摘要：结合广东江门市某造纸企业150t/h循环流化床锅炉脱硫系统改造工程实例，针对双塔并联结构的脱硫塔在实际运行过程中出现的种种问题，探讨并联脱硫塔的优缺点，并提出改造方案，使其达到超低排放的标准。
关键词：造纸废水脱硫；碱法；并联脱硫塔；双塔平衡；超低排放
引言
双塔/多塔并联脱硫技术因其难以保持双塔/多塔的压力与烟气量绝对一致，容易造成脱硫效果不稳定而较少采用。然而，在一些场地受限的狭长区域，无法采用大直径的脱硫塔，故只能采用双塔/多塔进行脱硫反应。本文结合工程实例，通过一系列实验运行数据，对影响并联脱硫塔正常运行的因素与脱硫效率进行分析，为今后的工程提供一些参考。
1运行概况
1.1工程介绍
广东江门市某造纸企业原有一台蒸发量为130t/h的循环流化床锅炉，烟气量约为180000Nm3/h，配套2台并联麻石脱硫塔，原脱硫塔内部尺寸为φ3.7×19.6m。后来企业对锅炉进行了升级改造，改造后的锅炉为蒸发量150t/h；另外企业计划未来新上一台240t/h循环流化床锅炉，总烟气量为340000Nm3/h，且150t/h锅炉与240t/h锅炉不同时运行。现有脱硫塔处理规模无法满足要求，故企业拆除了原有脱硫塔，在原地重新建一套并联脱硫塔，其直径为4700mm。新建脱硫塔采用碳钢玻璃鳞片结构，设计处理烟气量为340000Nm3/h，即现阶段脱硫塔并未满负荷运行。
目前锅炉负荷一直稳定在148t/h左右，烟气量约为220000Nm3/h，入口SO2浓度约为1600mg/Nm3，出口SO2浓度约为60mg/Nm3，并没有达到超低排放的要求。
1.2运行情况
每隔两小时对脱硫系统运行情况进行一次记录，其中某天的记录情况如下表所示：
上述运行记录表格对比泵的额定出力，可以看出循环泵的运行流量并没有达到额定要求，系统运行存在许多的问题。对于造成系统运行不畅的原因，下面将进行详细探讨。
2问题及数据分析
针对SO2排放浓度未达到预定要求这一情况，我们对整个系统进行了全面的检查。主要缺陷在两个方面。
一、液气比。由于喷淋量未达到设计要求，导致实际液气比远远小于设计液气比。
从上述《泵的流量分析表》可以看出泵的效率过低，流量严重不足。并且随着运行时间越长，泵的流量越小。经过不断的数据分析，启动3层喷淋层。在液气比为1.25L/Nm3的情况下，出口SO2浓度约为60mg/Nm3，液气比大于3L/Nm3时，出口SO2浓度约为25mg/Nm3，可达到超低排放的标准。然而当锅炉燃烧硫含量更高的煤时，脱硫效率开始下降，此时开启更多的泵以增加喷淋量及喷淋覆盖率，出口SO2浓度有所降低，当SO2入口浓度达到2000mg/Nm3左右时，所有的泵全部开启，出口SO2浓度约为45mg/Nm3，无法进一步下降。
上述实验表明液气比对于脱硫效果的影响是显著的，随着液气比的不断提高，脱硫效率也不断上升。最终，实验在液气比大于5L/Nm3时，效率最高可达到97.86%。
二、碱量。由于吸收液所含碱负离子过少，不能完全吸收SO2，导致SO2未经反应就被排出。
本项目主要采用造纸废水处理后的废碱液进行脱硫，碱液为生物碱。运行期间，含碱废水水量始终在280~310t/h之间波动，碱度基本处于10~12左右。
水量校核计算：
（1）设计220000Nm3/h，1500mg/Nm3，每小时排出的SO2摩尔量：
1500×220000÷1000÷64=5156.25mol/h
（2）生化水初始碱度为12mol/m3，经脱硫塔脱硫吸收后经现场情况，一般可降为3mol/m3，全部利用生化水脱硫时，每小时生化水量：5156.25÷（12-3）=572.92m3/h > 310m3/h
从上述计算可以看出，生化水量不够，生化水提供的碱量远远不够进行脱硫反应用，因此，必须向生化水另外补充一部分NaOH溶液，才能保证脱硫反应的正常进行。
三、泵流量远小于额定流量。通过对现场情况的逐一排查，泵的流量不正常的原因有三个：（1）循环池有大量气泡产生，造成泵的气蚀。（2）泵前过滤器堵塞，导致循环泵进水困难。（3）喷嘴堵塞，导致出口阻力极大，循环泵憋压，循环液难以喷出。
四、双塔不平衡。下图为某天的实时监控画面：
从现场监控画面分析，脱硫塔出口温度相差很大，双塔运行极不平衡，这是导致一切问题的根源所在。
由于双塔结构无法绝对做到气量平衡，导致两个脱硫塔烟气流量不同，造成了两塔温度不同，进而导致了喷嘴堵塞情况不一样。这个就解释了为什么1#、5#两台相同的循环泵流量区别过大的原因。
然后由于循环泵流量无法达到额定值的原因，又造成了脱硫液气比不够这一结果。
3.改造措施
一般情况下，鉴于场地与费用等原因，企业不考虑重新设计单塔结构。故只能在原有基础上尽量解决双塔烟气量及循环液流量不均衡的问题。
首先，需要从源头上解决进气量平衡的问题。在脱硫塔进口烟道上分别设电动调节门，根据锅炉工况随时调节进气量，以保证进入塔内的烟气量保持一致。
其次，清理循环管网、喷嘴的淤泥及杂物，恢复管道及喷嘴出水畅通。
再次，改造循环池结构，消除气泡，减少循环泵的气蚀。
最后，生化水添加NaOH溶液，以满足脱硫的要求。
通过上述四条改造措施，脱硫系统已基本运行正常，达到了良好的脱硫效率。由此次工程实例参考发现，并联脱硫塔虽然存在着一定的缺陷，然而在一些特殊厂区，做好塔内的平衡调控，仍然具有相当的运用价值。
4结束语
在脱硫技术已经成熟的今天，双塔并联脱硫依然是一个难以攻克的难题。但是通过对上述案例的分析，只要解决好烟气流量平衡的问题，增大液气比，防止喷嘴堵塞，也能达到很好的脱硫效果。
参考文献
[1]《工业锅炉及窑炉湿法烟气脱硫工程技术规范》HJ462-2009.
[2]《火电厂燃煤机组脱硫技术》.周菊华 主编.中国电力出版社,2008.
[3]《环境工程设计》.童华.主编.化学工业出版社,2008.12.
[4]《脱硫工程技术与设备》.郭东明.编著.化学工业出版社,2007.6.
论文作者:王玉婷
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/29
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