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摘 要 简要介绍简易石灰-石膏法烟气脱硫技术在小型电站锅炉上的设计、施工和运行过程中的成功经验及存在的问题，对小型燃煤锅炉或小型烧结机烟气脱硫方案的设计、运行具有一定的参考价值。
关键词 石灰—石膏法；烟气脱硫技术
中图分类号 TQ 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)121-0144-01
显德汪矿矸石电厂是一座以烧劣质煤和煤矸石为主的资源综合利用电厂，于2000年4月建成投产，现装有35t和65t循环流化床锅炉各一台，并配有6MW抽、凝汽轮发电机组各一台。电厂原设计没有烟气脱硫设施，锅炉运行方式为一用一备，所用燃料为本矿生产的劣质煤和煤矸石，含硫量在0.36—2.6%之间。
1 脱硫工艺的确定
目前，广泛应用于工程上非常成熟的脱硫工艺多达十几种，我们之所以选用简易石灰—石膏法烟气脱硫技术作为我厂锅炉烟气脱硫工艺，是因为主要考虑到下述因素：
1）所选工艺必须技术成熟、工艺可靠、适应性强、便于操作、易于维护，效率高，投资省，工期短。
2）燃料中硫的含量在0.36-2.6%之间变化，脱硫效率必须能适应燃料硫份的变化和锅炉负荷的变化，调节能力大且快。
3）吸收剂易于取得，价格低廉。
4）脱硫副产物易于处理，不会对环境造成二次污染。根据现有运行方式，同时考虑到将来可能对35t锅炉进行增容改造，改造后锅炉的运行方式仍为一用一备，通过技术经济比较和方案论证，我们确定采用两炉一塔、简易石灰—石膏法烟气脱硫技术作为我厂烟气的脱硫工艺。系统工艺流程图如下：
显德汪矿矸石电厂简易石灰—石膏法脱硫工艺流程图
2 脱硫系统的设计特点
1）烟气脱硫系统采用简易石灰—石膏法进行脱硫，工艺上采用两炉一塔、空塔喷淋、塔内循环的方式，系统工艺成熟、脱硫效率高、结构紧凑、占地小、投资省。
本系统主要包括制浆系统、反应吸收系统、副产物处理系统、工艺水系统、烟气系统、控制系统等，其中吸收塔是脱硫系统的核心装置，SO2反应吸收系统是主要的工艺系统。
2）脱硫系统的主要工艺流程是：35t和65t锅炉排出的烟气分别经静电除尘器处理后进入锅炉引风机，然后分为两路，一路烟气通过旁路挡板直接进入烟囱，当脱硫系统检修或其它故障情况下通过旁路直接外排，目前旁路门需经环保部门铅封，开启旁路门必须报告环保部门，并取得许可后方可走旁路；另一路烟气从吸收塔的下部径向进入脱硫塔，在塔内上升的过程中与脱硫循环浆液相接触，烟气中SO2与脱硫剂发生化学反应，将SO2气体除去，烟气再经过百叶窗式除雾器，除去烟气中夹带的细小液滴，最后清洁烟气从吸收塔顶部通过烟道进入烟囱，排入大气。循环浆液由布置在吸收塔上部的喷嘴向下雾化喷入塔内，细小的液滴与自下而上的烟气对流接触，形成高效的气液接触，从而促进烟气中SO2等酸性气体的去除。SO2吸收产物的氧化和中和反应在吸收塔底部的氧化区完成并最终形成石膏。塔内设计三个喷淋层，可根据燃料中硫的成分，根据需要开启一台、两台或三台循环泵，使脱硫效率达标又节约能源。
