关于石膏法锅炉脱硫增容提效改造技术探讨

杨玉涛

济南山源环保科技有限公司 山东济南 250101

1 电石渣—石膏法脱硫简介

电石渣烟气脱硫是利用电石浆作为脱硫剂。电石浆是强碱性的，具有吸收SO2的特性。锅炉烟气除尘后进入脱硫装置（氧化塔、吸收塔）；烟气在脱硫装置中向上流动，并与向下流动的脱硫浆逆流洗涤；烟气中的碱性脱硫剂与脱硫液充分接触，可从烟气中脱除SO2；同时，将反应的副产品通过强制氧化工艺氧化成石膏（CaSO4·2H2O）。循环脱硫浆通过浆体循环泵向上输送至脱硫装置的喷淋层，使其与液体充分接触。

电石渣脱硫剂可以替代石灰石粉，直接用于现有石灰石-石膏烟气脱硫装置。市场前景广阔。

电石渣是一家PVC厂生产废料，化学名称为CaC2，电石放入乙炔发生器中，加水进行化学反应，产生乙炔气体和氢氧化钙。乙炔气体用于生产聚氯乙烯，电石渣等杂质成为对环境有害的废弃物。反应公式如下：CaC2+2H2O=Ca（OH）2+C2H2↑电石渣主要由Ca（OH）2，和Ca（OH）2的百分比在电石渣比商用生石灰。熟石灰中Ca（OH）2的百分比。因此，锅炉脱硫原理与石灰石-石膏法相同。

2 石膏法锅炉脱硫增容提效改造技术案例探讨

2.1 案例概况

某公司东方锅炉厂生产的220t/h煤粉炉，配有电石渣石膏锅炉脱硫装置和湿式静电除尘器。锅炉脱硫装置为1炉1塔。4号吸收塔直径5800mm，高度30000mm。4个循环泵。锅炉脱硫系统采用柱内氧化工艺，独立氧化风机。吸收塔进口SO2浓度小于4000mg/Nm3（干燥标准，6%O2），脱硫效率大于95%。脱硫装置现有SO2排放浓度低于200mg/Nm3（干燥标准，6%O2），不能满足“超低排放”标准。塔内氧化工艺不好，石膏质量差，不能作为产品取出。

2016年8月，某有限公司4号锅炉脱硫机组用于扩能增效工程（土建设备基础除外）。工期：土建工程具备施工条件后，60天内完成改造。改造要求：充分利用原有脱硫设备，提高脱硫副产物质量，工期短，投资成本低。改造后吸收塔进口SO2浓度小于5000mg/Nm3（干燥标准，6%O2），脱硫效率大于99．3%，脱硫装置运行符合35mg/Nm3（干燥标准，6%O2）的超低排放标准。

2.2 锅炉脱硫装置主要改造内容

电石渣-石膏脱硫装置分为烟气系统、二氧化硫吸收系统、脱硫剂储运系统、石膏脱水系统、事故维护与疏散系统、工艺水系统和电气仪表控制系统。其中脱硫剂储运系统、石膏脱水系统、事故维修排空系统、工艺水系统大多保持在原有状态，仅对系统管道进行了改造和维修。主要改造为烟气系统、二氧化硫吸收系统和电气仪表控制系统如下：

（1）烟道系统改造。从4号炉引风机出口伸缩缝接口到现有4号湿式静电除尘器进口，该工艺所需的烟道改造和新烟道（含保温防腐）属于福建新泽环保施工范围。

（2）SO2吸收系统改造。从4号炉引风机出口到现有4号湿式静电除尘器进口，在烟道之间施工全部主辅机设备（包括氧化塔）。

（3）电气仪控系统改造。电气系统仅提供电源触点，其余均由福建新泽环保有限公司负责。仪表控制系统方面，改造后的DCS卡安装在原3号脱硫氧化塔DCS柜内。本次包括1台主机和1套软件，并进行了配置修改；无控制柜、主处理器等，主控制单元等。

（4）具体的改造内容详见图1。

改造后的烟气系统流程如下：锅炉原烟气进入氧化塔，反接触浆液，除去烟气中的部分SO2。一次脱硫后，烟气通过烟气管道进入原吸收塔，再与浆液进行逆流接触去除。烟道气中的SO2部分经除雾器脱水后，经净烟道进入湿式静电除尘器进行除尘除雾，最终通过原烟囱排出。新的氧化塔系统流程如下：安排一个塔釜底部的氧化塔，脱硫后脱硫液体落入塔釜，和脱硫浆被运送到由氧化塔塔顶循环液体泵。新型氧化风机将空气吹入氧化塔，将亚硫酸钙氧化成石膏。泥浆在原始的吸收塔被发送到氧化塔通过泥浆排出泵，所以原脱硫浆受到氧化阶段氧化吸收塔，从而延长氧化时间，提高脱硫效率和脱硫石膏的质量。

2.3 新建氧化塔的原因

二氧化硫吸收系统是整个烟气脱硫装置的核心，是提高脱硫能力和效率的核心。措施包括：（1）提高液气比（增加喷淋层数，增加喷淋密度），提升塔内部件（流动装置、烟气脱硫装置）；（2）单塔双循环；（3）浆池外新建塔；（4）串塔模式；（5）吸收塔改造。本项目吸收塔SO2浓度由4000mg/m3（干燥标准，6%O2）增加到5000mg/m3（干燥标准，6%O2），出口SO2浓度为200mg/m3（干燥标准，6%O2）。降低到35mg/m3（干燥标准，6%O2），脱硫效率需要大幅度提高，SO2氧化增加，原有系统氧化能力严重不足，故选择添加氧化塔塔。新型氧化塔的出口烟道作为原有吸收塔的进口烟道，实现了两塔串联处理烟气。新的氧化塔将SO2等污染物部分去除，再将原有的吸收塔去除，去除剩余的污染物，通过二级脱硫达到排放要求。新建氧化塔可以独立搭建，主机连接到原系统后需要关机，大大减少了主机停机时间。

2.4 脱硫改造效果

经调试，系统运行正常稳定，某有限公司4号锅炉脱硫能力提升项目取得了良好的脱硫效果。改造后，脱硫效率由95．0%提高到99．3%，锅炉脱硫效率超过SO2247kg/h。锅炉脱硫每小时消耗0．34t电石渣（脱硫总量增加），每年运行8000h可减少1年。电石渣2720吨，减少了垃圾对环境的污染。改造后锅炉脱硫装置每小时生产石膏3．45t（含水量10%），改造后脱硫副产物石膏硫酸钙含量低，游离水10%，可作为产品销售，节约脱硫产品，污水处理费用。