單塔雙循環(huán)脫硫技術(shù)

集團(tuán)科技委員會2014年第一次工作會紀(jì)要指導(dǎo)性意見在現(xiàn)階段脫硫超低排放可選擇的技術(shù)路線中提出：煤粉爐采用石灰石-石膏法濕法脫硫工藝?；?xiàng)目根據(jù)硫份情況，選用常規(guī)單塔、單塔雙循環(huán)（或托盤技術(shù)）、雙塔雙循環(huán)工藝；技改項(xiàng)目根據(jù)硫分和場地情況，選用單塔雙循環(huán)（或托盤技術(shù)）、雙塔雙循環(huán)工藝。下面介紹一下單塔雙循環(huán)脫硫技術(shù)。

1、脫硫工藝

單塔雙循環(huán)濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝系統(tǒng)包括: 煙氣系統(tǒng)、吸收塔、石灰石漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)等。與其他濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝相比較，除吸收塔有明顯區(qū)別外，其他系統(tǒng)基本相同。吸收塔是脫硫裝置的核心系統(tǒng)。

雙循環(huán)吸收塔如上圖所示，煙氣進(jìn)入吸收塔，首先與下循環(huán)噴淋管噴出的漿液逆向接觸，經(jīng)冷卻、洗滌、脫除部分SO2后，通過碗狀集液斗的導(dǎo)流葉片進(jìn)入上吸收區(qū)，煙氣在這里與上循環(huán)噴淋的漿液進(jìn)一步作用，SO2幾乎被完全除去。脫硫后的清潔煙氣經(jīng)除霧器除去霧滴后，由吸收塔上側(cè)引出，排入煙囪。煙氣中SO2的脫除分兩級完成，集液斗( 收集碗) 將脫硫區(qū)分隔為上、下循環(huán)回路。下循環(huán)回路由漿液池、下循環(huán)泵、噴淋管等組成; 上循環(huán)回路由集液斗、吸收區(qū)加料槽(簡稱AFT)、上循環(huán)泵、噴淋管等組成，上段吸收循環(huán)漿液在集液斗中由盤底管道排出到塔外循環(huán)箱中，煙氣從盤周邊均勻通過和漿液進(jìn)行接觸和反應(yīng)，集液斗要求強(qiáng)度高耐腐蝕強(qiáng)并具有較小的阻力降，其選材和結(jié)構(gòu)形式要合理并要安全可靠。

集液斗結(jié)構(gòu)如下圖所示。由于設(shè)計(jì)了導(dǎo)流板，使得塔內(nèi)氣體經(jīng)集液斗整流后，氣流分布均勻，氣液接觸良好，減少了單循環(huán)中常遇到的死角，提高了塔內(nèi)的空間利用率。

2、運(yùn)行參數(shù)調(diào)整

（1）pH值

高pH 值有利于SO2的吸收，但pH值過高，石灰石的溶解、SO32－和HSO3－的氧化受到嚴(yán)重抑制，石膏中出現(xiàn)大量難以脫水的CaSO3·1/2H2O，石灰石的利用率下降，運(yùn)行成本提高，石膏綜合利用難以實(shí)現(xiàn)，并且易發(fā)生結(jié)垢，堵塞現(xiàn)象。因此，合適的pH值是脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。調(diào)試結(jié)果表明，下循環(huán)回路漿液pH值宜控制在4.5～5.0之間，在滿足脫硫要求的條件下，以下限控制。pH值主要通過調(diào)節(jié)AFT旋流站底流漿液流量來實(shí)現(xiàn)，必要時也可調(diào)節(jié)進(jìn)入吸收塔的石灰石漿液流量。上循環(huán)回路漿液pH值宜控制在5.5～6.0之間，通過調(diào)節(jié)進(jìn)入AFT的石灰石漿液流量來實(shí)現(xiàn)。漿液pH 值主要受石灰石供漿量、煙氣量及煙氣中SO2濃度的影響。當(dāng)煙氣量增加或FGD進(jìn)口煙氣SO2濃度增加時，漿液pH值下降造成脫硫率下降，應(yīng)及時升高pH值；當(dāng)煙氣量下降或FGD進(jìn)口煙氣中SO2濃度下降時，漿液pH值上升系統(tǒng)脫硫率升高，應(yīng)及時調(diào)低pH 值維持經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

（2）漿液密度

漿液密度過低不利于石膏晶體生成。過高容易造成管道的堵塞，加大泵、攪拌器和管道的磨損; 循環(huán)泵的運(yùn)行電流升高，增大單位時間內(nèi)漿液循環(huán)泵的電耗; 容易造成石灰石堵塞和石膏脫水困難等。因此，必須維持合適的漿液密度。

調(diào)試結(jié)果表明，下循環(huán)回路密度宜為1070～1095kg /m3，含固量約為10%～15%。漿液密度主要通過石膏脫水系統(tǒng)的啟動或停運(yùn)來調(diào)整。當(dāng)吸收塔漿液密度達(dá)到1095kg /m3，石膏排出泵將石膏漿液排入石膏旋流器進(jìn)行一級脫水，溢流漿液回至吸收塔( 或排至廢水處理系統(tǒng)) ，吸收塔漿液密度逐漸下降; 待吸收塔漿液密度降至1070kg/m3 時，停止排出石膏漿液。

上循環(huán)回路(AFT) 漿液密度宜為1030～1080kg/m3，含固量約9%～13%。漿液密度主要通過AFT旋流器的啟動或停運(yùn)來調(diào)整。當(dāng)AFT漿液密度達(dá)到1050kg/m3時，啟動AFT漿液旋流泵，向旋流站供漿，經(jīng)旋流站分選，底部粗顆粒漿液( 底流) 自流到吸收塔漿液池，上部稀漿液自流到AFT。待AFT漿液密度降至1030kg/m3時，停運(yùn)AFT 漿液旋流泵。

（3）液氣比

液氣比通常通過循環(huán)泵的投用數(shù)量來調(diào)整。在任何負(fù)荷下應(yīng)保證吸收塔、AFT至少一臺循環(huán)泵投入運(yùn)行。若增加石灰石漿液供漿量，調(diào)整上、下循環(huán)漿液的pH值至控制值的高限，仍無法保證出口SO2排放濃度達(dá)標(biāo)時，應(yīng)增加循環(huán)泵運(yùn)行臺數(shù)；若遇到出口SO2排放濃度持續(xù)降低，要考慮切換循環(huán)泵的運(yùn)行，并適當(dāng)調(diào)低運(yùn)行的pH值。

3、技術(shù)特點(diǎn)

（1）雙回路開放式噴淋塔：特別適用于高含硫量項(xiàng)目或者對脫硫效率要求特別高的項(xiàng)目；

（2）雙循環(huán)工藝可以滿足不同工藝階段對不同漿液性質(zhì)的要求，分步控制工藝反應(yīng)過程，使反應(yīng)過程更加優(yōu)化，因此獲得更高的脫硫效率；

（3）高pH值的二級循環(huán)在較低的液氣比和電耗條件下，可以保證很高的脫硫效率（98%以上）；低pH值的一級循環(huán)可以保證吸收劑的完全溶解以及得到很高的石膏品質(zhì)，并大大提高氧化效率，降低氧化風(fēng)機(jī)電耗；

（4）兩級工藝延長了石灰石的停留時間，可以實(shí)現(xiàn)使用品質(zhì)較差的石灰石并且可以有效地提高石灰石的利用率；

（5）雙循環(huán)過程可以避免傳統(tǒng)工藝參數(shù)之間的相互制約，使反應(yīng)過程更加優(yōu)化，更能快速適應(yīng)煤種和荷變化。