摘要：目前，锅炉脱硫除尘中使用的工艺最多的是湿法脱硫工艺多是石灰石/石灰—石膏烟气脱硫工艺，这种技术的使用能够运用钙基脱硫剂吸收烟气中含有的SO2物质，并且产生CaSO4以及CaSO3物质，因这两种物质的溶解度比较小，经常会引起管道堵塞。堵塞现象的出现会对系统运行带来极大影响，甚至会使得整个锅炉系统的运行受到影响。鉴于此，本文就锅炉脱硫除尘装置改造展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：锅炉；脱硫除尘；改造方案
由于人们生产生活对电能的需求量呈爆发式增加，刺激了火力发电行业的蓬勃发展，许多发电厂如雨后春笋，拔地而起，极大地缓解了人们生产生活电能供应紧张的发展态势。但是，锅炉每年朝空气中，排放大量的含硫的有害气体和烟尘，随着有害气体的逐年增加积累，大气遭到污染，与之而来的环境破坏，威胁到了人们的健康生存，因而引起了人们的重视，各地环保部门结合火力发电等大型燃煤企业燃煤工艺的具体状况，指导各地开展烟尘控制，实施烟尘气体的除硫降尘技术措施，有效遏制了大气环境恶化的发展速度，逐步提高大气质量。因此，新形势下，加强工业生产过程中的燃煤除硫技术的推广使用，具有非常积极的意义。
1.脱硫除尘工艺技术的工作思路
针对燃煤企业实际存在的推广使用一体化除尘除硫工艺技术的困难和各种问题，要对技术工艺推广的工作思路，实施优化，提高企业的思想认识，解决使用过程的技术难题，增强燃煤企业使用环保技术的行动力。一是更新观念，统一认识。无论是火力发电企业还是钢铁冶炼加工生产企业，其生产的目的除了为企业增加效益以外，更重的是为社会提供满足生活需求的产品和服务，如果为了提供更多的产品，就以牺牲人们健康为代价，那么，企业的效益和产品服务对社会就没有积极的作用。因此，要对除尘和脱硫脱硝的工艺装置设备在生产中应用造成的困扰，想办法解决，采取相应的技术措施，满足烟囱排放的需要，同时，积极争取国家对实施环保措施的工艺改造生产技术给予资金和技术的支持，提高企业完成环保技术改造的信心。二是对工艺流程进行改进。传统的除尘除害设备的运行流程就是利用大功率风机进行旋风清理，实施废气物回收，进行净化处理。主要不利因素就是增加烟尘的排放阻力，因此，可以考虑在适当位置，配置吹风机增强净化气体的排放能力。三是搞好废弃物的回收利用，抵消除尘设备的投入增加，降低生产成本。
2.烟气脱硫脱硝除尘工艺技术的内容
目前在工业上推广应用的烟气净化设备和工艺技术，主要是除尘脱硫脱硝一体化技术的装置设备，该技术工艺的优点是功能齐全、结构紧凑的除尘脱硫技术，主要内容是通过旋风回收废气进行碱性液体过滤，通过硫氧化物与石灰等碱性物质的中和反应，对硫、硝等有害氧化物进行净化处理。脱硫除害效果较为明显。该种设备装置，结构简易，安装方便，占地面积较小，适合各种烟气除尘的技术改造的需要。
3.改造路线
3.1湿式电除尘
湿式电除尘技术是一种用来处理含湿气体的高压静电除尘设备，主要用来除去烟气中的尘、酸雾、气溶胶、PM2.5等有害气体，对雾霾天气也有一定的治理作用。另一方面，由于存在脱硫浆液雾化夹带、脱硫产物结晶吸出，也会形成PM2.5。在目前的烟气治理工艺流程中，湿法脱硫之后没有对脱硫工艺产生的细颗粒物进行控制，还有烟尘、PM2.5、SO3、汞及重金属等多种污染物直接从烟囱排出，处于一种自由开放状态，从而导致烟囱风向的下游经常出现“酸雨”、“石膏雨”等现象，或者有长长烟尾的“蓝烟”现象。