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1、集中供热工程锅炉烟气处理工艺1.1 脱硫系统工艺选择（1）现有典型脱硫工艺简介随着人们环保意识的增强及环保科技的进步，近些年有关方面对燃煤工业锅炉烟气进行脱硫处理的技术工艺进行了充分研究与实践，常用的集中脱硫工艺介绍如下：炉内石灰石脱硫工艺由于循环流化床锅炉具有较高的燃烧效率（即使在部分负荷时也能达到98%以上的燃烧效率）和很好的燃料适应性， 可方便地在燃料中掺入石灰石、白云石粉末等脱硫剂，达到 控制SQ生成的目的，故可采用在循环流化床锅炉掺石灰石 粉的方法脱硫，脱硫效率可达到 80%左右。石灰石一石膏（湿法）脱硫工艺石灰石一石膏（湿法）脱硫工艺采用价廉易得的石灰石 作为脱硫吸收剂。石灰石经破
2、碎、磨细成粉状，与水混合搅 拌制成吸收浆液；在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合， 烟气中的SQ与浆液中的CaCO以及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，经加热器加热升温后排入烟囱，脱硫 石膏浆经脱水后回收。由于吸收浆的循环利用，吸收剂的利 用率高。该工艺适用于任何含硫量煤种的烟气脱硫，脱硫效 率可达95%以上（火电厂烟气脱硫工程技术规范一一石灰石 /石灰石膏法（HJ/T 119-2005 ）规定的实施原则是“烟 气脱硫装置的脱硫效率一般应不小于95%,主体设备设计使用寿命不低于30年，装置的可用率应保证在95%以上”）。该工艺在世界上技
3、术应用最为成熟、广泛。而我国重庆 珞璜电厂首次引进了日本三菱公司的石灰石一石膏（湿法） 脱硫工艺，与2X 360MW燃煤机组相配套。燃煤含硫量4.02%, 脱硫装置入口烟气 SQ浓度约为3500ppm,设计脱硫效率大于 95%该厂二期工程 2X 360MW燃煤机组仍采用此工艺。利用 德国政府贷款的重庆、半山和北京第一热电厂的脱硫工程， 亦采用此工艺。喷雾干燥法脱硫工艺该工艺以石灰（乳）为脱硫吸收剂。石灰经消化加水制 成消石灰乳，消石灰乳在吸收塔内被雾化成细小液滴，与烟 气中的SQ发生化学反应生成 CaSQ和CaSO,以脱除烟气中 的SQ。反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒物形态 随烟气带出
4、吸收塔，进入除尘器被收集下来，除尘后的烟气 经烟囱排放。喷雾干燥法脱硫工艺具有技术成熟、工艺流程较简单、 系统可靠性高等特点，脱硫效率可达到85浓上，该工艺在美国及西欧一些国家应用较为广泛。我国四川内江白马电厂 在1984年和1990年分别建成一套旋转喷雾干燥法烟气脱硫 小型试验装置（处理烟气量为3400NmVh ）和一套中型试验装置（处理烟气量 1 X 104NmVh ）。经连续运转考核，当钙硫 比为1.4时脱硫率可达到 80%以上。电子束法脱硫工艺该工艺流程由排烟预除尘、烟气冷却、氨的充入、电子 束照射和副产品捕集等工序所组成。锅炉烟气经过除尘器粗 滤处理之后进入冷却塔，冷却塔内喷射冷却水
5、将烟气冷却到 适合于脱硫、脱硝处理的温度（约10C）,在反应器进口处将一定的氨气、压缩空气和软水混合喷入，冷却后的烟气流进反应器经电子束照射，SOX和NQ在自由基作用下生成粉状微粒(NH) 2与NHNQ的混合粉体，生成的粉体微粒一部 分沉淀到反应器底部，其余副产品被除尘器所分离和捕集， 净化后的烟气经烟囱向大气排放。到目前为止，电子束法脱硫仅在日本、美国进行过一些 小型工业试验，尚没有在大型机组上应用的业绩。中日合作 进行的电子束法脱硫工艺工业化装置试验在成都热电厂一 台200MW机组的部分烟气进行， 处理烟气量为30 x 104Nm3/h , 该装置已投入运行。氨法脱硫工艺该工艺是以氨水为吸