石灰乳液制备系统主要由气力输灰装置、石灰粉贮仓、电动卸料装置、石灰浆坑、石灰浆泵等组成。由电动卸料装置和电磁阀控制，将石灰和水按照25%的质量比在石灰浆池内进行混合成石灰浆液，根据脱硫塔下部的PH值，自动调节石灰浆的加入量，使脱硫塔下部的pH值控制在5.6-6.0范围内，烟气中SO2浓度和脱硫效率达到最佳状态。
脱硫塔底部经过洗涤吸收了SO2的浆液，其密度达到一定值时，由石膏排出泵输送到水力旋流器，进行一级固液分离，使浆液固体含量由15%提高到45%左右，滤液回流到脱硫塔内循环使用，浓缩液进入真空皮带脱水机进行二次分离，滤液作为系统工艺水补充到制浆系统中去，实现污水闭路循环。浓缩后的石膏含水率为10%左右，用作水泥厂的添加剂。
为防止脱硫后的低温烟气对脱硫塔后的烟道、烟囱等设施的腐蚀，脱硫塔后面的烟道全部采用碳钢内衬树脂玻璃鳞片、挡板门等采用不锈钢材质、烟囱内涂耐酸胶泥等措施防腐。
整个脱硫系统采用DCS自动控制系统，保证脱硫系统的稳定性和脱硫效率。
3）本方案的突出特点是：采用空塔喷淋，阻力小，采用葫芦型喷嘴，不易堵塞；采用塔内循环，系统占地面积小，施工周期短，投资省；脱硫剂即可用氧化钙，也可用氧化镁，脱硫费用较低，效率高。
3 运行情况及存在问题
工程于2009年3月初开工建设，8月底完成168小时试运行。脱硫设施建于原水膜除尘器的基础之上，施工期间，没有对生产造成影响。在168小时试运后的监测期间，燃料含硫量为1.6%左右，进口烟气SO2平均浓度为3282mg/m3，出口烟气SO2平均浓度为236mg/m3，脱硫效率为92.8%。
经过一年多时间的试运行表明，该系统技术成熟、操作简单、成本低、效率高。系统操作简单，效率稳定。但是运行过程中有部分设备、部件存在腐蚀泄漏和堵塞的问题；原料来源质量不稳定，粒度稍粗，少量烟尘进入脱硫系统，对设备防腐层冲刷磨损，并容易堵塞管道；选用引风机参数偏大，烟气有少量带水现象。
4 采取措施及建议
要保证良好的脱硫效果，既要有合理的设计方案，选择质量较好的设备和材料及合理的施工方案非常关键。
在设计和施工过程中，必须高度重视脱硫塔防腐层的材质和施工工艺，确保脱硫塔塔壁防腐质量合格，材质上，选择进口玻璃鳞片，质量较好，价格较贵，考虑节省投资，花岗岩材质较为理想，但施工较为麻烦；塔内支撑件应优先考虑选用耐腐蚀的不锈钢材质，外形上宜采用圆钢、方钢，而不宜采用角钢、槽钢或工字钢等型钢。
场地允许，优先采用塔外循环而不要采用塔内循环，这样，可有效避免脱硫剂中的粗颗粒成分或烟尘中的颗粒在脱硫浆液中反复循环，这些粗颗粒可以在塔外的浆液池中沉淀， 以减轻对设备造成磨损或堵塞，如果已采用塔内循环，浆液中颗粒浓度高，可在循环泵的进口管道上加装固体颗粒自动过滤装置，去除浆液中的粗颗粒，延长设备使用寿命。目前，使用氧化镁的脱硫成本和石灰粉的脱硫成本不相上下，可以考虑用氧化镁代替石灰粉，系统基本不用改动，可以避免石灰粉原料在粒度、纯度方面不达标对系统造成的磨损、堵塞等不利因素，而脱硫效率更高。
5 结论
简易石灰—石膏脱硫系统在小型锅炉、燃用中低硫燃料时适应性强，可采用两炉一塔或多炉一塔布置方式，系统运行稳定、高效、安全，投资省，建设周期短，运行费用低，脱硫保证效率可达到90%及以上，SO2排放浓度可满足国家环保要求；在材料、设备和施工方面，应充分重视材料的选择、设备和施工质量的控制。
