單塔雙循環(huán)脫硫技術

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

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，煙氣進入吸收塔，首先與下循環(huán)噴淋管噴出的漿液逆向接觸，經冷卻、洗滌、脫除部分SO2后，通過碗狀集液斗的導流葉片進入上吸收區(qū)，煙氣在這里與上循環(huán)噴淋的漿液進一步作用，SO2幾乎被完全除去。脫硫后的清潔煙氣經除霧器除去霧滴后，由吸收塔上側引出，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行接觸和反應，集液斗要求強度高耐腐蝕強并具有較小的阻力降，其選材和結構形式要合理并要安全可靠。

集液斗結構如下圖所示。由于設計了導流板，使得塔內氣體經集液斗整流后，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，提高了塔內的空間利用率。

2、運行參數調整

（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－的氧化受到嚴重抑制，石膏中出現大量難以脫水的CaSO3·1/2H2O，石灰石的利用率下降，運行成本提高，石膏綜合利用難以實現，并且易發(fā)生結垢，堵塞現象。因此，合適的pH值是脫硫系統(tǒng)正常運行的關鍵。調試結果表明，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值主要通過調節(jié)AFT旋流站底流漿液流量來實現，必要時也可調節(jié)進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，通過調節(jié)進入AFT的石灰石漿液流量來實現。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。當煙氣量增加或FGD進口煙氣SO2濃度增加時，漿液pH值下降造成脫硫率下降，應及時升高pH值；當煙氣量下降或FGD進口煙氣中SO2濃度下降時，漿液pH值上升系統(tǒng)脫硫率升高，應及時調低pH 值維持經濟運行。

（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)泵的運行電流升高，增大單位時間內漿液循環(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。

調試結果表明，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)的啟動或停運來調整。當吸收塔漿液密度達到1095kg /m3，石膏排出泵將石膏漿液排入石膏旋流器進行一級脫水，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來調整。當AFT漿液密度達到1050kg/m3時，啟動AFT漿液旋流泵，向旋流站供漿，經旋流站分選，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)泵的投用數量來調整。在任何負荷下應保證吸收塔、AFT至少一臺循環(huán)泵投入運行。若增加石灰石漿液供漿量，調整上、下循環(huán)漿液的pH值至控制值的高限，仍無法保證出口SO2排放濃度達標時，應增加循環(huán)泵運行臺數；若遇到出口SO2排放濃度持續(xù)降低，要考慮切換循環(huán)泵的運行，并適當調低運行的pH值。

3、技術特點

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

（2）雙循環(huán)工藝可以滿足不同工藝階段對不同漿液性質的要求，分步控制工藝反應過程，使反應過程更加優(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，并大大提高氧化效率，降低氧化風機電耗；

（4）兩級工藝延長了石灰石的停留時間，可以實現使用品質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)工藝參數之間的相互制約，使反應過程更加優(yōu)化，更能快速適應煤種和荷變化。