王彧书

（天津城开置业有限公司天津300133）

锅炉脱硫沉积对节能环保的影响

王彧书

（天津城开置业有限公司天津300133）

燃煤锅炉在燃烧时释放的有害气体及粉尘颗粒等有害物质，对大气环境造成了严重的污染情况，因此燃煤锅炉脱硫技术对环保工作具有很大的影响。本文结合氧化镁脱硫实践，提出通过构建锅炉脱硫塔液立体循环，防止塔内沉积和喷淋系统堵塞的改造思路。指出保证脱硫塔液循环状态，是新建或改造的湿法脱硫系统必须注意的问题及对环保工作的深远影响。

锅炉脱硫；循环；沉积；节能

1 概述

近期，国家已将环保提升到政治高度。从目前脱硫技术水平看，达到100mg/m3以下的排放标准，是比较容易实现的。难点在于保证脱硫系统连续稳定达标运行。根据运行经验和工艺分析，目前制约脱硫长周期运行的主要因素是喷淋堵塞和塔底沉积。塔底沉积造成浆液重度增加和盐分浓度增大，加速喷淋堵塞的发生。而塔底沉积是由于塔内浆液循环状态不佳造成的，本文以某厂氧化镁湿法脱硫为例，力图分析塔内浆液循环不佳的原因，并找出解决方法。

1.1 塔内循环工艺

该厂脱硫工艺见图1：

1.2 主要缺点解析

缺点1：如果燃煤锅炉脱硫塔的除尘效果不是十分理想，烟气如果不采用布袋除尘而是直接进入脱硫系统，这些都会使涌进燃煤锅炉脱硫塔内的烟尘颗粒含量增大，也会发生烟气中含有油滴的情况。

缺点1解析：在燃煤锅炉的脱硫过程中，烟尘颗粒的增大会减小碱性物质表面积，油滴也会使氧化镁的活性程度便会相应减弱，与此同时氧化镁粉的消耗量会急剧增加；喷淋系统堵塞情况的发生大多是由于恶劣条件下生成的脱硫塔内浆液排出不畅，这样燃煤锅炉的脱硫效率会受到直接影响而大幅下降，脱硫效果的减弱使锅炉的维修、维护费用相应增加，如果发生停炉，停炉的损失不可估量。燃煤锅炉脱硫塔内液的恶化，需要通过建立更为迅捷的循环，进入相应的尾部处理工艺进行改善。

缺点2：燃煤锅炉脱硫塔内浆液的酸碱数值的测量是一项很难实现的工作程序。如果将测量装置设置在脱硫塔内，塔内沉积发生后，所测数值与实际工况差别较大。如设在排浆管处，代表的是排浆液的参数，于塔内加浆不同步，不能作为准确的操作指导信号。在日常操作中，当脱硫塔的内液还有一定程度的脱硫价值的时候便开始进行外排操作，同时投放新鲜的脱硫剂，这样可以极大的保证脱硫塔的脱硫效果，但却造成了氧化镁粉等脱硫剂及水电等资源的浪费。

缺点2解析：燃煤锅炉脱硫塔内液的酸碱值是指导脱硫运行的重要参数，其准确性直接影响到脱硫塔的脱硫效率还有脱硫剂的消耗量。因此燃煤锅炉脱硫塔的内液必须加大循环力度，使塔内液体均匀从而使其状态参数在脱硫塔的任何位置都保持一致，这样才可以使测量准确无误。

缺点3：这一整套脱硫系统尚未十分完善，当发生轻微操作不当或者操作延时，脆弱的系统都有可能引起多米诺效应，造成脱硫系统能力减弱直至瘫痪。

缺点3解析：通过加强塔内液在塔内、外的循环，可建立起纠偏能力较强的动态平衡。

现象4：塔内设计曝气装置，塔壁切线布置3台搅拌器，初衷是为加大塔内循环强度，而塔内沉积依然严重。

分析4：该厂脱硫为三炉一塔，塔径超过8米，搅拌器穿透力不足，曝气管路增加旋流阻力，难以形成旋流。塔内液主循环是由循环泵实现的，即塔内液被循环泵进口吸入，加压后自喷淋系统喷出反应后，再进入塔底液位区。如果塔径过大，且无旋流，循环泵远离侧的浆液循环情况较差，很容易发生沉淀，

