燃煤锅炉脱硫除尘装置改造分析

燃煤锅炉脱硫除尘装置改造分析

陈涛

陈涛

华能海南发电股份有限公司电力检修分公司海南海口570311

摘要：随着我国经济的飞速发展，人们更加重视节能环保。众所周知，我国是能源消耗大国，在常规能源中，呈现多煤少油缺气现状我国北方地区冬季严寒且持续时间长，大多采用燃煤锅炉供暖，其具有一次性投资低运行成本低的优点，受到人们的青睐，但燃煤锅炉运行过程中排放的烟气是大气污染的主要原由之一。基于此，本文首先对燃煤锅炉除尘脱硫原理及现状进行了概述，详细探讨了燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术并提出相关改造建议，旨在推动我国燃煤工业锅炉烟气脱硫技术的进一步发展。

关键词：燃煤锅炉；脱硫除尘装置；改造分析

最近几年，我国的燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术虽取得了很大的进步，但仍然存在着一些隐患。一些厂房对脱硫除尘技术的选择也不明确。因此，在建设社会主义现代化的新时期，加强对烟气脱硫除尘技术的研究对环境保护和能源节约有着重要意义。

1燃煤锅炉除尘脱硫脱硫原理及现状分析

1.1燃煤锅炉除尘脱硫的现状分析

从目前我国的燃煤锅炉除尘脱硫的整体情况来看，还有着诸多不足之处需要改善优化，首先在技术水平方面相对较低，还不能满足适应当前国家对燃煤锅炉烟气烟尘以及二氧化硫的控制要求，有一部分新研制的产品还需要进一步的完善优化，他们在不同程度上都存在着堵塞以及腐蚀等复杂的问题，在设备的实际使用上很难让用户接受，并在推广上有着很多困难。

1.2燃煤锅炉除尘脱硫原理分析

针对燃煤锅炉除尘脱硫原理方面首先对脱硫原理进行分析，在这一过程中主要是含尘高温烟气冲入碱性水当中和激起水花以及水雾得到快速的混合，然后烟气中的CO以及SO2等有害物质和碱性水发生化合反应生成亚硫酸以及碳酸溶于水中。这样就和烟得到了脱离，达到了既定的净化作用。而针对燃煤锅炉的除尘原理主要是麻石高效除尘脱硫器的工作原理，这是强化气体和碱性水在化学反应作用下达到的除尘脱硫目的。例如：通过石灰石石膏法烟气推流技术也能够达到有效的脱硫效果，其中在美国以及日本基本都是采取这一技术方法。主要是把石灰石粉加水进行制成浆液，使其作为吸收剂泵入吸收塔和烟气得到充分的接触并混合，而在烟气中的二氧化硫和浆液中的碳酸钙等反应生成硫酸钙，等达到了饱和程度就会结晶成二水石膏，然后再经过换热器进行加热升温之后通过烟囱排入到大气中。这一技术有着系统简单及流程短和能耗低、无腐蚀的优良特性。

2燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术

2.1湿式锅炉烟气脱硫除尘一体化装置

该装置采用喷淋、水膜、水帘进行除尘脱硫。烟气首先经引风机防腐装置加热，提升排烟温度，并减少烟气对引风机的腐蚀；再令烟气进入除尘器顶部，经进口旋流板作用，从上到下旋流经除尘器内筒。内筒顶部有除尘水喷淋头，喷淋方向与烟气方向相同。在喷淋过程中，烟气中的SO2被碱液吸收，在离心作用下，尘与水一起被甩向内壁形成水膜，产生水膜除尘效果。气流到达内筒下端，穿过水帘，气流经旋流进板进入外筒脱水，然后进入引风机防腐装置，提升温度后进入引风机。这种装置主要用于小型的35t/h及更小型的锅炉。在运行中，由于烟气带水问题未能解决，除尘器底部及引风机叶片容易积灰，需3个月左右清灰1次。

2.2干湿结合式锅炉烟气脱硫除尘一体化装置

SHG型脱硫除尘装置的主体设备为一立式塔，塔内兼用了干、湿结合的结构形式，其下部为旋风除尘段，中部为吸收段，装有筛板，上部是脱水段。烟气首先进入下部的旋风除尘段，除去较大颗粒后进入吸收段，经过布满吸收液的筛板时，烟气与吸收液充分接触，发生传质吸收，脱除SO2并除去微细粉尘。经过除尘脱硫的烟气，在脱水段内脱水除雾，防止烟气带水，然后经出口排至烟囱。

