摘要：本文结合工程实例，阐述脉冲悬浮搅拌系统在镁法脱硫系统中的应用，对比两类搅拌系统的运行效果，可供同类工程参考及相关学术交流。
关键词：镁法脱硫脉冲悬浮搅拌
1引言
目前，国内外燃煤火电厂中烟气脱硫（简称“FGD”），是控制二氧化硫排放的主要措施，其中石灰石—石膏湿法是当今世界各国应用最多和最成熟的工艺，占国内脱硫市场的90%以上。湿式镁法脱硫技术是经济、实用的一种脱硫新趋势,在世界各地都有很多的应用业绩,其中在日本已经应用了100多个项目,台湾的电站95%是用氧化镁法,美国、德国等地都已经应用,目前我国已开始推广,并在少数地区得到应用，大唐鲁北发电有限责任公司镁法脱硫系统即是投入运行最早、装机容量最大的国内镁法脱硫装置。吸收塔搅拌系统在湿法脱硫系统装置中具有重要的作用，搅拌系统的可靠性、稳定性、先进性直接影响吸收塔系统的稳定运行。
2湿式镁法脱硫技术介绍
2.1湿式镁法脱硫技术概述
湿法烟气脱硫技术就是用液体脱硫剂来洗涤烟气以吸收排放烟气中的SO2气体。湿法烟气脱硫的技术特点是脱硫过程全部在溶液中进行，脱硫剂及脱硫生成物均为湿态。湿式镁法脱硫技术所使用的脱硫剂为氧化镁。湿式镁法脱硫技术是经济、实用的一种脱硫新趋势。湿式镁法脱硫系统主要由工艺水系统、脱硫剂制备系统、烟气系统、SO2吸收系统、浆液排空系统、副产品脱水系统、废水处理系统等组成[1]。氧化镁作为燃煤电厂的脱硫剂是有效可行的,该脱硫技术主要在日本、美国、韩国、台湾等区域采用,具有以下优点：
（1）可避免湿式钙法脱硫所遇到的在城市副产品处理问题。
（2）克服了湿式钙法脱硫工艺运行中结垢、堵塞问题。
（3）活性好,脱硫效率高,对于高含硫量煤种脱硫效率可高达到99%以上。
该技术另一个重要优点是脱硫剂可再生和循环利用,大大降低运行成本。
2.2大唐鲁北发电有限责任公司脱硫系统简介
原山东省环保局为推进山东电力行业氧化镁法脱硫新技术工艺，将大唐鲁北发电公司2×330MW机组作为氧化镁脱硫工艺试点进行推广。公司建设2台氧化镁湿法脱硫装置，该装置在全烟气量时按燃煤含硫量1.7﹪设计，设计脱硫效率95﹪，大唐鲁北氧化镁法烟气脱硫工程是目前为止国内最大的镁法脱硫工程，脱硫效率最高达96.43%。该项目原设计脱硫副产物亚硫酸镁可焙烧为氧化镁和SO2气体。SO2气体用于生产工业硫酸，氧化镁作为脱硫剂重复使用，同时，也避免了抛弃脱硫副产物带来的二次污染。后原鲁北化工因有关原因，亚硫酸镁焙烧设施始终未建成，脱硫副产物亚硫酸镁外运用作化工材料。
3吸收塔搅拌系统改进
3.1搅拌系统的作用
吸收塔浆液池内搅拌系统的主要作用如下：使浆液中的固体颗粒保持在悬浮状态，防止CaCO3、MgCO3、CaSO3、MgSO3•xH2O等固体颗粒沉淀结垢；促进新加入的石灰石浆液与吸收浆液池已酸化浆液的混合，加速氢氧化镁浆液的溶解；使浆液中各组分的浓度和温度均匀一致，有利于浆液池内各化学反应进程，防止局部区域MgSO3•6H2O的过饱和度过大；可使颗粒较小的亚硫酸镁晶体悬浮在浆液中，为晶体的均匀成长创造良好的条件。针对湿式镁法脱硫，因其无氧化风机，塔内浆液控制密度较钙法高0.1-0.15g/cm3，浆液池小，其对搅拌系统出力及均匀性要求更高。
3.2吸收塔浆液池内的搅拌方式
主要有2种方式：机械搅拌和脉冲悬浮。
（1）机械搅拌
侧进式搅拌在侧壁布置多台机械搅拌器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据浆液池的大小，机械搅拌器可单层或多层布置，对于较小的浆液池一般布置单层三台或四台叶片推进式搅拌器，沿浆液池四周均匀分布。浆液池内应在适当位置安装挡板，以消除中央打旋现象，并使浆液的切向流动转换成径向流动，增强介质对流循环强度，从而提高搅拌效果。大唐鲁北发电有限责任公司2×330MW机组原吸收塔浆液池底部1.3m处均匀布4台搅拌器，搅拌器轴伸入塔内0.762m,搅拌机构是一个四叶水翼式叶片,材料为不锈钢（钢号SAF2507），搅拌器品牌为美国夏普搅拌器，单个搅拌器功率为22kw。