作者简介
李远燕（1971—），女，河北沙河人，冀中能源股份有限公司显德汪矿矸石电厂工程师，从事电厂工作10余年。
关键词 石灰—石膏法；烟气脱硫技术
中图分类号 TQ 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)121-0144-01
显德汪矿矸石电厂是一座以烧劣质煤和煤矸石为主的资源综合利用电厂，于2000年4月建成投产，现装有35t和65t循环流化床锅炉各一台，并配有6MW抽、凝汽轮发电机组各一台。电厂原设计没有烟气脱硫设施，锅炉运行方式为一用一备，所用燃料为本矿生产的劣质煤和煤矸石，含硫量在0.36—2.6%之间。
1 脱硫工艺的确定
目前，广泛应用于工程上非常成熟的脱硫工艺多达十几种，我们之所以选用简易石灰—石膏法烟气脱硫技术作为我厂锅炉烟气脱硫工艺，是因为主要考虑到下述因素：
1）所选工艺必须技术成熟、工艺可靠、适应性强、便于操作、易于维护，效率高，投资省，工期短。
2）燃料中硫的含量在0.36-2.6%之间变化，脱硫效率必须能适应燃料硫份的变化和锅炉负荷的变化，调节能力大且快。
3）吸收剂易于取得，价格低廉。
4）脱硫副产物易于处理，不会对环境造成二次污染。根据现有运行方式，同时考虑到将来可能对35t锅炉进行增容改造，改造后锅炉的运行方式仍为一用一备，通过技术经济比较和方案论证，我们确定采用两炉一塔、简易石灰—石膏法烟气脱硫技术作为我厂烟气的脱硫工艺。系统工艺流程图如下：
显德汪矿矸石电厂简易石灰—石膏法脱硫工艺流程图
2 脱硫系统的设计特点
1）烟气脱硫系统采用简易石灰—石膏法进行脱硫，工艺上采用两炉一塔、空塔喷淋、塔内循环的方式，系统工艺成熟、脱硫效率高、结构紧凑、占地小、投资省。
本系统主要包括制浆系统、反应吸收系统、副产物处理系统、工艺水系统、烟气系统、控制系统等，其中吸收塔是脱硫系统的核心装置，SO2反应吸收系统是主要的工艺系统。
2）脱硫系统的主要工艺流程是：35t和65t锅炉排出的烟气分别经静电除尘器处理后进入锅炉引风机，然后分为两路，一路烟气通过旁路挡板直接进入烟囱，当脱硫系统检修或其它故障情况下通过旁路直接外排，目前旁路门需经环保部门铅封，开启旁路门必须报告环保部门，并取得许可后方可走旁路；另一路烟气从吸收塔的下部径向进入脱硫塔，在塔内上升的过程中与脱硫循环浆液相接触，烟气中SO2与脱硫剂发生化学反应，将SO2气体除去，烟气再经过百叶窗式除雾器，除去烟气中夹带的细小液滴，最后清洁烟气从吸收塔顶部通过烟道进入烟囱，排入大气。循环浆液由布置在吸收塔上部的喷嘴向下雾化喷入塔内，细小的液滴与自下而上的烟气对流接触，形成高效的气液接触，从而促进烟气中SO2等酸性气体的去除。SO2吸收产物的氧化和中和反应在吸收塔底部的氧化区完成并最终形成石膏。塔内设计三个喷淋层，可根据燃料中硫的成分，根据需要开启一台、两台或三台循环泵，使脱硫效率达标又节约能源。
石灰乳液制备系统主要由气力输灰装置、石灰粉贮仓、电动卸料装置、石灰浆坑、石灰浆泵等组成。由电动卸料装置和电磁阀控制，将石灰和水按照25%的质量比在石灰浆池内进行混合成石灰浆液，根据脱硫塔下部的PH值，自动调节石灰浆的加入量，使脱硫塔下部的pH值控制在5.6-6.0范围内，烟气中SO2浓度和脱硫效率达到最佳状态。
