1、 刘继勇 (中国石化润滑油公司，北京100085) 摘要：介绍了“负压干法除尘和正压湿法脱 硫”z-艺在20 th燃煤锅炉烟气脱硫除尘中的应 用，及该工艺的设计过程、实际运行中的问题和达 到的效果。 关键词：负压干法除尘；正压湿法脱硫；燃煤 锅炉；烟气治理 1工程背景 2008年2月，北京市环境保护局与北京市质 量技术监督局联合发布了DB1 11392007北京 市锅炉大气污染物排放标准。标准要求，从2008 年7月1日起，烟尘排放浓度30 mgm ，SO 排 放浓度50 mgm ，达不到标准的单位停产、停 运。 中国石化润滑油北京分公司地处北京市海淀 区，有两台20 th燃煤锅炉，为生产润滑
2、油产品提 供热能，生产装置常年连续运行。公司通过对燃煤 锅炉运行现状、污染物排放以及与新排放限值的 差距进行了分析和数据对比，发现原有锅炉采用 的单级湿法脱硫除尘系统已不能满足新的环保排 放要求，必须实施改造。 2设计依据 21锅炉的基础参数(见表1) 表1锅炉的基础参数 项 目 指标 锅炉容量(th ) 锅炉类型 原煤含硫量， 锅炉阻力kPa 烟气量(m h ) 原始s0：浓度(mgm-3 原始烟尘浓度(mgm-3) 排烟温度 锅炉引风机风量(m h ) 锅炉引风机风压瓜Pa 20 燃煤链条蒸汽锅炉 05 650 55 000 650 1 8o02 oo0 160 (3660)X 10 25
3、47 收稿日期：20090731 作者简介：刘继勇，工程师，现任中国石化润滑油 公司安全环保部主任。 生产与环境 22燃料参数 锅炉用煤应符合北京市DB0972004低硫 散煤及制品(见表2)标准。 表2锅炉用煤主要参数 参数 指标 灰分( 挥发分(V 全硫(SL 发热量(Q (n小kg ) 1300 24O0 O50 25O0 23改造技术指标(见表3) 表3改造技术指标 序号 项目 验收排放指标 1 除尘器出口S0 浓度(mgin。) 45 2 除尘器出口烟尘浓度(mg11,1-3) 25 3 净化烟气含湿量， 8 4 其他项目符合DB1 11392007 要求 24工艺改造技术原则 a)
4、工艺应体现在减少结垢、结晶及防止发生 堵塞方面采取的技术措施。 b)应体现在降低风机带水、降低腐蚀延长维 修周期方面采取的技术措施。 c)由于原有锅炉风机都配备变频调速装置、 很长的配电电缆及设备基础，为降低成本，尽可能 不改变锅炉的风机功率。 d)控制水量消耗，保证现场具备较清洁的工 作环境。 e)本项目为旧炉技术改造，用地有限，炯气 净化工艺的确定应尽量避免对现有设备调整过 大 3除尘脱硫工艺设计 31原锅炉脱硫除尘装置问题 原有锅炉采用单级一体化湿法脱硫除尘装 置，塔体内采用单级涡流旋流叶片，脱硫剂用 MgO，除尘脱硫效率比较接近DB1 11392007，但 是，在运行中，塔体内旋流板多
5、次发生堵塞和结晶 结垢的情况，同时锅炉引风机带水和腐蚀严重，导 致锅炉不得不多次停运进行清理。通过分析，脱硫 系统发生堵塞和结晶现象是因为锅炉冲渣水、脱 硫除尘浆液混合循环公用，导致灰渣中大量的钙 2010I10卷第3期 离子解析进入脱硫除尘系统，不断浓缩致使大量 碳酸钙水合物晶体生成使管道、塔体结晶堵塞。 32改造方案分析 考虑到原有除尘脱硫效率已经接近北京市新 标准和投资成本等因素，根据运行状况总结，除尘 和脱硫要进一步提高效率，应增加一套除尘脱硫 设施。可选择的方案有2种：二级湿法除尘脱硫、 一级干式除尘和一级湿法脱硫除尘的组合方式。 经过分析，考虑控制水量消耗的要求及减少 引风机带水、
