燃煤鍋爐煙氣氨法脫硫工藝技術研究
生態文明建設是關系中華民族永續發展的根本大計，黨中央把生態文明建設作為統籌推進 “五位一體”總體布局和協調推進 “四個全面” 戰略布局的重要內容。環境保護作為生態文明建設的重要組成部分，對生態文明建設、建設美麗中國起著至關重要的作用，在這一背景下，近年來我國有關環保標準更新迅速，對污染物的排放要求越來越嚴格，對鍋爐煙氣更是提出了超低排放的要求，企業所面臨的環保形勢越來越嚴峻。雖然煙氣脫硫工藝經過幾十年的探索、實踐與完善已較為成熟，但在氣溶膠、氨逃逸、脫硫除塵效率與滿足超低排放上仍然存在一定的問題，本文針對這些問題，進行了一些研究和改進，改進效果明顯。
1 燃煤鍋爐煙氣組分分析
燃煤鍋爐以煤為熱源，煤在燃燒過程中產生大量的煙氣，燃煤鍋爐煙氣中主要污染物為 SO2、顆粒物、氮氧化物。鍋爐煙氣先經過電除塵器處理顆粒物，然后進入脫硫系統去除煙氣中的 SO2及少量的顆粒物 ( 氮氧化物經脫硝處理后達標排放，本文不做介紹) 。
表 1 鍋爐煙氣組分分析
2 燃煤鍋爐煙氣氨法脫硫工藝及存在的問題
2. 1 燃煤鍋爐煙氣氨法脫硫工藝
氨法脫硫工藝采用 20% 氨水作為吸收劑，通過科學的加氨方式把氨水注入到脫硫系統。從鍋爐引風機出來的熱煙氣通過煙道送入脫硫塔，熱煙氣在塔內迅速降溫增濕，隨后煙氣逆流而上，與自上而下的漿液充分接觸，循環吸收液利用高溫煙氣的熱量將溶液進行濃縮，煙氣通過集液器氣帽進入脫硫塔吸收區。在脫硫塔吸收區內，向上與來自加氨槽中的吸收液逆流接觸，SO2被充分吸收后，通過集液器氣帽進入水洗除塵裝置，通過大量清水洗滌去除煙氣中夾帶的硫酸銨以及在吸收過程中可能產生的微量氣溶膠，凈煙氣進入除霧器去除煙氣中夾帶的液滴，最后進入線 - 網式濕電除霧器除霧除塵后由塔頂直接煙囪排放。脫硫塔底部的濃縮循環液通過濃縮循環泵送入脫硫塔濃縮段與高溫煙氣接觸，利用高溫煙氣的熱量將硫酸銨溶液進行濃縮，得到含固量約為 10% 的硫酸銨漿液，由硫酸銨漿液排出泵送入后處理系統，經液固分離、離心分離、干燥后，經過包裝得到硫酸銨商品。整套工藝系統包括煙氣系統、吸收循環系統、工藝水系統、吸收劑系統、硫酸銨后處理系統等。
2. 2 氨法脫硫工藝存在的問題
氨法脫硫過程中，氨氣不參與脫硫反應，氨氣與鍋爐煙氣一起從煙囪排出，形成氨逃逸現象; 分散并懸浮于大氣中的液體或固體的小質點形成氣溶膠現象; 氨法脫硫難點在于氨逃逸和氣溶膠的控制以及持續穩定的滿足超低排放的要求。氨逃逸和氣溶膠的產生帶來脫硫凈煙氣總塵不能達標排放、氨回收率低、經濟損失大、煙氣嚴重拖尾視覺效果差等問題; 在系統運行過程中，吸收循環系統、吸收劑系統等環節的持續穩定運行尤為重要，任一系統出現問題都將導致整個脫硫系統無法滿足污染物超低排放的要求。
圖1氨法脫硫工藝流程簡圖
3 燃煤鍋爐煙氣氨法脫硫工藝技術的應用與效果
3. 1 單塔多段多循環技術