因此，在湿法脱硫装置之后安装湿式电除尘是最佳选择。湿式电除尘能够去除90%以上的PM2.5细微粉尘、SO3烟雾，并能达到几乎零浊度的排放，此外还能去除NH3、SO2、HCl等。在湿式电除尘器中，水雾使粉尘凝聚，并与粉尘在电场中一起荷电，一起被收集，收集到极板上的水雾形成水膜，水膜可使极板清灰，保持极板洁净，同时由于烟气温度降低、含湿量增高，粉尘比电阻大幅下降，故其工作状态非常稳定。与此同时，既可降低前端除尘装置的投资和运行成本，又能够解决脱硫设备前场的紧张问题，同时还需考虑清洗极板后进入吸收塔的灰尘引起浆液中毒、起泡的可能，还会加大设备、管道磨损，为避免上述现象的出现，平时运行过程中需加大设备冲洗、废水排放力度，尽可能延长设备寿命，保证系统的安全稳定运行。
3.2单塔一体化超低排放改造技术
3.2.1高效旋汇耦合脱硫除尘技术
高效旋汇耦合脱硫除尘技术可均布进入吸收塔内的烟气，塔内无偏流现象且产生气液旋转翻腾的湍流空间，在此空间内气液固三相充分接触，大大降低了气液膜传质阻力，迅速完成传质过程，从而达到提高脱硫效率的目的。旋汇耦合装置技术优势主要体现在：①高脱硫、除尘效率，均气效果远优于空塔喷淋、具备超强的传质能力；②降温速度快，经过湍流器的高温烟气快速降低40~60℃，加快SO2吸收速率；③提高烟气停留时间，可使反应更充分；④液气比较低，同等条件下比空塔喷淋低约30-40%；⑤耦合器虽会使引风机的电耗增加，但浆液循环量大幅降低；⑥对硫含量和烟气量波动的适应性强，旋汇耦合器具有超强的传质能力，洗涤效果强。吸收塔是通过旋汇耦合器和喷淋层共同实现高效脱硫的目的，随着烟气量的增加，喷淋层的脱硫效率逐渐降低，旋汇耦合器的脱硫效率逐渐提高，所以烟气量和烟气温度波动时，系统综合脱硫效率较为稳定。
3.2.2高效节能喷淋技术
高效节能喷淋技术的优点体现在优化的喷淋布置方式，打造合理的覆盖率，单层浆液覆盖率可达到300%以上；利用高效喷嘴组合，在提升自身雾化效果的同时提高了二次碰撞的效果；设置防壁流装置，避免气液短路。
3.2.3管束式除尘技术
管束式除尘技术是指烟气通过分离器，产生高速离心运动，在离心力的作用下，雾滴与烟尘向筒体壁面运动，在运动过程中相互碰撞、凝聚成较大的液滴，液滴被抛向筒体内壁表面，与壁面附着的液膜层接触后湮灭，实现雾滴与尘的脱除。在分离器之间设置增速器、导流环、汇流环，提升气流的离心运动速度，并维持合适的气流分布状态，以控制液膜厚度，控制气流的出口状态，防止液滴的二次夹带。
4.脱硫除尘装置一体化改造分析
4.1脱硫除尘一体化改造方案
1）在吸收塔装置之前竖井烟道位置处加设预增湿装置。2）在烟气吸收塔装置之中加设旋转喷射装置，同时还需加设上旋流芯筒装置，确保烟气能够旋流效果更为理想。3）利用双碱法脱硫工艺，不仅有效的去除烟气中SO2物质，同时确保脱硫剂能够回收利用，显著的解决脱硫成本，并且保证脱硫产物不会造成二次污染问题。此次改造设计主要是为了确保锅炉脱硫的安全与可靠，并且全面考虑了改造方案的经济性以及环境效益。