6、腐蚀的因素，确定采用一级干式除尘 和一级湿法脱硫的除尘工艺，锅炉引风机安置在 两级中间，即相对于一级除尘器为负压运行，相对 于二级除尘器为正压运行，这样，风机位置不动， 可以减少改动，缩短工期和减少投资。原有循环水 池、冲渣池水分开，以减少灰渣中的氧化钙含量， 减少结晶堵塞现象。 对比高效多管旋风除尘和布袋除尘优缺点，由 于现场位置有限，干法除尘选择多管高效除尘器。 湿法脱硫装置内部增加多级喷淋旋流板，增 加脱硫效率和精除尘的能力。采用比较成熟的 MgO作为脱硫剂。 根据上述工艺原则要求，确定采用较成熟的 多级旋流板湿法脱硫和多管旋风离心干法除尘技 术进行组合。 4脱硫除尘工艺流程 41工艺流
7、程(如图1) 锅炉烟气在引风机负压作用下进入多管离心 除尘器进行干法除尘。经除尘后的烟气由引风机 送人脱硫塔进行湿法脱硫，同时伴随着进行湿法 精除尘，烟气经脱水除雾后进人烟道，经烟囱排放 大气中。 42工艺特点 a)本工艺由于风机由过去在麻石湿法脱硫 塔后改在除尘器和脱硫塔之间，在多增加一级除 尘的条件下，负载没有增加，风机工况大大改善。 进入风机的烟气是经过除尘后含尘量非常小的干 气，又不带水雾，避免了粉尘对风机叶片磨损、水 雾腐蚀，以及积灰造成的叶轮旋转失衡，保障了风 机正常运转，延长了使用寿命。 b)采用除尘工艺循环液系统与脱硫工艺循 环液系统分开运行。除尘系统的水力冲用水是锅 刘继勇“
8、负 干法除尘和正压湿法脱硫，工艺在燃煤锅炉烟气治理中的应用 生产与环境 炉冲渣水经过沉淀后的上清液，不进入脱硫系统， 保证脱硫循环浆液中不含锅炉冲渣水中的不利成 分，如钙离子、氟离子、固体颗粒物等。避免了钙离 子增多引起的脱硫循环液管道设备壁面上结晶、 结垢；固体颗粒物的增多会堵塞喷嘴，降低脱硫效 果。两个系统不掺混，确保脱硫系统高效、运行稳 定可靠。 c )除尘后的烟气进文丘里喷淋降温再进入脱 硫塔。塔内设置3层涡流旋液板，4层喷淋充分保 锅 现有清 证脱硫反应。为进一步除尘，设置一层清水喷淋作 为独立循环系统，确保深度除尘。为减少净化后烟 气带水，在塔上部设置一层旋流离心脱水和二层折 板脱
9、水，以确保净化后的烟气含湿量在8以内。 d)多管除尘脱除的烟尘颗粒大约十几微米 至一百多微米的干灰，容易飞扬。改为湿法排灰避 免干法排灰产生的二次污染。 e)脱硫塔内采用混合型大通径喷嘴，允许 10 mm的固体颗粒物通过，不易堵塞。 现有悬浮物分离器 图1 除尘脱硫系统工艺流程示意 5改造运行效果 项目实施后，除尘脱硫效果达到北京市环保 新标准。锅炉烟气达标排放，降低了燃煤锅炉烟气 中的烟尘对大气的污染，周围环境得到明显的改 善。 除尘脱硫组合工艺经20 t，h燃煤锅炉运行检 验，除尘效率达到99左右，其中多管除尘效率 为85，旋流板塔除尘效率接近15；脱硫效率 达到93左右。 表4项目改造后
10、效果 使用上述脱硫除尘工艺，每年可节约SO 排 污费用4万元左右(s0 排污费以02元kg计)。 同时，锅炉引风机故障率显著降低，使用寿命延 长。脱硫系统发生堵塞现象减少，节约部分人工维 修清理成本。 6问题探讨 61脱硫浆液中固体颗粒物降低脱硫效率 本方案的工艺流程特点之一是塔底部沉积固 体颗粒物(亚硫酸镁和烟尘)，需人工定时操作排 出脱硫塔。由于锅炉负荷变化、原煤含硫量不同等 因素影响，塔内浆液含同量也在变化，没有测量仪 器在线跟踪，而是靠人工操作排放，需要长时间地 在不同锅炉工况下，对塔内浆液成分、浓度等数据 进行统计、分析归纳，找出影响脱硫效率的临界值 指导人工操作，否则，很难保持浆液