6、收剂，其副产品为硫酸铵化肥。锅 炉烟气经烟气换热器冷却至 90100 C,进入预洗涤器除去 HCl和HF。洗涤后的烟气经液滴分离器除去水滴，再进入前 置洗涤器中。氨水自塔顶喷淋洗涤烟气，烟气中的SQ被洗涤吸收除去。经洗涤的烟气排出后液滴分离器除去水滴，进 入脱硫洗涤器中。烟气进一步被洗涤，经洗涤塔顶部的除雾部除去雾滴，再经烟气换热器加热后由烟囱排放。洗涤工艺中产生的约30%勺硫酸铵溶液排出洗涤塔，可以送到化肥厂 进一步加工或直接作为液体氨肥出售。氨法脱硫属较为成熟 的脱硫工艺，在德国的一些电厂已得到广泛应用。如：曼海 姆电厂，处理烟气量为15X 104Nm3/h ;卡斯鲁尔电厂，处量烟气量为3
7、0 x 104Nm3/h等。未来更好地介绍几种脱硫工艺的不同及各自的优缺点，本评价列表（见表 4-6 ）对各种脱硫工艺进行比较。脱硫工艺的比较工艺方案项目炉内石灰石脱硫喷雾干燥法石灰石/石膏（湿法）电子束氨法工艺成熟程度成熟成熟成熟工业试验成熟工艺难易程度简单较简单较复杂复杂复杂应用业绩较多较多达 80%上较少较少适用煤种适用于 中、低硫 煤适用于中、低硫煤不受含硫量限制适用于中、咼硫 煤不受含硫量限制应用单机规模中小机组中小机组没有限制中小机组中小机组能达到脱85%左 右10%-80%95%以上15%左 右90%以上工艺方案项目炉内石灰石脱硫喷雾干燥法石灰石/石膏（湿法）电子束氨法硫率吸收剂
8、种类石灰石消石灰石灰石/石膏氨氨水高质量石吸收剂来来源较广灰或消石来源较广受条件受条件源泛灰，来源泛限限制较困难废水处理无废水无废水多数情况不需处理无废水需处理Ca/S （般）21.3-1.4低于1.1占地面积较大较小较大较大大机组负荷般般般般般工艺方案项目炉内石灰石脱硫喷雾干燥法石灰石/石膏（湿法）电子束氨法影响防腐要求不需要不需要较咼较咼较咼投资低较低较咼较咼高运行成本高较咼较低较咼高副产品种类脱硫渣脱硫渣石膏硫酸按/硝酸铵硫酸铵溶液用作水泥用作水泥用作水泥副产品种厂生产原厂生产原缓凝剂、可用作可用作类料、建筑料、建设石膏制品化肥化肥原材料等原材料等原料（2）脱硫工艺选择对照表4-4，结合
9、工艺成熟程度、难易程度、应用业绩、脱硫效率、吸收剂来源的易取程度、投资与运行成本等多方面进行比选，炉内石灰石脱硫和石灰石/石膏（湿法）脱硫工艺成熟，应用广泛，可作为备选脱硫处理工艺。本项目锅炉选用的是链条炉，链条炉是一种层燃锅炉，燃烧经料斗进 入炉排，一边随炉排由前向后运动，一边完成燃烧过程，是 我国工业锅炉常用炉型，尤其在供热行业应用广泛，是目前 采暖供热锅炉的主导炉型。 链条炉具有技术成熟、 运行可靠、 操作简单、运行管理经验丰富等优点。但由于本身炉体构造 原因，不能采用炉内脱硫方式，需在锅炉外部尾气处理系统 设脱硫装置进行脱硫。石灰石/石膏（湿法）脱硫工艺成熟，应用非常广泛， 且吸收剂来
10、源广泛，机组负荷影响一般，脱硫运行成本低， 脱硫副产品硫石膏可用作水泥缓凝剂、石膏制品原料等，用 途广泛。脱硫效率可高达 95%左右，随着防腐技术的成熟， 防腐问题已不构成技术推广的制约因素，故本评价人为设计 所推荐的采用石灰石/石膏（湿法）脱硫工艺是合适的。本 项目锅炉不同于一般火电厂或热电厂锅炉，考虑到供热锅炉 运行工况变化等因素的影响，锅炉脱硫效率按90%核算较为实际。(3)石灰石/石膏(湿法)脱硫工艺流程随着环境保护要求的越来越严格，合肥地区烟气排放按照锅炉房大气污染物排放标准中规定：烟尘排放小于200mg/Nm,二氧化硫小于 900mg/Nni。因此本方案推荐以下除尘脱硫方案：图4-
