浅析中小型燃煤锅炉湿法脱硫技术及系统设计

摘要：本文通过对中小型燃煤锅炉湿法脱硫技术的详实阐释，对湿法脱硫的方式以及工艺、工艺特殊性以及相关脱硫系统设计问题进行了详实的阐释，以期更好的确保湿法脱硫技术的广泛应用与发展进步。

关键词：中小型燃煤锅炉湿法脱硫技术系统设计

中图分类号：TE08 文献标识码： A

前言：目前，我国环境保护工作逐步推进，而减少废气排放量是治理大气污染的关键所在。当脱硫脱硝技术成熟以后，可以推而广之，将其应用于日常生活中，减少煤炭燃烧产生的废气。随着经济现代化建设的日益发展与深入，湿法脱硫技术在中小型燃煤锅炉上的应用日益广泛，为全面提高锅炉燃煤的节能减排效果做出了重要的努力。

一、湿法脱硫的几种方式及优缺点

1、氧化镁法

（1）技术成熟

氧化镁湿法脱硫技术是一种成熟度较高的脱硫工艺，该工艺在世界各地都有成功的应用业绩。循环液在循环过程中对水泵、管道、设备无明显堵塞现象，便于设备运行与保养，是一种特别适合中小型锅炉烟气脱硫的技术。

（2）脱硫剂来源充足

氧化镁在我国已探明的储藏量约为160 亿吨，占全世界的80%左右。

（3）脱硫效率高

在化学反应活性方面氧化镁要远远大于钙基脱硫剂。氧化镁的脱硫效率达到95%以上。

（4）运行费用较高

脱硫剂价格及运输成本较钙基脱硫剂大。

2、石灰石-石膏法

利用石灰石粉料浆洗涤烟气，使石灰石与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙，脱去烟气中的SO2，再将亚硫酸钙氧化反应生成石膏。

（1）脱硫率高：≥95%、工艺成熟、适合所有煤种、操作稳定、操作弹性好、脱硫剂易得、运行成本低、副产物石膏可以综合利用，不会形成二次污染。

（2）缺点：工艺流程较长，投资较高；硫酸钙的二次污染难处理。

3、海水脱硫法

利用海水洗涤烟气吸收烟气中的SO2气体。

（1）优点：脱硫率比较高：≥90%、工艺流程简单，投资省、占地面积小、运行成本低。

（2）缺点：受地域条件限制，只能用于沿海地区。只适用于中、低硫煤种、有二次污染。

4、氨法

氨法是用氨水洗涤含SO2的废气，溶液中的（NH4）2SO3对SO2具有很好的吸收能力，它是氨法中的主要吸收剂。

（1）氨法是烟气脱硫各方法中较为成熟的方法，氨可留在产品内，以氮肥的形式提供使用，因而产品实用价值较高。

（2）氨法缺点：氨易挥发，因而吸收剂的消耗量较大，另外氨的来源受地域及生产行业的限制较大。

5、双碱法

双碱法是以Na2CO3或NaOH 溶液为第一碱吸收烟气中的SO2，然后再用石灰石或石灰作为第二碱，处理吸收液，产品为石膏。再生后的吸收液送回吸收塔循环使用。优点：脱硫效率高，脱硫剂易找到；缺点：运行成本高，反应中消耗碱量大，管路会堵塞，且易发生二次污染。

二、湿法脱硫工艺

在利用中小型燃煤锅炉进行工业生产的过程中，由于在建设的期间没有实行脱硫技术，因此在建设中没有留有足够的空间进行脱硫，为了促进在脱硫建设空间内实现对SO2进行最大化的排放，达到国家的相关标准，这就需要在工业生产中，重点对脱硫技术进一步加强，本文主要采用的是湿法脱硫技术，在石膏湿法脱硫工艺的运用中，最终提出了“三炉一塔、一炉调峰”的设计方案，进一步开展了湿法脱硫工艺的创新性发展，从而极大的减少了污染物以及废弃物的排放量。