11、含固体颗粒物 的浓度。 当吸收液捕集到烟气中的粉尘后，液滴浓度 境 牛产与环境 增加，表面张力加大，导致气液问的传质阻力增 加，而烟气在塔内时问较短，这样就影响吸收液吸 收烟气中的SO 的能力l 2】。因此，尽量减少吸收液 中的烟尘浓度是有利的。在实际运行中发现，新配 制的浆液脱硫效率高，经过一段时间后，在浆液 pH值不变的条件下，脱硫效率明显降低了，这正 是由于浆液中烟尘浓度偏高造成的。在实际运行 中，操作人员将塔内浆液通过排污阀多排放一些， 降低浆液中烟尘浓度，脱硫效率又恢复正常，也可 以说明，浆液中烟尘浓度是影响脱硫效率的重要 因素之一。 62脱硫塔采用正压运行方式对除雾装置脱除 烟气中
12、水汽效率的影响 本工艺脱硫塔位于锅炉引风机后，是正压送 风方式，同传统的负压运行方式不同。实际运行中 发现，经过脱硫塔二级除雾器净化后的烟气含湿 量还是很高，影响对烟气的检测取样，并且，脱硫 塔日消耗水量也多次超过24 t的设计值。通过对 比，脱硫塔在负压状态下的烟气流速没有明显的 异常，烟气流速一般在710 ms左右。在两级除 雾器之间又加入脱水构件，效果仍然不明显。除雾 器除雾效果主要与除雾器结构、系统带水负荷、气 流方向、除雾器布置方式等因素有关，但是周内关 于除雾器运行工况的研究一般都是基于负压状态 下研究，除雾器在负压状态和正压状态的主要区 别就是烟气静压差别较大，而动压差别不大。负
13、压 状态下，烟气静压一般在一3 000一1 200 Pa，随 着装置的变化，静压值可能更高；在正压状态下， 烟气静压一般在50100 Pa。因此，正压运行状态 下烟气除雾研究还需要作进一步的探索。 63锅炉引风机介于锅炉与脱硫装置之间负荷 匹配的影响 采用“负压干法除尘+正压湿法脱硫”两段式 除尘脱硫工艺，最突出的优点是对原使用单级脱 硫除尘的锅炉引风机功率可以不变，而且引风机 在烟温较高、无湿气的工况下运行，比在湿法脱硫 除尘后使用故障率少、使用寿命长。但是在采取这 种方式时，一定要注意风机前后负荷匹配的问题， 否则可能导致新建或改造后的锅炉系统不能正常 运行。 64煤质变化对脱硫除尘效率的
14、影响 锅炉用煤质是符合北京市地方标准的优质低 20101o卷第3期 硫煤，客观上降低了脱硫改造的风险，保证了实现 设计达标要求。如果煤种发生大的变化，本工艺方 案是否能保证主要排放指标符合标准还需要实践 验证。 7参考文献 1南京化学工业公司研究院硫酸工业编辑部低浓度烟气脱硫 M上海：上海科技出版社，1981 2郭东明硫氮污染防治工程技术及应用M北京：化学工业出 版社，2001 Application of“Negative Pressure Dry Dedusting and Positive Pressure Wet Desu驰，”Processes in 20 th Boiler Flu
15、e Gas Treatment Liu Jiyong (SINOPEC Lube Company，Beijing，1 00085) Abstract：This paper introduces the application of negative pressure dry dedusting and positive pressure wet desulfur”processes in 20 th boiler flue gas treatmentIt also discusses some problems in design and operation processes and its application effect Key words：negative pressure dry dedusting，positive pressure wet desulfur，coal boiler，flue gas treatment