2 改善塔内液循环状态措施

2.1 构建塔内液三维立体循环

2.1.1 三维立体循环

三维立体循环状态如图2，搅拌装置造成旋流，循环泵抽出塔内浆液，送至喷淋系统喷洒后，再回归塔底。

2.1.2 建立塔内三维立体循环的保证措施

即设立更为强劲的水力搅拌装置。其原理是自塔内取浆液，经高压泵加压后，通过切向布置的喷出管喷出。喷出的浆液流带动塔内浆液形成旋流。旋流使塔内浆液物理和化学状态均匀。

2.1.3 效果分析

2.1.3 .1燃煤锅炉脱硫塔内液的掺混性增强，尚未反应的氧化镁颗粒可以迅速参与水化与中和反应，使脱硫剂的一次利用率显著提高；

2.1.3 .2燃煤锅炉脱硫塔内液均匀统一，这样可使酸碱度、重度等参数的测量更加趋于准确，为接下来的脱硫运行工作调整提供更加准确的数据依据；

2.1.3 .3塔内沉淀与结晶的发生塔内沉淀与结晶很少发生。燃煤锅炉脱硫塔内液的三维立体运动剧烈避免了沉淀与结晶的发生。

2.2 强化塔外排浆循环

该厂已进行了塔外排浆改造，通过一系列的改造实现了部分塔外循环（工艺如图3），一定程度上改善了脱硫塔内液状态。但在塔内循环没有彻底改善的情况下，由于塔外循环的不连续性，并不能完全发挥效能。因此塔内立体循环的形成是关键。在此基础上，在塔内PH计的指引下，适当加大塔外循环频次，适当外排浓水，可大大降低硫酸镁胶体和结晶的产生，切实增加喷淋系统的使用周期，增强脱硫系统的连续稳定运行能力。

图2 氧化镁脱硫塔内立体循环模型

图3 氧化镁脱硫部分塔外循环工艺图

3 效果分析

燃煤锅炉脱硫塔进行改造后，从本质上仍为塔内循环。一方面原有工艺中塔液状况得以适时控制，另一方面不必对脱硫塔本身进行重建，就可治理沉淀与堵塞，最大程度实现塔内循环、塔外沉淀分离及回用。

3.1 脱硫剂消耗比较

在一定脱硫效率下氧化镁粉使用量单耗的理论值，可按公式（1）计算，即：

氧化镁单耗量＝0.01×实煤单耗（1）[1]

以该厂为例，在进行燃煤锅炉脱硫改造后当年的实煤单耗为136公斤/蒸吨，脱硫剂单耗量为1.39公斤/蒸吨，该同期单耗为1.59公斤/蒸吨。可见脱硫剂节约的空间巨大，在16%左右。燃煤锅炉脱硫塔内液循环状况改善后，从源头上控制了脱硫剂的浪费，通过估计改造后可较原来节约6%以上的脱硫剂。由此可推算出全年节约脱硫剂为192吨，以1100元/吨计算，年可节约物料成本20万元左右。

3.2 水耗比较

燃煤锅炉脱硫塔进行改造后水单耗直线下降，分析起来主要有以下三个节水途径。

（1）脱硫剂利用率显著提高，制浆用水量降低，年可节约用水4000吨左右。

（2）燃煤锅炉脱硫塔内液位始终立体涌动，保持灵活，这样一来溢流水量显著降低，溢流主要由于反冲洗瞬间水量骤增，年可节约用水3000余吨。

（3）燃煤锅炉脱硫塔改造完成后每年可节约用水70000元左右。

综上所述，本项目节水总量约为13000吨/年，每年节约用水成本约7万元。

3.3 电耗比较

改造后循环泵耗电量将显著降低。循环泵扬程降低，相应电耗降低，节电率可在6%以上，每年节约用电150000千瓦时。按0.45元/千瓦时的电价计算，每年节约用电成本约为67500元。

结语

在环境污染严重的情况下需要多种措施来保护环境，烟气脱硫技术便是不可或缺的一种，不仅节省了设备成本，降低投资成本，同时也增加了企业的经济发展空间。因此，烟气脱硫技术在环境治理过程中及其积极的意义。而使用氧化镁做为脱硫剂具有积极明显的优势。首先，设备不会堵塞，脱硫系统能够安全有效运行。其次，设备不会发生腐蚀。再次，社会效益经济效益高，综合利用价值很高。此外这种操作方法不存在二次污染问题的发生。

[1]王峰，CFB炉外脱硫新尝试[J]，资源节约与环保.杂志2007年第2期