侧入式搅拌器采用机械密封系统，径向轴承设计，密封圈为“O”型结构，带有搅拌器在工作过程中维护机械密封的关闭装置。搅拌器的轴为实心，单杆，采用皮带与电机输出轴皮带轮连接。搅拌器的转轮采用四叶的推进器，从驱动装置抽吸浆液，通过销钉和锁定螺母安装在轴末端。搅拌器轴承及机械密封采用润滑油润滑（锂基酯一号）密封。转动叶片安装在吸收塔浆液池内与水平线约为10º倾角，与中心线约为-7º的倾角，搅拌器桨叶直径/叶端线速度为1092/10.8mm/m/s。
（2）脉冲悬浮
脉冲悬浮技术为在浆液池上安装一个或多个抽吸管抽取浆液进行循环，向浆液池底部喷射。脉冲悬浮系统该系统主要由渣浆泵、浆液管路、脉冲喷嘴等组成。大唐鲁北发电有限责任公司由侧进式搅拌器改为脉冲悬浮搅拌器系统，每台吸收塔配备2台脉冲悬浮泵（一运一备，Q=1200m3/h,H=22m，电机功率:160kW），并在吸收塔底部加装支撑梁并布设喷嘴，喷嘴为射流式喷嘴（碳化硅材质），单个脉冲喷嘴流量150m3/h，浆液管路全部为玻璃钢材质，内部衬耐磨层。
（3）两种搅拌方式对比
①运维成本及难易程度
机械搅拌器存在机械密封，容易泄漏，且机械搅拌存在叶轮与浆液间的相对运动，叶片磨损较为严重，需定期进行防磨处理。而脉冲悬浮搅拌无机械运行，只需定期维护渣浆泵即可，检修维护较为简单。机械搅拌每年运行维修费用包括：电耗440000kw•h（17.6万元）、机械密封2台套10万元、传动皮带20根0.6万元、轴承2台套0.8万元、润滑脂0.4万元、搅拌器叶片防磨处理4万元，共计33.4万元；脉冲悬浮搅拌系统每年运行维修费用包括：电耗660000kw•h（26.4万元）、脉冲泵检修3万元、润滑脂0.3万元、管路检修1万元，共计30.7万元。可知脉冲悬浮系统运行维护简单且费用较低。
②搅拌效果
原有机械搅拌装置搅拌效果及力度一般，搅拌器两两之间及吸收塔浆液池中部存在搅拌死角，积浆最高可达1.5米，每次吸收塔停运必须对积浆进行清理，耗费人力与财力，并制约脱硫系统整体检修进度；改为脉冲悬浮搅拌装置后，吸收塔内部浆液搅拌较为均匀无积浆，搅拌效果良好。
③投资情况
原有机械搅拌装置（4套夏普搅拌器）设备投资约81万元，安装费约6万元，共87万元；脉冲悬浮系统设备投资约：其中渣浆泵（2套石家庄工业泵）约22万元，玻璃钢浆液管道约13万元，脉冲喷头8套约0.8万元，管道电动阀门约35万元，安装费5万元，共75.8万元。就投资对比而言，脉冲悬浮系统投资较机械搅拌低8%左右。
4结论
随着国家相应环保政策的出台，对火电厂污染物排放的要求日益严格。镁法脱硫技术以其投资小、运行费用低、环保效益好、可回收副产品和产生一定的经济效益等特点，正越来越受到人们的关注。结合大唐鲁北发电有限责任公司吸收塔实际运行情况可知，脉冲悬浮系统较适合湿式镁法脱硫系统，投资及运行检修维护较机械搅拌均具有一定优势，在现场空间具备条件的基础上，可酌情考虑该类搅拌方式。
参考文献：
[1]许涛,张岗，王爱军.大型燃煤发电厂锅炉烟气脱硫技术[J].湖北电力,2003（27）:1.
[2]大唐鲁北发电有限责任公司2×330MW燃煤发电机组脱硫超低排放改造初步设计说明书2016.6.10.
作者简介：
杨奇（1987-），男，山东滨州人，汉族，工程师，2010年毕业于长沙理工大学热能与动力工程学院，学士学位、 主要从事火力发电厂脱硫设备的管理及改造工作。
论文作者:杨奇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/17
标签：浆液论文; 万元论文; 搅拌器论文; 吸收塔论文; 脉冲论文; 系统论文; 大唐论文; 《电力设备》2017年第28期论文;