脱硫除尘一体化技术在燃煤机组超低排放改造中的应用

闫欢欢

大唐环境产业集团股份有限公司许昌项目部

脱硫除尘一体化技术在燃煤机组超低排放改造中的应用

闫欢欢

大唐环境产业集团股份有限公司许昌项目部

煤炭行业是国家能源的主要来源之一，与此同时它也是国家经济的重要支柱之一。构成煤炭的有机质的元素主要有诸如碳、氢、氧、氮和硫等等，除此之外，还有极少量的磷、氟、氯以及砷等元素。火电燃煤机组的动力能源主要来自煤炭燃烧所产生的强大热能，但是使用煤炭进行工业生产作业时不可避免的产生一定程度的煤炭污染。鉴于煤炭污染排放物对环境会造成不同程度的污染，我国出台的《煤电节能减排升级与改造行动计（2014-2002年）》和新版的《火电厂大气污染物排放标准》均对火电燃煤机组的烟气污染物排放提出了超低排放要求，并给出了具体的排放限值。为了实现烟气污染物的超低排放，脱硫除尘一体化技术越来越受到火电行业的重视。本文以江苏某化工厂为例，分析脱硫除尘一体化技术在燃煤机组超低排放改造中的现状。

脱硫除尘；燃煤机组；超低排放；技术应用

脱硫除尘一体化技术主要由烟气脱硫技术以及除尘技术二者结合构成。其中的烟气脱硫技所使用的是FGD法，也就是使用石灰石以及石膏湿法烟气进行脱硫的处理工艺工艺。而除尘技术则主要是应用时段进行脱硫塔塔顶的布置，其中工作机组使用的是非金属的导玻璃钢湿式的电除尘器。实现燃煤机组的超低排放目的，目前主要就是靠这两项技术进行处理的。

一、脱硫除尘一体化技术工作原理

烟气脱硫技术和除尘技术是脱硫除尘一体化技术的两个步骤。烟气脱硫技术的工作原理利用二氧化硫同碳酸钙接触后生成硫酸钙，硫酸钙达到饱和度，结晶形成二水石膏。FGD系统工作时，将石灰石粉制桨做吸收剂，送入吸收塔，同烟气充分混合，届时发生化学反应。二氧化硫和碳素钙反应生产硫酸钙，之后从塔底送出，达到除硫的效果。非金属导电玻璃钢湿电除尘器的工作原理是静电捕捉介质。烟气经过脱硫后，杂质颗粒较小，水汽冷凝、沉淀聚集使阴阳极表面形成水膜，介质在高压电场作用下被捕捉，流动的水膜在清洗沉集介质，将形成的混液的排出，除尘器主要分为干式电收尘器主要处理含水很低的干气体，湿式电除尘器主要处理含水较高乃至饱和的湿气体。烟气经过脱硫除尘一体化工艺的处理，二氧化硫和烟尘污染物达标后，由塔顶烟囱直接排入大气。吸收塔排出的石膏浆液经脱水处理后，含量小于百分之十，对放在石膏仓储中，统一在利用或是处理。

二、脱硫除尘一体化技术的优缺点

除尘脱硫脱硝技术是进行烟气治理的重点，在实际应用中越来越广泛，对环境保护和空气治理具有重要的意义。但是在以煤炭为主要原料的企业中，进行除尘脱硫脱硝会在很大程度上增加额外的成本，很容易使企业背负比较沉重的经济负担。

烟气是煤气焚烧后排放的废气，其灰尘含量约100mg∕L，SO2含量200-600mg∕m3，NOx含量600-800mg∕m3。从以上数据上看，烟气的尘、硫、硝含量虽然不高，但也超出了国家有关排放标准，不能直接排放。由于焦炉烟气的工况与锅炉烟气有很大的不同，用于锅炉烟气除尘、脱硝、脱硫的技术，大都不适用于焦炉烟气。

目前，锅炉烟气除尘普遍采用的布袋、电或电袋除尘方式，适用锅炉烟气的高灰尘含量工况，并且维护量大，容易造成二次污染，并不适用于焦炉烟气；国家最新的焦化行业氮氧化物排放标准从今年开始正式执行，意味着焦炉行业的烟气脱硝势在必行，国内锅炉烟气脱硝普遍采用的高温SCR或者SNCR脱硝技术，不能适用于焦炉烟气的低温工况；关于烟气脱硫，目前国内大部分企业采用的湿法脱硫工艺普遍存在投资大、占地面积大、运行费用高和容易造成二次污染等问题。虽然技术比较成熟，但显然不是焦化企业烟气脱硫的最佳选择。