脱硫塔底部经过洗涤吸收了SO2的浆液，其密度达到一定值时，由石膏排出泵输送到水力旋流器，进行一级固液分离，使浆液固体含量由15%提高到45%左右，滤液回流到脱硫塔内循环使用，浓缩液进入真空皮带脱水机进行二次分离，滤液作为系统工艺水补充到制浆系统中去，实现污水闭路循环。浓缩后的石膏含水率为10%左右，用作水泥厂的添加剂。
为防止脱硫后的低温烟气对脱硫塔后的烟道、烟囱等设施的腐蚀，脱硫塔后面的烟道全部采用碳钢内衬树脂玻璃鳞片、挡板门等采用不锈钢材质、烟囱内涂耐酸胶泥等措施防腐。
整个脱硫系统采用DCS自动控制系统，保证脱硫系统的稳定性和脱硫效率。
3）本方案的突出特点是：采用空塔喷淋，阻力小，采用葫芦型喷嘴，不易堵塞；采用塔内循环，系统占地面积小，施工周期短，投资省；脱硫剂即可用氧化钙，也可用氧化镁，脱硫费用较低，效率高。
3 运行情况及存在问题
工程于2009年3月初开工建设，8月底完成168小时试运行。脱硫设施建于原水膜除尘器的基础之上，施工期间，没有对生产造成影响。在168小时试运后的监测期间，燃料含硫量为1.6%左右，进口烟气SO2平均浓度为3282mg/m3，出口烟气SO2平均浓度为236mg/m3，脱硫效率为92.8%。
经过一年多时间的试运行表明，该系统技术成熟、操作简单、成本低、效率高。系统操作简单，效率稳定。但是运行过程中有部分设备、部件存在腐蚀泄漏和堵塞的问题；原料来源质量不稳定，粒度稍粗，少量烟尘进入脱硫系统，对设备防腐层冲刷磨损，并容易堵塞管道；选用引风机参数偏大，烟气有少量带水现象。
4 采取措施及建议
要保证良好的脱硫效果，既要有合理的设计方案，选择质量较好的设备和材料及合理的施工方案非常关键。
在设计和施工过程中，必须高度重视脱硫塔防腐层的材质和施工工艺，确保脱硫塔塔壁防腐质量合格，材质上，选择进口玻璃鳞片，质量较好，价格较贵，考虑节省投资，花岗岩材质较为理想，但施工较为麻烦；塔内支撑件应优先考虑选用耐腐蚀的不锈钢材质，外形上宜采用圆钢、方钢，而不宜采用角钢、槽钢或工字钢等型钢。
场地允许，优先采用塔外循环而不要采用塔内循环，这样，可有效避免脱硫剂中的粗颗粒成分或烟尘中的颗粒在脱硫浆液中反复循环，这些粗颗粒可以在塔外的浆液池中沉淀， 以减轻对设备造成磨损或堵塞，如果已采用塔内循环，浆液中颗粒浓度高，可在循环泵的进口管道上加装固体颗粒自动过滤装置，去除浆液中的粗颗粒，延长设备使用寿命。目前，使用氧化镁的脱硫成本和石灰粉的脱硫成本不相上下，可以考虑用氧化镁代替石灰粉，系统基本不用改动，可以避免石灰粉原料在粒度、纯度方面不达标对系统造成的磨损、堵塞等不利因素，而脱硫效率更高。
5 结论
简易石灰—石膏脱硫系统在小型锅炉、燃用中低硫燃料时适应性强，可采用两炉一塔或多炉一塔布置方式，系统运行稳定、高效、安全，投资省，建设周期短，运行费用低，脱硫保证效率可达到90%及以上，SO2排放浓度可满足国家环保要求；在材料、设备和施工方面，应充分重视材料的选择、设备和施工质量的控制。
作者简介
李远燕（1971—），女，河北沙河人，冀中能源股份有限公司显德汪矿矸石电厂工程师，从事电厂工作10余年。