半干法脱硫技术的应用
【摘 要】以烟气脱硫过程中的质量平衡方程为基础，循环悬浮式半干法烟气脱硫工艺以其投资低、占用空间小、脱硫效率高、经济性能指标稳定等优势越来越受到重视和采用。本文介绍了
zdlt-sd-35循环悬浮式半干法烟气净化装置的工作原理及应用。
【关键词】半干法；脱硫；应用
1.背景
宁夏银川热电有限公司位于银川市良田工业区，ⅰ期安装2台12mw抽凝式汽轮发电机组，配3台75t/h次高压煤粉炉，于2000年10月建成投产。设计之初脱硫技术不成熟，未考虑烟气脱硫，每台炉配有除尘系统。随着二氧化硫污染日益严重，秉着高度的社会责任感，为适应不断严格的二氧化硫排放标准及企业自身发展的需求，对一期工程进行了增加脱硫设施的改造。
根据公司生产现场条件及生产要求，提出4个选用脱硫工艺的原则：（1）脱硫后排烟中的so2应符合国家排放标准的规定和建设机组环境评价要求；（2）脱硫设施的经济性要好。由于建设脱硫设施的初投资和运行费用，将造成电价的增加；（3）脱硫设施能稳定运行，具体有下列要求：脱硫设施运行不影响机组的正常运行；脱硫设施的脱硫率稳定。脱硫设施的维修工作量小。综合以上原则，银川热电公司决定采用三台75t/h次高压煤粉炉公用一套循环悬浮式半干法烟气脱硫系统。
2.zdlt-sd-35循环悬浮式半干法烟气脱硫系统及原理
循环悬浮式半干法烟气净化系统主要由吸收剂存储输送系统、净化塔及烟道系统、除尘系统、灰循环系统、两级增湿系统和监测控制系统组成。其技术主要是根据循环流化床理论和喷雾干燥原理，使吸收剂在净化塔内悬浮、反复循环，与烟气中的so2等酸性气体充分接触反应转化成亚硫酸钙和硫酸钙。
净化塔内设有两级增湿活化装置，用以控制最佳反应温度，且经过增湿活化后，原来位于反应物产物层内部的ca（oh）2从颗粒内部向表面发生迁移，并形成亚微米级细粒，沉积在颗粒表面或与表层产物层相互夹杂，改变了孔隙结构，提高了颗粒的反应面积。同时由于水的作用，加快了反应速度，整体上提高了吸收剂的利用率和烟气净化效率。
3.银川热电公司脱硫工艺
3.1脱硫剂的选择
银川热电公司采用干态粒度小于200目、纯度大于80%的消石灰粉作为吸收剂，烟气循环悬浮式半干法烟气脱硫工艺由消石灰仓
（90m3）、吸收塔、脱硫灰再循环、除尘器及控制系统等部分组成。ca/s摩尔比是影响循环硫化床锅炉脱硫效率的首要因素。运行中根据煤的含硫量，按比例加入石灰石，比例的不同（即不同ca/s摩尔比），脱硫效率不同，本系统采用设计ca/s摩尔比为1.28。
3.2反应机理
ca（oh）2+ so2 = caso3+h2o
ca（oh）2+ so3 = caso4 + h2o
caso3+1/2o2 = caso4
ca（oh）2 + co2 = caco3+h2o
3.3工艺流程及脱硫效果分析
由锅炉排出的的烟气经面积为54m2的三电室静电预除尘器处理后，从吸收塔（即流化床）底部进入。吸收塔底部为一个文丘里装置，烟气流经文丘里管后速度加快，并在此与很细的消石灰粉末互相混合，颗粒之间、气体与颗粒之间剧烈摩擦，形成三项流态化接触。在喷入均匀水雾降低烟温的条件下，消石灰与烟气中的二氧化硫反应生成caso3和caso4。脱硫后携带大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排出，约有90%的脱硫灰通过再循环布袋除尘器后又返回至吸收塔，继续参加反应，部分脱硫灰经过中间灰仓排至脱硫灰库。净化后的烟气由引风机排入150米高的烟囱排放。
多年来，公司实时对脱硫效果进行在线检测，烟气处理前和处理后的具体监测项目、数据见表1。分析在线检测数据，烟气处理系统完全达到设计要求，排放指标符合《火电厂大气污染物排放标准gb13223-2003》及银川市地方环保要求。
烟气进入脱硫塔脱硫后，二氧化硫排放浓度由1200mg/nm3降低至156 mg/nm3左右，排放量由1528t/a降至189.35t/a；锅炉尾部烟尘浓度约为6279mg/nm3经原有三电室静电除尘器处理后，烟尘浓度约为941.85mg/nm3，再经脱硫系统，由于消石灰的加入使得烟尘的浓度有所增加，但经布袋除尘器除尘后，其烟尘排放浓度为
50mg/nm3左右，烟尘排放量由1199.92t/a减少为60.69t/a；运行
5年多来，已累计削减二氧化硫7000多吨，取得了良好的社会效益。
4.应用中的调整
4.1运行过程中建立良好的烟气循环是维持系统稳定、连续脱硫的保证。入口烟气温度120℃左右，布袋压差-1200pa，塔差压在-500pa以上，布袋出口压差-3000pa以上，系统启动初期，单凭依靠消石灰系统输入到脱硫塔内的消石灰量远远小于需求量，为了保证ca/s摩尔比，提高脱硫效率，可以选择在灰斗内打入10-15吨消石灰。
4.2塔内反应，烟温降至85-90℃反应效果最佳，如遇负荷波动、煤质变化、烟气量变化等情况，首先对增压风机、斜槽回灰调节阀、消石灰系统进行调整，其次是对水系统做充分调节，最后根据脱硫灰的多少，开启外排系统。
4.2.1斜槽回灰调节阀、消石灰系统的调节。调节斜槽回灰调节阀开度，增加脱硫塔内循环灰的流速，同时提高消石灰给料机的转速，由平时的10-15hz调至20-30hz，增大消石灰投入量。
4.2.2水系统调整办法如下：第一，开大下喷嘴的空气调节阀，增加下喷嘴的压力，由一般情况下的0.45mpa左右调节至0.6mpa运行，根据实际烟气量调整下层水路流量；第二，如果此时脱硫塔内烟温任然达不到要求，应对上层水喷嘴的气路、水路系统进行调整。
4.2.3保持布袋差压在2800pa以下，罗茨风机压力控制在14kpa，当灰斗料位计报警时，开启外排灰系统，以确保脱硫塔内有稳定连续的循环灰运行。
5.系统维护
5.1烟气循环悬浮式半干法脱硫工艺中喷水量的控制系统及其控制方法属于半干法烟气脱硫技术领域，喷嘴的雾化效果关系到脱硫效率机系统正常运行，需要高品质喷嘴且要经常性更换，维护费用较高。
5.2系统终极除尘为布袋除尘，除尘效率高，但布袋易老化破裂，最长三年就要更换一次，布袋数量为3000多条，更换费用上百万。在日常运行中，为了延长布袋使用寿命，应掌握好喷水量和烟气量的比例和灰斗内的加热设备稳定运行，防止大量的水气附着在布袋上。
5.3消石灰品质要符合要求，保证其纯度，以减少清理积灰的次数。
6.结束语
循环悬浮式半干法烟气净化技术作为一项高性能多效的大气污染控制技术，已成熟应用于银川热电公司的生产中，其副产品处理方法简单且对环境不会造成严重污染，系统技术完全能达到高效除尘脱硫的效果。