度低于1080g/L时又循环运回吸收塔；若密度在1080至1150g/L范围内的则送至石膏浆液旋流站。脱硫后净烟气由吸收塔顶部的2级屋脊式除雾器进行除雾处理，然后再接入烟囱排入大气。另外，为了使脱硫反应产物尽可能氧化生成石膏，除了布置七台侧进式搅拌器进行搅拌之外，还利用两运一备的氧化风机不断向吸收塔浆液中鼓入空气。真空泵塔将塔内石膏浆液输送至浆液旋流站进行浓缩处理，浓缩处理完后全部送入真空皮带脱水机进行脱水处理，含水量低于百分之十的石膏直接送入石膏仓储存，然后再通过石膏卸料装置（每台出力150t/h）将石膏运输到汽车上，外运出售。

2.2.2B电厂脱硫工艺创新技术

B电厂为了响应国家超低排放标准要求，特对脱硫工艺进行了创新，采用旋汇藕合技术，大大提高了脱硫效益，具体改造如下：将增压风机取消并将旁路挡板拆除，由双极动叶可调轴流风机代替原来的引风机，从而将风机运行效益大大提高；为了减少脱硫系统阻力，特重新制作增压风机房入口中烟道到吸收塔入口烟道，烟道从增压风机房上端直接连接至吸收塔入口；将高效低阻的旋汇藕合装置加装于吸收塔内；为了保证喷淋效果特将浆液喷淋系统喷嘴调整并更换；为了保证浆池反应有充足的氧气，特新增1路氧化风管路来提高氧化风利用率，此外还将除雾器及冲洗水装置更换。该技术的作用原理是：烟气进入吸收塔后，先进入旋汇藕合区，经施流藕合及汇流藕合后，形成旋转、大湍流度的有效气液传质体系，均气效果大大增强，气液膜传质阻力随之下降，继而传质速率提高，加快传质过程，不仅可除尘，而且脱硫效率高。

2.3A、B电厂技术特点分析

2.3.1A电厂技术特点

其一，实现了低浓度脱硫工艺且不易结垢不易堵塞，不仅安全系数高而且可靠性也有了很大程度的提升。石膏排出系统在传统设备上进行了优化，采用的是变频控制，不管是在设备选型还是系统设计上都非常合理，降低了有害物质的排放。其二，脱硫效率高，不小于百分之九十五。其三，石膏脱水系统与脱硫废水处理系统为两套脱硫共用装置。其四，相关设备及技术设计国产化程度均较高，且自动化程度也较高。其五，搅拌器为两层七台侧进式布置，不仅角度合理而且能与搅氧化喷枪完美配合，从而保证吸收塔内浆液均匀搅拌，且做到了塔中心无石膏堆积，这与国际先进水平相当。

2.3.2B电厂技术特点

其一，塔内无偏流现象，均气效果较好好，与常规空塔相比可提高15%至30%左右。其二，脱硫效率较高，通常在95%以上。其三，能耗较低，与同类脱硫技术相比可节约百分之十左右的电耗。其四，适应性及稳定性较强，可适用于工况不同、煤种不同、粗径原料不同、工艺不同的装置中。其五，系统设备国产化程度较高，

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