北京市锅炉烟气脱硫设备的现状评价

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1、北京市锅炉烟气脱硫设备的现状评价北京市锅炉烟气脱硫设备的现状评价文章来源：网络 发布时间：2006-5-16 16:37:10 阅读：156内容提要：内容提要：北京市区二氧化硫污染严重，己被国家划定为二氧化硫控制区。烟气脱硫是控制二氧化硫排放主要措施之一。烟气脱硫在机理上是成熟的，但在京生产、销售的脱硫设备是否过关、大面积推广脱硫设备的时机是否成熟是极待搞清楚的问题。为此，开展了对我市脱硫设备生产和运行现状的调查。通过调查发现，目前无论从设备本身，还是从应用上说，现有烟气脱硫设备脱硫水平都比较低，腐蚀、结垢、堵塞、烟气带水等问题还没有得到很好的解决，在实际运行时的脱硫效率很低，无法满足我市污染

2、物浓度和总量控制目标的要求，烟气脱硫技术及设备还需在实践中不断完善。 一、问题的提出一、问题的提出 二氧化硫是北京地区最典型的大气污染物之一，市区内燃煤是造成我市 SO2 污染的主要原因。煤炭在我市能源结构中占 7%左右，年耗煤量现己达 2800 万吨。由于采暖期用煤量为非采暖期的 2.5 倍，加上冬春不利扩散的气象条件，使得采暖期空气中的 SO2 浓度远远高于非采暖期，呈现出典型的煤烟型污染特征。1996 年 SO2 年均浓度达到 100g/m3 超过国家标准的 67，而在采暖期 SO2 污染则更为严重。因此，北京市控制 SO2 排放总量的任务繁重、形势紧迫。 烟气脱硫是控制二氧化硫排放主要

3、措施之一。烟气脱硫在机理上是成熟的，但不少用户对脱硫设备在腐蚀、结垢、磨损、堵塞等方面的问题反映较大。因此，在京生产、销售的脱硫设备是否过关，大面积推广脱硫设备的时机是否成熟是极待搞清楚的问题。为正确决策，开展了对我市脱硫设备生产和运行的现状评价。 本次评价的范围是我市销售脱硫设备的 12 家生产厂及他们在北京地区的用户。我们组织了十八个区县环保局及有关人员对脱硫设备制造厂产品质量进行调查；收集市、区监测部门监测的脱硫效率数据；按新的测试方法对 12 家生产厂的脱硫设备的脱硫效率进行监测（在脱硫剂投加的全周期内，按洗涤液 PH 值为 12-13、10-11、7-8、5-6 四种条件下进行采样，

4、得出平均脱硫效率）；向用户发放 75 份脱硫设备运行情况调查表；在不事先通知的情况下，对 5 个单位的 6 台脱硫设备进行监督性抽测。 二、基本情况二、基本情况 1 1、脱硫设备的种类及主要性能、脱硫设备的种类及主要性能 据调查统计，北京市所使用及生产的脱硫设备可分为五类。 （1）湿式碱液喷淋； （2）碱液自激式； （3）碱液旋流式； （4）利用飞灰脱硫（酸法脱硫）； （5）半干半湿法。 喷淋的机理是脱硫液自脱硫塔上部下淋，气体作逆向或顺向流动；自激是利用气体的冲击将浆液分散成雾状进行传质；旋流是利用气体的旋转作用将液体雾化；飞灰脱硫是指不加石灰直接利用飞灰作脱硫剂；半干半湿法指的是脱硫产物呈

5、干态的技术。 2 2、脱硫设备的应用情况、脱硫设备的应用情况 北京市的第一台脱硫设备是怀柔环保设备厂在 1988 年生产的。从本次调查收回的 75 份锅炉烟气脱硫设备运行情况调查表的统计结果来看，93以上的脱硫设备是在 1995 年以后安装的，70以上的脱硫设备只经过了一个采暖期的试运行（见表 1）；从设备分布情况看，除延庆县没有推广使用外，其它各区县均有脱硫除尘设备运行或正在安装，尤其是朝阳区，海淀区，推广设备台数较多。这些脱硫除尘设备多在中小锅炉上使用，采用的脱硫剂大多数为石灰，少数为废碱液。 此外，北京第一热电厂正在安装两台 410 吨烟气脱硫设备（FGD），其余电厂的锅炉设备没有脱硫。

6、 表 1 已经运行的脱硫设备的基本情况 总台数 安装时间（年） 正常运行 不能正常运行 1993 1994 1995 1996 台数 百分比 台数 百分比 75 2 4 11 58 41 55% 34 45% 3 3、脱硫设备存在的问题、脱硫设备存在的问题 通过本次调查，基本掌握了目前北京地区脱硫设备的运行情况。在己投入使用的 75 台脱硫设备中，能正常运行的有 41 台，占 55；不能正常运行的 34 台，占 45。不能正常运行的原因有腐蚀、烟气带水、堵塞、结垢、阻力大等等。这些不能正常运行的脱硫设备中，有 7 台已经无法使用，现己拆除，见表 2。 表 2 各型号不能正常运行台数及原因 序号

