武汉天空蓝环保科技有限公司430223
摘要：国家规定锅炉生产运行必须要安装烟气脱硫设施、除尘装置，要采取合理的措施控制二氧化硫排放、除尘。烟气脱硫是控制SO2污染的重要措施，按照脱硫反应物和脱硫产物存在状态分为湿法、干法和半干法三种脱硫工艺。本文对锅炉烟气除尘脱硫工程工艺设计进行了分析阐述。
关键词：锅炉；烟气除尘；脱硫；工艺
随着近年来环保形势的日益严峻，企业中锅炉烟气除尘脱硫技术始终是其生产环节中重要的组成部分，烟气除尘脱硫技术的有效应用要经过严密的技术选择和工艺设计。湿法脱硫工艺应用中吸收器的性能一定程度上决定了烟气的脱硫效率和系统的运行费用，所以脱硫除尘工艺和脱硫吸收器的选择直接影响着脱硫效率。本文对锅炉烟气除尘脱硫工程工艺设计进行了分析阐述。
1锅炉烟气除尘脱硫设计目标
脱硫工艺设计要统筹考虑脱硫效率、脱硫效果和脱硫的经济性能，其中要达到的脱硫目标至关重要。通常二氧化硫的排放浓度要控制在500毫克/立方米以下，脱硫效率要不低于80%； 烟尘排放浓度要控制在150毫克/立方米以内，除尘效率要高于99%以上； 烟气排放黑度控制在林格曼黑度Ⅰ级以下，烟气处理量要高于15000立方米/小时；处理设备阻力在800-1100 Pa范围内，出口烟气禁止带水，而且出口烟气的含湿量要小于8%。
2 脱硫除尘工艺和脱硫吸收器的优化选择
2.1 脱硫除尘工艺的优化选择。
脱硫除尘工艺不同方式对比
通过上表对脱硫除尘工艺湿法、半干法、干法等三种不同方式的对比，湿法脱硫效率较半干法和干法高出不少，不仅脱硫效率高，而且可靠性更高。其次干法脱硫工艺采用等离子体脱硫，脱硫效率和可靠性较高，不容易结垢和堵塞，但投资较大。在湿法脱硫除尘中，石灰石-石膏、钠法、氧化镁、氨法、海水法五种方式中，氧化镁法不易堵塞，而且占地面积小，投资成本低，是几种方式中性价比最高的。
2.2 脱硫吸收器优化比较。脱硫吸收器的采用主要考虑液气接触条件、设备阻力和吸收液循环量等几个因素。常用的几种吸收器设备中，因为喷淋塔具有液气比高、水消耗量大的缺陷，筛板塔具有阻力大、防堵性能差、填料塔防堵性能差、易结垢黏结和堵塞等缺陷，湍球塔气液具有阻力大、易结垢堵塞的缺陷。而旋流板塔恰好避免了上述缺陷，不仅负荷高、压降低、弹性好，而且不易堵塞，整个吸收过程快速高效，脱硫效率较高。
3脱硫技术方案分析
当前炉内脱硫效率一般能达到70%左右，主要原理是使用石灰石脱硫剂，石灰石高温下能分解成氧化钙和二氧化碳，与烟气中的SO2发生化学反应后脱除SO2。也有的需要借助炉后脱硫技术来提高脱硫效果。常用的脱硫工艺主要包括炉后干法、半干法、湿法脱硫技术。炉后干法脱硫在布袋除尘器入口烟气管道出增加熟石灰粉喷射口，通过喷射熟石灰粉与烟气中的SO2产生化学反应，脱硫效率达65%以上，与炉内喷钙主体设备大致相同，投资和运行费用不高；半干法脱硫技术常用旋转喷雾半干法，旋转雾化反应系统包括喷雾反应塔、石灰浆制备系统，石灰制备系统将生石灰（CaO）制备成一定浓度的Ca（OH）2浆液，旋转雾化器将浆液喷入半干式反应塔形成雾滴，烟气和石灰浆液雾滴发生反应从而去除SO2气体。反应塔中的高温烟气促使雾滴水份蒸发，将烟气温度快速降到适合反应的温度，并使反应生成物干燥成为固体粒状物，经过反应塔除下，一些微粒和没有反应完全的吸收剂会伴随烟气进入下游袋式除尘器；湿法脱硫通过石灰石浆液或碱性溶液与烟气中的酸性气体反应从而去除烟气中的酸性气体，并将反应生成物经过物理和化学变化后生成副产物。
4脱硫除尘原理分析