11、1 锅炉烟气除尘（脱硫）工艺流程示意图该方案对二氧化硫去除率大于90%,二级除尘综合除尘效率大于98%。1.2 各主要系统1）脱硫系统本工程建设4X 10MW热水锅炉。脱硫除尘系统拟采用锅炉与脱硫塔为一对一形式。共设计4台脱硫塔。脱硫塔高18.5m，直径4.5m，塔体为碳钢玻璃鳞片防腐。系统另设计 1个脱硫循环池。脱硫段的设计尽量使烟气压力损失低，节省脱硫风机的 电耗，且脱硫除尘塔内部表面不易结垢，不存在堵塞问题。（1）脱硫塔脱硫塔分主要有均气降温层、XP脱硫部件、两层喷淋布液管、两层除雾器等主要部件均气降温层：在烟气进口上方设计了均气降温层，利用 特殊的喷淋工艺布置方式，无需增加导流装置，既
12、能实现塔 内烟气流动分布均匀，又能降低烟气温度，提高了后部脱硫 效果，该种均气工艺已成功得到应用。XP- 口脱硫部件：工艺中脱硫段的 XP- 型高效流化脱硫 除尘部件采用进口 316L不锈钢材质制作，具有特殊的结构 形式，它是一种很好的气液传质及除尘部件。当烟气通过该 部件时，烟气在板间形成超强流态化区域，使气液在传质场 中高速撞击，形成气相、液相都分散的状态，提供了气液固 三相充分的接触和混合。全塔共分多个反应单元，为保证全 塔断面的传质效果。部件结构简单，没有死角，部件底部不 存在干湿交接面，因而没有形成垢的条件；同时气流和浆液 在反应器内沿器壁高速旋转，对器壁及叶片有强烈的冲洗作 用，物
13、理性垢不可能粘附，自清洁能力强。同时，系统采用 强制氧化工艺，无结晶结垢，因此，全系统只要控制pH值在5.56.5之间，就完全可避免系统结垢堵塞。除雾器：脱硫塔除雾器分为上、下两级除雾器，下面一 级为粗除雾器，上面一级为细除雾器。两级除雾器彼此平形 布置，除雾器为波状板结构，强度高，接触面积大。携带有 液滴的烟气首先流经第一级粗除雾器，再流经第二级细除雾 器，利用液滴的惯性作用原理，烟气中的液滴碰触挡板而留 在了挡板上，然后进入排水系统，最后落入浆池内。经除雾 器分离的净烟气，液滴含量一般小于15mg/Nm,液滴平均直径小于20微米。喷淋装置：在喷淋段，烟气自下而上流动，脱硫剂自上 而下喷射。
14、根据塔体流体力学特性，特殊设计的喷咀组及各 喷嘴的流量，既能保证塔体烟气的均匀流动，又能保证反应 中的剧烈气液逆流接触，进行充分的传质、传热反应。设计 中采用了大通道 MP实心喷嘴，其内部有独特的S型通道，既可轻易的输送大颗粒浆液，又能提高一个均匀的雾化效 果，其雾化颗粒较细，吸收效率较高，目前已广泛用于电厂 脱硫系统中。（2）循环反应池2个脱硫塔之间设计一循环反应池，脱硫产物氧化和结 晶在反应池中进行。从吸收区出来的浆液，进入氧化区，通 过罗茨风机鼓入的空气与翻腾的浆液充分接触，使绝大部分 亚硫酸钙、亚硫酸氢钙氧化成硫酸钙。硫酸钙溶解度小，在 反应池内原有二水硫酸钙晶种上析出，晶体不断长大，当石 膏达到一定浓度后，从底部抽出部分石膏，经石膏泵送至水 力旋流器。每脱硫塔设有二台浆液泵，其中一台为喷淋降温泵，另 一台为吸收循环泵。喷淋泵将浆液打到塔内均气降温层（烟 气入口与脱硫段之间）的喷淋管路，对原烟气进行降温，烟 气温度降至80-100 C。同时通过喷头的流量和方位的不同布 置，调整烟气在塔内的流动，从而确保烟气进入通过XP型脱硫部件之前流场均匀。而脱硫循环泵将塔内浆液汇同供浆 泵送来的新