單塔多段多循環技術是在多功能組合脫硫塔內實現濃縮、降溫、脫硫、煙氣的凈化除塵及除霧等多種功能。每級循環分別設有獨立的循環槽、噴淋層，形成相對獨立的閉環循環回路。根據不同的功能，每個獨立的循環運行參數獨立控制，易于優化和快速調整。吸收氧化區硫酸銨濃度低、pH 值高，有利于 SO2的吸收及亞硫酸銨的氧化; 濃縮區硫酸銨濃度高、pH 值低，有利于硫酸銨的結晶。
3. 2 可控制氧化率技術
將吸收液和氧化液徹底分開，氧化液可保證99. 5% 以上的氧化率，而吸收液的氧化率可以進行合理控制，在保證脫硫效率的前提下，降低吸收液pH 值，從源頭上杜絕氨逃逸。而吸收液的低氧化率又可以保證在原煙氣參數突然往上波動，加氨調節沒及時跟上的情況下，出口污染物排放濃度不會突然升高，從而避免 SO2超標排放，系統操作彈性大，運行穩定性好。
3. 3 旋流凝并技術
在升氣帽底部安裝旋流凝并器，通過旋流凝并器將由下向上的煙氣產生旋流切向力，煙氣攜帶的液滴在離心力作用下，聚集到凝并器側板，小液滴凝并成大液滴，在重力作用下落到塔底部，可大大降低硫酸銨溶液的夾帶，提高粉塵捕集效率。
3. 4 線 - 網式濕電除霧技術
為了確保顆粒物的達標排放，在脫硫塔頂部高效除霧器之上增加一層線 - 網式濕電除霧器，將陽極板垂直于氣流方向布置，使顆粒物受到的電場力與引風力的方向在同一水平線上，在引風力與電場力的共同作用下，發生顆粒物及細小霧滴的凝并、聚合，形成大的霧滴，經由絲網除霧器去除，實現超低排放。同時，采用高壓清洗水槍對陽極板徑向沖洗，無二次揚塵。試驗證明線 - 網式濕電除霧器有優良的去除顆粒物、霧滴、SO3酸霧滴等作用，除塵效率≥80% 。
3. 5 液力噴射攪拌技術
根據氨法脫硫漿液的物性特點，經過多次試驗，采用帶噴嘴的液力噴射攪拌技術，可有效避免常規氣流攪拌時泵入口易吸氣導致泵氣蝕和管道震動等問題，噴射液力攪拌覆蓋這個塔截面，不會產生局部沉積問題，避免塔底局部集料導致的硫銨塊狀物料堵塞循環泵進口過濾器的現象。
表 2 煙氣出口污染物濃度
4 結論與建議
氨法脫硫工藝利用氨水將煙氣中的 SO2回收，生產有一定銷售市場的硫酸銨化肥，實現資源的循環利用，且副產品硫酸銨的銷售收入可沖抵部分運行成本，經濟、環境與社會效益突出。該工藝適應性強，可在生產負荷 50% ～ 110% 的范圍內保持脫硫效率在 98. 5% 以上，通過對塔內循環、可控氧化率、旋流凝并、氣液均布等技術環節進行優化改進，可徹底解決氣溶膠與氨逃逸的問題，實現 SO2與顆粒物的持續穩定超低排放。在實際運行中，需要根據煙氣組分、氣量等實際情況進行調整，以獲得最優的處理效果。
廣東建樹環保科技有限公司是一家專業從事工業廢水處理、工業廢氣處理和環境修復的環保設備研發與銷售服務的企業。為工業企業和市政工程等項目提供工業廢水處理、工業廢氣處理、有機廢氣VOCs處理的一體化解決方案，從“工程設計”、“工程承包”、“設備采購”、“安裝調試”、“耗材銷售”、“運營管理”、“環評辦理”等環節提供專業的差異化服務，聯系電話：135 5665 1700。