7、 型号 正常运行台数 不能正常运行台数 不能正常运行的原因 备注 1 XSC 型半干半湿脱硫除尘器 8 10 输送碱水管易堵出灰口密封不严，漏风引风机叶轮腐蚀严重 已经拆除 4 台 2 XTS 复合式脱硫除尘器 6 7 设备腐蚀 水泵易坏 沉淀池清理困难 密封不严 阻力大、耗电大 3 SCL 自激脱硫除尘器 5 6 烟气带水，腐蚀烟囱出灰机爱出故障 4 TS/B 组合式单体脱硫装置 5 1 烟气阻力过大烟气带水严重 已经拆除 1 台 5 BL-ZH 筛网脱硫除尘器 3 / / 6 STCX 喷淋式脱硫除尘器； 2 / / 试运行 7 BYZ 玻璃钢脱硫除尘器 3 4 放水管堵塞 表面涂层起泡腐

8、蚀，出渣机链条断裂 已经拆除 1 台 8 其它 9 6 设备腐蚀 引风机腐蚀严重水泵易坏 磨损 阻力大 已经拆除 1 台 合计 41 34 已经拆除 7 台 注：上表是根据锅炉烟气脱硫设备运行情况调查表汇总得出的（1）腐蚀、磨损较严重，影响设备使用寿命 腐蚀和磨损是造成脱硫除尘器不能正常运行的主要原因，而腐蚀和磨损问题的主要原因是材料选用不合理、防腐层制作粗糙、烟气带水严重。 腐蚀常常发生在脱硫器烟气入口处干湿交替部分、净化气体的出口、设备内部气流改变方向处及烟气管道内。由于烟气携带固体颗粒高速通过，在运动尘粒的冲刷作用下，设备的内壁会造成严重的磨损，磨损有可能造成防腐材料的局部穿透，从而引起

9、材料的点、线及缝隙腐蚀，导致脱硫设备过早受到损坏。目前采用的防腐材料有水泥铸石、陶瓷、搪瓷、橡胶、玻璃钢、不锈钢和化学涂层。采用铸石、陶瓷、搪瓷等硬质材料，防磨性能较好，使用化学涂层的产品（树脂材料居多），其耐磨性能较差。据调查，在我市销售的脱硫设备中使用水泥铸石防腐防磨的只占设备总数的四分之一，使用化学涂层的占总数的一半以上，使用涂料厚度仅在 0.5 毫米左右。目前，已有多台使用化学涂层的脱硫设备被严重腐蚀，随着使用时间的增加，这一问题将会日益突出。有的厂家还使用玻璃钢防腐，但是有些玻璃钢在常温下耐酸碱，而在 70C 以上其耐腐耐磨性能极差。如中医研究院西苑医院安装了一台河北省枣强县除尘设备

10、厂生产的PCTG-6 型号的脱硫除尘器，运行两个月后，该设备表面涂层起包，腐蚀磨损严重，这台脱硫设备已被拆除。 烟气带水是湿式脱硫除尘器最常见的共性问题。烟气带水会加速烟道腐蚀，还会加剧引风机叶轮粘灰，严重时会发生风机震动。在烟气上升速度及设备顶部距布水器高度不能较好满足要求时，应装设脱水效率较高的脱水器。但目前在脱硫除尘器中所使用的脱水装置都较简陋，脱水效率低。据初步统计，已有 5 台脱硫设备因烟气带水问题严重、腐蚀风机，现己被拆除。 （2 2）自控水平极低，出现漏风、结垢和堵塞等现象。）自控水平极低，出现漏风、结垢和堵塞等现象。 本市脱硫设备的自控水平极低，喷淋水量的多少以及脱硫剂的投放量

11、和投放时间完全由司炉工决定，缺乏科学性、准确性。其结果不仅是脱硫设备的净化效率达不到设计值，而且脱硫设备易出现腐蚀、漏风、结垢和堵塞等现象。 XSC 型半干半湿脱硫除尘器的喷淋水量大小完全由人工调节，其出灰口用一块橡胶板靠负压运行自动密封。一旦喷淋水量偏小，达不到设计的除尘和脱硫效率，甚至会出现冒浓烟现象；一旦喷淋水量偏大，出灰成泥浆状，司炉工若不能认真清理出灰口，即可造成密封不严现象，影响除尘脱硫设备的净化效率。在环保部门的日常检查中也曾多次发现漏风现象。 目前，本市安装的脱硫设备大部分采用石灰脱硫。加入石灰过多、PH 长期大于 9，或 PH 值过低、长期小于 3 都易产生结垢。结垢一旦发生