三、工艺的特殊性

例如，针对于某热电发电厂而言，脱硫的3台锅炉在运行中，其环境比较复杂，在一年当中，只有8个月是2台炉运行，在调峰期间还可能会出现1台炉运行。因此这在热电厂的建设中在脱硫环节就出现了难度，本文研究湿法脱硫工艺中，建立了：“三炉一塔、一炉调峰”的工艺流程方案，在使用中，它相对于普通的脱硫技术其特殊性表现在：加工过程中，由于正常的电厂在运行中需要3台调峰，因此在设计方案中，为了简化操作程序，这就需要：

（1）改进系统，将离烟囱最近的11号炉采用的是调峰，然后再设置好入口、烟道以及挡板，以更好地保证了脱硫技术正常使用，这样避免了在脱硫系统运行中出现3台锅炉同时停止运行，或者是出现了检修不正常工作。

（2）在设计中，对系统设置了3台循环泵，这样就保证了在脱硫环节中可以进行对应的运行，从而推进了脱硫系统中各环节与锅炉间的相互作用，最终协调了引风机之间的协调运行，进一步加强了湿法脱硫技术中风机的运行效果，可以选用动叶，以更好地调节风机转速。

（3）在脱硫环节中，对于烟气量的变化进行分析，FGD系统内部采用的是气流运动的原理进行的，如果遇到了低负荷的状况时，在烟道内部有可能会积下大量的烟灰，并且出现大量的污垢。因此，在设计方案中，要采用提高烟道内烟气流速的方案，从而进一步加强烟气的排放，促进2台炉运行时可以加速，在3台运行时能够正常的工作。

四、湿法脱硫系统设计

1、脱硫塔主体设备

脱硫塔主体设备包括：脱硫塔、高效凝聚除雾器及脱硫塔系统内管道。脱硫塔主体设备选用超低碳不锈钢316L制作，任何穿透壳体的设施如人孔、接管座等都将密封并防止泄漏。所有内部的导流板和支撑不能堆积污物、污泥或结垢，并易于清洁所有表面，吸收塔内液体和烟气流分布均匀。

2、工艺水供应系统设备

脱硫装置所需的工艺水通过工艺水泵引至脱硫系统中，其主要用途为：

（1）吸收塔蒸发水；

（2）除雾器及所有浆液输送设备、输送管路、贮存箱的冲洗水；

（3）引风机、氧化风机和其他设备的冷却水及密封水。

3、制浆系统、其他管道和附属件及控制系统

配备石灰粉仓（含仓顶除尘器）、制浆罐，配备各系统之间的管道，并配套脱硫设备的控制系统。

4、系统设计的主要考虑因素

（1）由于脱硫系统设计是在原有场地进行改造，脱硫系统周围建筑物（烟囱、煤棚、风机房等）较多，场地狭小，系统规划时既要考虑脱硫系统现场详细规划，精心布置，达到设计指标，同时还需要考虑周围建筑物的安全。

（2）脱硫效率的前瞻性

设计保证在当前脱硫系统达标排放的基础上，脱硫效率的设计指标要有前瞻性，确保满足环保部门今后更高的排放要求。

（3）引风机风压

安装脱硫系统后，风压不能满足锅炉的正常运行，需要将引风机进行增容。

（4）系统的防腐

系统设计时，要充分考虑烟道、烟囱的防腐处理，同时考虑脱硫液接触部分的管道、阀门、泵类设备的防腐设计。本系统烟道、脱硫塔、管道均采用316L 不锈钢。

结语：综上所述，根据湿法脱硫技术的使用，采用的是“三炉一塔、一炉调峰”的技术方案，该方案在使用的过程中可以充分的利用湿法脱硫工艺脱硫的效率高以及负荷适应强的特点进行详细的探究，最终在有限的环境下，能够根据合理土地占用面积中，实现SO2最大减排量。在某热电厂中，采用湿法脱硫技术，重点的考虑了挡板门的控制，增压风机压力控制以及锅炉负荷变化控制的具体情况，在方案的合理使用中大量的削减了SO2以及各种烟尘的排放，改善了大气的环境质量，最终实现了煤炭能源的可持续使用，从而进一步推动我国电力事业的发展与深入。