该装置的主要特点是液气比小（0.3--0.5L/m3），塔内持液量大，气液接触充分，除尘效率可达95%以上，脱硫效率可达70%，特别适用于6t/h以下小型燃煤锅炉，但是整个装置成本较高。

2.3干式锅炉烟气脱硫除尘一体化装置

利用可循环再生的固定吸附材料，除去烟气中的SO2和烟尘，水洗再生。该装置一般由预除尘器和吸附塔组成。这种装置具有很高的脱硫除尘效率，除尘效率大于95%，脱硫效率大于80%，烟气温度低，无二次污染，可回收副产品。但吸附塔入口烟气含尘要求小于150mg/m3，否则易堵塞和引起吸附剂中毒。吸附剂需经常进行再生，比较麻烦，且一次投资大。

3燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术存在的问题

3.1烟气脱硫废液处理困难

碱液从烟气中吸收SO2形成含有烟尘、硫酸盐、亚硫酸盐的废液，如果不经处理直接排放掉，会造成二次污染。合理处理废液，回收和利用废液中的硫酸盐类，废物资源化，才是合理的处理技术。上述湿法烟气脱硫技术对大型锅炉烟气脱硫的废液都进行了妥善处理，但中小型锅炉烟气脱硫由于存在投资限制，副产品产生量较少，品位低，销路困难等原因，脱硫废液处理难的问题一直没有得到很好的解决。

3.2腐蚀严重，脱硫设备寿命短

煤炭燃烧时除生成S02以外，还生成少量的SO3，由于烟气中含有水，生成的SO3瞬间内形成硫酸雾。当温度较低时，硫酸雾凝结成硫酸附着在设备的内壁上，或溶解于洗涤液中，致使湿法脱硫设备腐蚀相当严重，设备寿命短。因此，脱硫设备必须进行防腐设计。防腐的主要方法有：采用不锈钢、环氧玻璃钢、硬聚氯乙烯、陶瓷等制作吸收塔及有关设备；设备内壁涂敷水玻璃等防腐材料；设备内衬橡胶等。

3.3结垢和堵塞，致使脱硫设备不能正常运行

湿法烟气脱硫设备常常会发生结垢和堵塞。设备结垢和堵塞的主要原因是烟气中的氧气将CaS03氧化成为CaS04（石膏），并使石膏过于饱和，产生结垢和堵塞的主要部位有：吸收塔、管道、喷嘴、除雾器等，这已成为一些吸收设备能否正常长期运行的关键问题。这种现象主要发生在自然氧化的湿法系统中，控制措施为强制氧化和抑制氧化。

4对现有除尘系统进行脱硫改造的建议

中小型燃煤锅炉的除尘设备大多是旋风除尘器（包括高效多管）和水膜除尘器。

对于已安装有高效多管除尘器系统的，可采用喷雾于式烟气脱硫加高效多管除尘器的工艺，在除尘器前增设喷雾干燥塔烟气脱硫，生成的硫酸盐干粉末和烟尘一同被现有的除尘器进行捕集。

对于已安装有文丘里水膜或麻石水膜除尘器系统的，可采用烟道喷雾脱硫加水膜除尘器的工艺对现有的水膜除尘器进行改造。在水膜除尘器进口烟道增设高效喷雾装置，喷出的吸收剂浆液与烟道中的烟气充分混合，同时，烟尘被吸收液润湿、凝聚。烟气进入除尘器后，吸收液雾滴、脱硫产物和烟尘被除尘器捕集，由除尘器底部流入沉淀池。烟气经除雾后由烟囱排出。

对于除尘器改造空间受限的，可采用炉内喷钙加烟道增湿活化脱硫工艺，在炉膛高温区域内喷人石灰石粉。CaC03受热分解生成高活性的CaO与CO2，炉内尚未反应的CaO与烟道中喷入的水雾接触生成Ca（0H）2，进一步与烟气中的SO2反应，提高系统的脱硫率。

5结束语

综上所述，当前我国正处在经济发展的迅速增长期，在发展经济的同时要能够对环境保护的问题得到充分重视，故此这就需要在实际的应用除尘脱硫的过程中，加强技术上的创新以及理念上的深化，要能够将环境保护意识得到进一步的落实，从而在发展经济的同时对环境不造成破坏。

参考文献：

[1]李霖，季毕军，耿捷.湿式脱硫除尘工艺技术的应用效果分析[J].石油石化节能与减排，2013（05）：23-26.

[2]马威，李沈生，贾玉鹤.沈阳市燃煤锅炉脱硫除尘设施存在问题及对策研究[J].环境保护与循环经济，2010（07）：48-51.