目前，我國(guó)大型火電廠煙氣脫硫主要采用石灰石/石膏濕法脫硫工藝，該技術(shù)脫硫效率高，但系統(tǒng)復(fù)雜、投資較大、占地面積大、運(yùn)行成本較高。中小鍋爐多采用干法、半干法脫硫工藝，以降低脫硫裝置的投資和運(yùn)行費(fèi)用。隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，尤其是《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)的實(shí)施，將SO2排放標(biāo)準(zhǔn)修改為100mg/m3，大多數(shù)采用了干法、半干法工藝的脫硫項(xiàng)目很難達(dá)標(biāo)，需要進(jìn)行脫硫改造。本文介紹了山西某電廠循環(huán)流化床脫硫運(yùn)行了參數(shù)優(yōu)化調(diào)整過(guò)程及取得的效果，以探討該工藝適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)的可能性。  

1、工程概況  

電廠一期工程建設(shè)2*50MW機(jī)組，配套建設(shè)脫硫島裝置對(duì)2*50MW爐后煙氣進(jìn)行脫硫、除塵。鍋爐型式為WGZ220/9.8-14，鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量為220t/h，過(guò)熱器出口蒸汽壓力為9.8MPa，過(guò)熱器出口蒸汽溫度為540度。脫硫采用循環(huán)流化床半干法工藝，兩爐一塔。脫硫除塵島的設(shè)計(jì)按照鍋爐最惡劣工況進(jìn)行，設(shè)計(jì)脫硫效率90%，增效目標(biāo)為95%;脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)總壓力為<3500Pa，增效目標(biāo)為<3800Pa。除塵器為單室三電場(chǎng)除塵器，除塵效率為98%。設(shè)計(jì)鍋爐最大負(fù)荷時(shí)的煙氣參數(shù)詳見表1。  

2、系統(tǒng)組成及工藝流程  

本系統(tǒng)主要包括煙氣吸收塔、布袋除塵器、循環(huán)灰系統(tǒng)、吸收劑輸送系統(tǒng)等。  

2.1煙氣吸收塔  

主要包括吸收塔、高壓霧化噴嘴及相關(guān)連接煙道。煙氣由下部進(jìn)入吸收塔，工藝水由高壓水泵輸送至噴嘴霧化后噴入塔內(nèi)，在吸收塔中與煙氣、循環(huán)灰、吸收劑等高速混合，起到活化反應(yīng)的作用，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，同時(shí)塔內(nèi)溫度降低到70度左右。循環(huán)灰及吸收劑中的氫氧化鈣顆粒迅速與煙氣中的SO2等酸性物質(zhì)混合反應(yīng)，生成CaSO4、CaSO3、以及CaCI2等干態(tài)物質(zhì)，并隨煙氣進(jìn)入布袋除塵器。煙氣脫硫塔的設(shè)計(jì)總阻力<1500Pa，塔徑7mm高約35m。  

2.2布袋除塵器系統(tǒng)  

當(dāng)脫硫反應(yīng)后的含塵氣體由吸收塔進(jìn)入布袋除塵器，并通過(guò)各濾袋，粉塵被捕集在濾袋的外表面，使煙氣凈化。凈化后的煙氣匯集至袋室上部的上箱室，匯集到出風(fēng)煙道排走。隨著除塵器的連續(xù)運(yùn)行，濾袋表面的粉塵逐步變厚，系統(tǒng)阻力增大，達(dá)到一定阻力時(shí)，通過(guò)脈沖閥噴吹布袋內(nèi)壁，將濾袋外表面的粉餅吹落并落入灰斗。除塵器灰斗外設(shè)有電加熱伴管和保溫，防止除塵器本體內(nèi)壁出現(xiàn)酸結(jié)露。煙氣經(jīng)除塵后，由二次引風(fēng)機(jī)引出經(jīng)煙囪排入大氣。除塵系統(tǒng)供氣由獨(dú)立儀表氣貯氣罐供給，保證粉塵排出濃度<50mg/m3，阻力<1500Pa。  

2.3循環(huán)灰系統(tǒng)  

循環(huán)灰系統(tǒng)可確保增濕過(guò)程的正常進(jìn)行及提高吸收劑的采用率。除塵器灰斗中的灰分兩部分輸送：一為循環(huán)灰，從空氣斜槽輸送至吸收塔內(nèi)，與煙氣混合后繼續(xù)參加反應(yīng);二為外排灰，從灰斗底部排入倉(cāng)泵，開輸送至灰?guī)臁? 

2.4吸收劑存儲(chǔ)及輸送系統(tǒng)  

吸收塔吸收劑為氫氧化鈣。氣力罐車將氫氧化鈣輸送至粉倉(cāng)內(nèi)，粉倉(cāng)配有倉(cāng)頂布袋和呼吸閥等。粉倉(cāng)底部配噴射泵，將吸收劑輸送至吸收內(nèi)。  

2.5工藝流程  

鍋爐原設(shè)置有三電場(chǎng)除塵器和引風(fēng)機(jī)，脫硫改造后，將煙氣從原有引風(fēng)機(jī)至煙囪的混凝土煙道中引出，從側(cè)面引入吸收塔下部;煙氣從吸收塔上部通過(guò)連接煙道引入布袋除塵器;脫硫除塵后的凈煙氣經(jīng)二次引風(fēng)機(jī)引入煙囪。  

3、增效優(yōu)化措施及結(jié)果  

系統(tǒng)投運(yùn)后，入口SO2濃度接近2000mg/m3,脫硫效率>90%，SO2排放濃度<200mg/m3，同時(shí)脫硫后出口粉塵排放在30mg/m3左右。  

為了驗(yàn)證循環(huán)流化檔次脫硫技術(shù)在新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，仍能應(yīng)用于鍋爐煙氣脫硫，我們于2012年對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，降低了脫硫塔出口溫度，并提高了循環(huán)灰的量。通過(guò)反復(fù)摸索，確定運(yùn)行參數(shù)為：塔出口溫度68度，塔降壓1800Pa，Ca/S為1.6。在該參數(shù)下，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，脫硫效率為95%，在進(jìn)口SO2濃度低于2000mg/m3的情況下SO2排放濃度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。優(yōu)化運(yùn)行前后主要參數(shù)見表2。  

4、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析  

電廠一期2*500MW機(jī)組配套FGD系統(tǒng)處理煙氣量454000m3/h，入口SO2濃度1900mg/m3,脫硫效率為95%。脫硫裝置年運(yùn)行小時(shí)間為8000h,FGD定員為140人，工資福利30萬(wàn)元/a。FGD系統(tǒng)電費(fèi)為38.4萬(wàn)元/a，工藝水消耗成本為12萬(wàn)元/a，F(xiàn)GD壓縮空氣耗量成本為52.8/a;脫硫劑成本為422.4萬(wàn)元/a。2臺(tái)鍋爐煙氣中SO2脫除總量為60.32t/a，可減少SO排污費(fèi)381.2萬(wàn)元/a脫硫灰產(chǎn)量18400t/a，銷售收入36.8萬(wàn)元/a。綜上，脫硫系統(tǒng)每年運(yùn)行費(fèi)用為137.6萬(wàn)元。該脫硫系統(tǒng)的成功增效，驗(yàn)證了循環(huán)流化床脫硫技術(shù)可以通過(guò)優(yōu)化參數(shù)，以適應(yīng)新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并且運(yùn)行可靠穩(wěn)定。

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