脱硫除尘系统考虑了计烟尘超标及点火期浆液污染恢复措施、事故状态耐高温烟气冲击搓措施、脱硫塔相互备用切换措施、设备防堵防腐放防磨等等。为了使工艺系统优化、功能齐全、界面清晰、脱硫装置安全稳定高效运行，一体化技术引进了先进的电器系统和仪表系统。在烟尘除硫除尘上，为了保证经过处理的烟尘各项指标达标，引进石灰石、石膏湿法脱硫技术和喷淋空塔烟气脱硫工艺技术。同时改进了吸收塔的各个系统，吸收喷淋头有水汽同烟尘充分接触的特点，设置喷淋头使喷淋覆盖率达到了百分之二百以上。除尘时使用的非金属阳极管永久醒耐腐蚀，大大降低了损耗率，整机使用寿命大于30年。阳极管束与壳体无缝隙连接，避免了工作时，阳极管束的震动移位，提高除尘除雾效率。

当然脱硫除尘一体化技术在推过中也发现一些缺陷。脱硫除尘一体化技术对黑烟效果一般，系统缺少水处理措施，造成环境污染。吸收剂同SO2反应形成亚硝酸，造成管路、泵的腐蚀和堵塞。

三、脱硫除尘一体化技术在燃煤机组超低排放改造中的应用

1.工程概况。以江苏某化工企业自备电厂燃煤机组烟气超低排放改造为例，系统配备2台75t∕h、1台65t∕h、2台45t∕h抛媒机链条锅炉，麻石水膜除尘器，石灰石石膏湿法、湿式静电除尘一体化装置。实际按照130t∕h.台设计，年运行8500小时。烟气经过处理由塔顶直接排放。FGD系统主要包括石灰石桨制系统、烟气过滤系统、二氧化硫吸收系统，排空，脱水系统、工艺水系统、空气氧化系统等等。湿式静电除尘使用管式结构导电玻璃钢阳极、钛合金锯齿线阴极。

2.方案设计及施工。江苏某厂的燃煤含硫按0.8%设计。吸收塔入口SO2浓度小于1200mg∕Nm3，脱硫塔处理后出口烟尘SO2浓度小于30 mg∕Nm3。脱硫装置控制系统采用DCS，与数据在线连接。配备脱硫除尘极其配套设施两台。塔顶烟囱经行防腐处理。方案确定后，承包方根据布置施工总平面、开始具体施工，范围包括整套系统的设备、管道、电缆桥架、控制系统、仪表以及系统所必须的辅助设施的工艺系统的设计、设备选型、安装调试、试运行等。待整个系统具备工作条件，工程就可以顺利投产。

3.使用效果。江苏某厂的燃煤机组的降低排放改造工程目前已经运行了接近一年的时间。经过对各种情况之下的数据进行测量以及统计分析得知，在标准情况下，该厂的SO2的排放浓度远低于规定的20 mg∕Nm3，烟尘的浓度也大大低于要求的15mg∕Nm3，与此同时，烟尘的排放也低于国家规定的标准。而且该燃煤机组工作至今，其系统性能得到高度的检验，已经实现国家对于此项问题所要求的高效、稳定、经济、安全的发展要求。同时该厂也受到当地环保部门的大力表扬。

结语

随着环境的恶化，人们对环境保护的意识越来越强烈，我国更是将环境保护作为一项基本国策。脱硫除尘一体化技术的有效应用对以燃煤为主的发电厂实现燃煤机机组超低排放意义重大。脱硫除尘一体化技术对燃煤老机组超低排放改造有很好的使用性，因为这套技术设设备占地少，结构紧促。总体来说，脱硫除尘一体化技术在燃煤机组超低排放改造中的应用效果良好。

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闫欢欢（1987-），女，汉族，河南省洛阳人，专科学历，助理工程师，单位：大唐环境产业集团股份有限公司许昌项目部，单位所在省市：河南省许昌市，研究方向：脱硫运行方面（超低改造，节能减排等）。