4.1石灰石－石膏法脱硫除尘原理。石灰石－石膏法脱硫系统由原料输送、吸收剂浆液配制、烟气系统、SO2吸收系统、石膏脱水及贮存、石膏抛弃等几个主要系统构成。锅炉引风机将烟气吸收到FGD系统，没有经过脱硫的烟气经过气热交换器被降低温度后会接着导进吸收塔，经过脱硫反应完成脱硫，然后经过净化后的烟气进过两级除雾后被热交换器重新加热，经烟囱排出。
4.2海水烟气脱硫原理。海水法烟气脱硫属于湿法脱硫，是利用海水本身所具备的的弱碱性来吸收SO2，因为海水富含碳酸盐类物质，防止了固体副产物的大量产生。经过脱硫处理后的海水通过曝气工序处理后直接向大海排放。锅炉烟气经由高效除尘器、静电除尘器除尘，除尘效率达99%，能高效去除烟气中的飞灰和重金属，脱硫海水中的悬浮颗粒、重金属含量对海洋生物影响非常小，脱硫曝气会向海水鼓入空气，降低海水COD含量，增加海水溶解氧含量，有利于海水的生态恢复。
4.3氧化镁法脱硫。氧化镁法脱硫是采用MgO浆液作为脱硫剂，在洗涤过程中MgO转化成亚硫酸镁和硫酸镁，脱去溶液中的硫元素。此方法已经较为成熟，脱硫效率能控制在90%-95%范围内， 与石灰石－石膏法脱硫工艺相比，脱除等量的SO2消耗MgO的量仅是CaCO3的40%左右。同样到达90%的脱硫效果，液气比仅是石灰石-石膏工艺的三分之一。
4.4旋流板塔吸收器脱硫。锅炉的含尘烟气在进入文丘里管后初次进行喷雾降尘脱硫，然后会快速进入到旋流板塔筒体内，由于高速运转会将烟气中的大颗粒快速甩向塔壁被流动的吸收液捕集，尘粒、吸收液以及雾滴相互碰撞会不断增大粒径。另外随着高温烟气在向液体传热时经过降温后会在粒子表面水汽凝结增大粒子质量，经过旋流塔板的高速旋转将大颗粒粉尘从烟气中脱离出来被甩向塔壁， 在重力作用下流向塔底， 实现气固分离，达到较好的除尘效果。
5烟气中的脱硫技术工艺分析
5.1密相干塔法技术工艺。SO2的吸收和吸收剂的循环利用是密相干塔法的工艺流程，存在两个过程。一是SO2的吸收过程。预除尘后的烟气通过热交换器后，进入干塔，烟气在干塔内进行反应，反应后的烟气进入除尘器除尘，净化后的烟气通过烟囱排入大气，完成脱硫过程。二是吸收剂的循环利用过程。干塔内的反应副产物、除尘器收集的颗粒物和来自料仓的新吸收剂一起提升到干塔上部的加湿器内，在加湿器内加少量水活化后再次进入干塔与烟气反应，实现吸收剂的循环利用。脱硫效率能达到85%以上，脱硫效率和脱硫利用率较高，而且工作性能较为稳定。
5.2湿法脱硫技术工艺。上文提到湿法脱硫技术工艺主要包括石灰石—石膏法、氨—硫铵法以及氧化镁法等多种工艺。主要由烟气系统、浆液制备系统、洗涤吸收系统、脱硫副产物处置系统、事故浆液及排空系统、废水处理系统、供配电系统、工艺水系统及自控系统、其他公辅系统等共同作用，其中最为关键的工艺技术是脱硫塔。湿式烟气脱硫采用石灰或石灰石钙法，脱硫效率较高，但由于系统的配置较为复杂，投资成本和运营成本都比较高，对环境容易产生二次污染。
5.3循环流化床法技术工艺。循环流化床法技术工艺是以循环流化床为平台，通过吸收剂加湿活化后，喷入流化床，最后通过多次再循环吸收剂使脱硫剂与烟气的充分接触，达到吸收目的。循环流化床法技术工艺能提高脱硫效率和脱硫剂的利用率，脱硫剂能够得到回用，不宜堵塞，提升脱硫效率。
6结语
脱除烟气中的SO2，除脱过程中需要借助先进的工艺和设备。对于烟气脱硫中经常出现的吸收塔结垢、堵塞、腐蚀等诸多问题，需要有针对性的探索研究脱硫设计的优化措施，提升脱硫效果，确保烟气脱硫系统高效运行。
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