超低排放脫硫除塵一體化技術及其問題

高飛

摘 要：本文介紹了超低排放脫硫除塵一體化設計技術，及其在電廠上的應用，并提供一些運行數據，為設計新超低排放脫硫除塵一體化FGD提供設計思路。

關鍵詞：超低排放；脫硫除塵一體化；煙氣脫硫

中圖分類號： T-19 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）31-178-2

0 引言

2014年9月14日，由國家三部委發布的2016-2020年國家減排計劃，要求東部等地區火力發電廠污染物粉塵、SO2和NOX排放分別達到10、35和50mg/Nm3的排放標準。近半年來，各大電力公司紛紛響應國家的減排計劃，在新建和老機組改造上采用新技術和新方法使粉塵和SO2排放濃度達到10和35mg/Nm3的要求，特別是粉塵的排放，一些地區提出了更高的要求，甚至要求達到5mg/Nm3、2.5mg/Nm3的要求。

本文是基于近半年本人參加新建和老機組脫硫除塵一體化改造，對脫硫除塵一體化的技術路線和存在的問題進行論述。

1 超低排放脫硫技術

1.1 老機組的超低脫硫排放改造

為了實現超低排放的目標，必須提高脫硫效率，由原來的效率一般低于99%提高到超過99%以上的效率，有的機組甚至達到99.5%左右。

提高脫硫效率的基本措施是提高液氣比L/G和增加煙氣與石灰石漿液的接觸，使煙氣與石灰石漿液充分接觸而發生反應。目前主要采用在老塔加裝噴淋層、老塔加噴淋層+塔外漿池、串塔、單塔雙循環和雙塔雙循環等技術來解決脫硫效率提高而引起的增加液氣比和需要加大漿液反應池容積等措施，除了上述技術方法外，在吸收塔內加裝托盤、湍流裝置或截流環等，進一步增加煙氣與石灰石漿液的接觸，有效地增加脫硫反應的效果，在脫除SO2的同時，也有效脫除煙氣中的粉塵。對老塔的改造，加裝的噴淋層一般布置在老塔噴淋層的上面，增加漿液在吸收塔內的停留時間，從而增加石灰石漿液與煙氣反應的時間，有利于SO2的脫除。表1是大唐集團太原第二發電廠七期13號機組采用單塔內加裝管式湍流裝置及噴淋層的改造方案，于2014年11月投入運行，運行效果良好。

1.2 新機組的超低脫硫排放技術

對新設計的脫硫裝置，可以全面考慮各方面的因素，在保證脫硫效率的同時，特別要考慮在吸收塔內粉塵的去除，要求吸收塔內選擇合適的煙氣速度，增加進口煙道至最下部噴淋層的距離，在吸收塔噴淋層下部加裝托盤或湍流裝置，使石灰石漿液與煙氣充分接觸和反應，加大噴淋層之間的距離，加大最上層噴淋層至除霧器最下端的距離，加大除霧器上端至出口煙道的距離，使吸收塔內流場更均勻，同時采用高效除霧器等，這些措施都有利于增加煙氣在吸收塔內與石灰石漿液的接觸時間，在提高脫除SO2效率的同時，更有利于脫除煙氣中的粉塵。

1.3 高硫煤超低脫硫排放技術

對吸收塔入口SO2濃度達到6000mg/Nm3以上的機組，如FGD出口要求控制在35mg/Nm3以下時，需要的液氣比L/G數值很大，當噴淋層數超過6層以上時，可考慮采用2級塔方案，即串塔方案，或單塔雙循環的方案，經過2級吸收塔的脫除，SO2和粉塵的脫除效果良好。

2 脫硫吸收塔內粉塵的脫除

2.1 漿液的洗滌

脫硫吸收塔內脫除粉塵的機理主要是靠再循環漿液對煙氣的洗滌，然后在除霧器的作用下進一步脫除煙氣中的霧滴及顆粒物。

為了有效脫除吸收塔內的粉塵，吸收塔的設計采取合適措施，加大煙氣與再循環漿液的接觸，延長煙氣在吸收塔吸收區的停留時間，并選擇高效除霧器等方法。

脫硫吸收塔在脫除SO2的同時，也脫除一部分煙氣中的粉塵，當采用電除塵器時，粉塵的粒徑分布較大，大粒徑的粉塵在吸收塔內易于被吸收塔內再循環漿液洗滌掉，吸收塔內除塵效率較高。采用布袋除塵器經過除塵的煙氣，煙氣中的粉塵粒徑較小，易于被煙氣攜帶，在吸收塔內粉塵的脫除效率較低，一般吸收塔內的粉塵脫除效率都在50%以上。