12、，通常需用机械法才能清除。一些狭窄通道或内部构件则会因此而逐渐堵塞。喷淋装置的喷头是经常发生结垢的部件。根据国外电站锅炉脱硫的有关结果，在采用石灰法时为避免堵塞，PH 值的合理范围应控制在 6-8。从本次调查的结果来看，所考察脱硫设备的 PH 值大都在 5-13 之间，并随加料过程呈周期性波动。因此，结垢的潜在风险较大。 （3 3）利用石灰脱硫，废渣问题突出。）利用石灰脱硫，废渣问题突出。 本市销售的脱硫设备是针对量大面广的中小锅炉而设计的，为减少脱硫费用，多数采用石灰脱硫（属于抛弃法）。由于无强制氧化过程，不仅脱硫效率低（一般只能达到 50），而且产渣量较大、对硫资源也不回收。 对于使用石灰

13、的湿式脱硫技术而言，假定二氧化硫排放系数取 85，CaS 比取 1.2，石灰纯度取 80，煤的含硫量取 0.8%，一蒸吨锅炉耗煤 150 公斤小时，则石灰用量为 2.68 公斤小时蒸吨。假定脱硫效率为 50，由亚硫酸钙和未反应的石灰和杂质组成的脱硫渣的生成量为4.42 公斤小时蒸吨。每个采暖期一台容量为 4TH 锅炉的石灰用量为 21.42 吨，生成的脱硫灰渣为 35.38 吨，容量为 10TH 锅炉的石灰用量为 53.60 吨，生成的脱硫灰渣达 88.44 吨。对于生产性锅炉，由于运行时间增加，其全年石灰用量和产渣量还会增加 3 倍以上。由此可见，采用湿式石灰脱硫，如处理不当，会产生大量固体

14、废渣污染。 （4 4）司炉工素质差，运行管理水平低。）司炉工素质差，运行管理水平低。 除脱硫设备本身设计不合理之外，司炉工不加脱硫剂、不加水，操作不当等问题严重，很多脱硫设备仅仅起到一个除尘器的作用。究其原因，锅炉工的文化素质比较低是重要症结之一。根据市、区环保监察部门的现场检查，脱硫除尘器在实际使用中广泛存在不加脱硫剂、不加水等问题。目前使用的湿式脱硫除尘器，多数需加石灰或氢氧化钠等碱性物质才能达到正常的脱硫效率。但实际使用中，只有在监测、鉴定、检查等场合用户才能按操作要求加脱硫剂，所以很多脱硫器仅仅起到了一个除尘器的作用。此外，由于湿式脱硫除尘器有的耗水量较大，回流泵功率较大，耗电量大，用

15、户担心运行费用增加，使用时往往加水量不足甚至不加水，有些甚至将喷头拆下。这样的运行状况不用说脱硫，连除尘的作用也微乎其微。 由于不加脱硫剂，脱硫除尘器与钢质管道严重腐蚀的现象时有发生。如海晶环保设备厂在总参作战部招待所安装了一台 2 吨 GLWS 型脱硫除尘器，由于用户在循环水中从不加脱硫剂一一生石灰，循环水实际上是在以脱硫后的酸性水进行循环，导致脱硫除尘器与钢质管道严重腐蚀，现已将该脱硫除尘器拆除。 （5 5）实际运行的脱硫效率低，且不稳定。）实际运行的脱硫效率低，且不稳定。 脱硫效率是衡量脱硫设备性能的重要指标。在我市生产、销售的脱硫设备，其设计效率基本在70以上，有的甚至高达 90以上。

16、然而 70%的设计脱硫效率是在 PH 大于 10 的恒定条件下得出的。实际上目前脱硫设备由于没有自控手段，PH 值是经常变化的，难以恒定在 10 以上。因此，要真正掌握脱硫设备的脱硫效率，必须在脱硫剂投加的全周期进行测试。北京市环境保护监测中心和北京环境保护科学研究院联合对本市安装的脱硫设备进行了测试，他们按洗涤液的PH 值变化情况，分别对 PH 为 1213、1011、78、56 四种条件下进行采样分析。结果表明，目前我市安装的脱硫设备在正常运行，并按要求定时加脱硫剂的情况下的平均脱硫效率只有50左右，远小于设计效率。 为进一步了解北京市工业锅炉配用脱硫设备的实际运行状况，在未事先通知的情况下，我局组织有关部门对北京供电局等 5 个单位的在用工业锅炉脱硫设备进行了突击检查，对其实际运行时的脱硫效率进行抽测。共抽检了 6 种型号的脱硫设备，其中 4th 的 4 台，6th 的 2 台，10th 的 1 台。通过检查发现，除北京现代建材公司的一台 BL-ZH-10 脱硫器本身设计使用锅炉排污水进行脱硫