针对上述改造方案，做出如下说明：1）在烟气吸收塔装置之前，加设旋涡预增湿脱硫除尘装置。在吸收塔装置之前竖井烟道位置处，对之前烟道麻石板进行一定的改造处理，新增设上预除尘设备，在该除尘设备之中加设多个旋涡式喷嘴装置，每一层设置两组。除尘使用水体经由喷嘴装置喷出并且雾化，向上进行喷淋作业，产生极其细微雾滴，确保除尘水能够和烟气之中包含粉尘更加充分的接触，有效的提升除尘效果。另外，还需要进一步的增加烟气的湿度，并适当降低烟气的温度，从而为之后开展脱硫作业提供有利条件。2）在烟气吸收塔装置之中加设旋涡液柱喷射嘴，同时加设芯筒结构。在经由之前除尘装置预湿处理以后，此时烟气便会沿着烟道的切线方向而输送到主筒之中，即输送到吸收塔装置之中，完成初步除尘工作，将烟气之中包含的一些粉尘以及雾滴等加以去除。并且，为了能够进一步的增强烟气旋转效应，改善脱水以及除尘效果，还在吸收塔之中加设了芯筒结构。脱硫使用的液体经过喷嘴装置向上喷出，在上升以及下落的过程中，均能够有效的吸收烟气中SO2气体，并且还能有效的去除烟气之中的微小粉尘颗粒，从而有效的改善系统脱硫除尘效率。
5.脱硫效果分析
由图1可知：脱硫系统入口SO2浓度为2000～2200mg/m3时，出口净烟气SO2浓度为17～22mg/m3，单塔的脱硫效率可达到99.0%～99.2%。脱硫除尘一体化协同治理技术采用烟气流动模型作为辅助设计，确保脱硫塔内烟气分布均匀，同时优化喷嘴布置，对整个塔体有效横截面进行充分合理地覆盖，保证截面喷淋均匀，增大气液接触面积与接触几率，从而有效提高脱硫效率。
图1脱硫效果分析
5.1脱硫系统协同洗尘效果分析
由图2可以看出：当脱硫系统入口烟尘浓度为
图2脱硫系统协同洗尘效果分析
22～30mg/m3时，出口烟尘浓度可以控制在3.5～4.5mg/m3，脱硫系统协同洗尘效率在84%以上，当入口烟尘浓度为10～13mg/m3时，出口烟尘浓度控制在2.7～3.0mg/m3，脱硫系统协同洗尘效率在75%以上。低低温除尘器可以提高除尘器出口粉尘平均粒径，从而提升吸收塔对于粉尘的捕集能力，进而保证脱硫系统在高效脱除SO2的同时，具备高效的协同洗尘能力。
5.2SO3去除效果分析
由图2可以看出：低低温除尘器对SO3的去除率约为82.50%，脱硫系统及再热系统本身对SO3去除能力有限。由于低低温系统将烟气温度降至酸露点以下，气态SO3将转化为液态的硫酸雾。因烟气含尘浓度很高，粉尘总表面积很大，为硫酸雾的凝结附着提供了良好的条件，因此低低温除尘系统对于SO3去除效果明显，也可大大缓解下游设备的腐蚀环境。
结语
在采用双碱法脱硫工艺之后，能够有效的对脱硫剂进行回收利用，从而可以降低脱硫过程中的原材料成本投入。并且，在装置改造之后，是采用液柱喷射的方法，在喷嘴位置发生结垢以及堵塞问题的概率非常小，并且脱硫过程产生的盐溶解度相对大，也会有效避免脱硫塔中发生结垢以及堵塞问题。通过预湿除尘装置能够起到除尘以及预湿效果，从而为后续脱硫以及除尘提供了极为有利的条件。脱硫之后得到的产物经过固液分离之后，溶液可以在此循环利用，避免出现二次污染物问题，具有良好的环境效益。
参考文献：
[1]易成，高芳莹.脱硫脱硝除尘一体化工程优化改造[J].环境与发展，2018，30（01）：105-106.
[2]周金保.干法脱硫除尘一体化工艺的应用[J].中国井矿盐，2018，49（01）：1-4.
论文作者:吴笑飞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第35期
论文发表时间:2019/5/27
标签：烟气论文; 装置论文; 吸收塔论文; 技术论文; 粉尘论文; 烟尘论文; 效果论文; 《电力设备》2018年第35期论文;