從2014年下半年開始，國內各環保公司在老機組脫硫裝置改造和新建機組脫硫裝置上聯合考慮脫硫除塵一體化方案，大唐環境公司在大唐國際張家口發電廠8號機組脫硫裝置上采用加裝2層噴淋層和塔外漿池的改造方案，除霧器采用國內某公司的管式旋流除霧器，運行數據見表2。從表中數據可以看出，脫硫效率達到99.5%以上，在吸收塔入口粉塵低于15mg/Nm3的情況下，脫硫吸收塔出口的粉塵排放值低于5mg/Nm3。

2.2 高效除霧器

早期的脫硫裝置上加裝的除霧器，主要作用是脫除煙氣中的霧滴，要求除霧器在FGD出口煙氣中霧滴濃度達到75mg/Nm3，由于霧滴中含有水分及石膏等固體顆粒物，一些脫硫裝置投入運行后出現石膏雨現象，為了進一步降低霧滴攜帶的石膏造成的石膏雨，國內外一些公司開發出高效除霧器，使FGD出口煙氣中霧滴濃度降低到40mg/Nm3以下，為了達到粉塵排放濃度10mg/Nm3的目標，考慮到霧滴中含有的石膏等固體物也是粉塵的一部分，目前要求除霧器廠家提供除霧效果更好的除霧器，基于對FGD出口粉塵濃度要求達到10或5mg/Nm3，考慮到霧滴中含有10-20%的粉塵，FGD出口煙氣中霧滴濃度必須降低到20mg/Nm3或更低。

通過與國內外除霧器廠家交流，目前能保證FGD出口煙氣中霧滴濃度降低到20mg/Nm3以下的廠家很少，國內某環保公司開發出一種管式旋流除霧器，在一些電廠得到應用，但從張家口8號機組上應用來看，除塵效率也不是很理想，且擔心低負荷運行時由于煙氣速度降低而引起旋流動能的降低會影響除塵效果。

3 脫硫除塵一體化技術問題

從目前投運的超低排放脫硫裝置來看，脫硫裝置SO2達到35mg/Nm3的排放要求沒有技術問題，難點就在粉塵，脫硫除塵一體化只是利用吸收塔內漿液的洗滌或旋流作用去除一部分粉塵，并不能包治百病，細小的粉塵很難在吸收塔內脫除掉，再加之出口煙氣中的霧滴含有一定量的固體顆粒物，這些因素都造成只通過吸收塔的作用很難將經過FGD后煙氣中的粉塵濃度降到很低，根據最近投運的一些機組運行數據，在吸收塔入口粉塵濃度超過20mg/Nm3的情況下，很難達到5mg/Nm3以下的要求，有些電廠提出要求FGD入口煙氣粉塵30mg/Nm3，而出口要求達到5mg/Nm3以下的想法是不切合實際的。

4 總結

本文介紹了目前超低排放脫硫除塵一體化技術，對老機組改造和新建機組提出了設計技術及建議，從目前來看，達到超低SO2排放指標的技術有很多方法都可以實現，技術上沒有任何問題；對于粉塵，由于細小的粉塵很難在吸收塔內去除，再加之出口煙氣中的霧滴含有一定量的固體顆粒物，這些因素都造成經過FGD后煙氣中的粉塵濃度很難達到很低的指標，電廠在選用脫硫除塵一體化技術時必須提高除塵器的效率，降低脫硫裝置入口粉塵的濃度，以利于通過吸收塔達到所要求的粉塵排放濃度。

參 考 文 獻

[1] 郭俊.火電廠脫硝技術與應用以及脫硫脫硝一體化發展趨勢[J].建筑知識.

[2] 姚勝威.脫硫超低排放技術在電廠中的應用探討[J].機電信息，2016，15.