燃煤角管式锅炉烟气脱硫除尘及脱硫液回收工艺设计

邹玉进王连民

（山东华源锅炉有限公司山东临沂276038）

摘要：煤炭是我国能源体系中的组成部分，在能源体系中的作用很是重要，但其在燃烧过程中，随烟尘而产生的颗粒物、ｓｏ２等污染，是影响空气质量的重要污染源，由此引发的环境问题受到我国各级政府及民众的广泛关注。基于此，本文就针对燃煤角管式锅炉烟气脱硫除尘及脱硫液回收工艺设计进行具体分析。

关键词：燃煤角管式；锅炉烟气；脱硫除尘；脱硫液回收；工艺设计

1烟气除尘技术及其发展现状

目前常用的锅炉烟气除尘技术有：旋风除尘、袋式除尘、静电除尘、湿式除尘等。

1.1旋风除尘技术

旋风除尘技术是指含尘烟气在锅炉引风机的抽力下，烟气在除尘器内盘旋上升，形成的离心力将尘粒从洁净烟气中脱除出来，再借助颗粒物自身重力的原理，使其收集于灰斗。旋风除尘器是中效除尘器，且可用于高温烟气的净化，是应用较广的除尘器，它存在的问题是对细小尘粒（＜５ｕｍ）的脱除率不高。

1.2袋式除尘技术

袋式除尘技术是指凭借滤袋的滤除作用除去烟尘中微尘的方法。锅炉燃烧产生的烟气，经过袋式除尘器时，较大的颗粒物在重力的作用下，发生沉降后，通过灰斗的收集被除去；未沉降除去的细小颗粒物在经过滤袋时，由于滤袋的阻隔而去除，得洁净烟气。

1.3静电除尘技术

静电除尘是指采用高压电场技术，通过使流经静电除尘器的锅炉烟气电离，带电颗粒物在电场作用下与洁净烟气分开，从而被脱除。静电除尘器适用于烟气气温高、气阻大的工况。

1.4湿式除尘技术

湿式除尘器是指通过液体与锅炉烟尘的惯性碰撞与扩散作用，将锅炉烟气中的微尘脱除的技术。湿式除尘器可除去微尘，也可脱除烟气中的部分含氮、磷的气体氧化物。

1.5烟气除尘新技术

随着科学技术的发展，各国专家对先进除尘技术进行研宄和实验验证，如电聚并、旋转电极、高频电源、烟气调质等技术，取得一定进展并在工程中开始应用。

电聚并技术：电聚并是使烟气微尘带荷电，利用电荷之间的作用力，从而使微尘之间相互吸引、聚并，促使微尘团聚成较的结构，微尘聚并大颗粒后，易被除尘器捕集而脱除。

旋转电极技术：旋转电极是指板链上的旋转极板，随板链旋转，形成旋转电极式电场，烟气通过电场时使微尘带电，与气流分开，达到除尘的效果。

高频电源技术：高频电源技术是指应用了高频开关的电源，这种电源可应用于各种静电除尘的设计条件，在不能连续供电时可避免反电晕得发生，可脱除高比电阻的粉尘。

2脱硫液回收技术

在脱硫塔内吸收SO2后的脱硫液，循环吸收富集到一定浓度，因含有部分不溶性的颗粒物，采用板框压滤机进行压滤除去不溶性的颗粒物，以防止损坏后续工序的设备。脱硫液浓度较低，若要回收其中的(NH4)2S0；产品，需要对脱硫液进行蒸发浓缩处理，蒸发浓缩的设备一般选用MVR和多效装置。

2.1MVR蒸发器原理

MVR的全称是蒸汽机械再压缩蒸发器，效体物料加热时产生的二次蒸汽，通过机械压缩机的压缩，实现了电能到热能的转换。物料产生的二次蒸汽，热能提高后，通过管道进入蒸发室与料液进行热量交换，降低了蒸汽能耗。MVR在首次开车时需要部分生蒸汽，装置运行后，机械压缩机将二次蒸汽吸入加压生成过饱和蒸汽，实现料液的循环蒸发浓缩而不再需要补充生蒸汽，蒸发出的水分经冷凝后变为冷凝水外排。

2.2MVR蒸发器与多效蒸发器的对比

MVR根据不同的物料组分，设计为分段式蒸发的模式。物料首次通过效体蒸发不能达到所需浓度时，物料在系统真空泵的真空作用下，通过效体外管路输送至效体上进料口，进入效体再次与二次蒸汽热交换，循环浓缩至合格浆液。MVR蒸发器效体内部为列管式结构，物料在管程内，蒸汽在壳程，物料自上而下呈膜状流动，增加了物料的受热面积，通过真空泵在效体内形成的负压效应，降低了物料中水的沸点，而达到浓缩的目的，产品蒸发温度为50一600C。MVR蒸发器开车时需要部分生蒸汽，利用机械压缩机对二次蒸汽加压，将电能转化为蒸汽的热能对物料进行加热蒸发，因而MVR蒸发器正常运行时几乎不需要生蒸汽，只需要给压缩机提供电能即可满足物料蒸发要求。

多效装置运行时，任何效体产生的二次蒸汽，只可用于其它效体物料的加热。作为本效热源利用时，必须补充额外的能量。多效采用的气体喷射泵，不能使二次蒸汽完全压缩，而MVR可实现完全压缩过程。

理论上计算MVR可比多效蒸发器降低30%的能耗，减少90%的冷凝水，节省50%的用地面积。通过查阅工艺资料，多效与MUR的特点对比如下：

第一，环保性好，能耗低。采用电能作为能源能够有效降低环境污染。电能远距离输送的成本低，蒸汽主要经煤燃烧制备，煤经过铁路或公路运输的成本高，因而MVR生产单位产品的成本低，应用MVR结晶蒸发器的企业有较大的成本优势。

第二，安全性能高。多效蒸发器运行时需不断补充生蒸汽进入效体，生产运行过程中存在一定的蒸汽泄漏的风险，而MVR蒸发器正常运行时可不使用生蒸汽，降低了安全风险。

第三，自动化程度高。由于设备自身的设计问题，多效蒸发效体多，附属管道设计复杂，自动化相对较低，人工操作的阀门、设备多，而MVR蒸发器可全自动化运行，装置可完全PLC系统控制，人力成本低。

3烟气脱硫工艺设计

在参照国内外文献、工程经验的基础上，对比不同的脱硫技术，本方案设计采用氨法烟气脱硫工艺。经过袋式除尘装置的洁净烟气，通过烟道进入下一工序，烟气经氨法吸收处理，S02浓度小于54mg/Nm3。通过厂区管线输送过来的脱硫剂在脱硫剂制备罐进行储存，调配合格后输送至储备罐，然后泵送至脱硫塔，锅炉烟气通过与脱硫剂的接触进行脱硫，接触的同时完成S02的物理及化学吸收。

锅炉烟气脱硫后产生的的脱硫液回流至脱硫液循环罐循环使用，当脱硫液内的生成物富集到一定浓度后，脱硫液先经过板框压滤机进行固体除杂，清液用泵输送至MVR装置区进行浓缩、结晶、离心处理得硫酸氨湿品。

为防止除雾器结垢，降低汽水分离的效果。系统设计工艺水泵，将工艺水罐内的自来水，通过泵输送至除雾器反冲洗水进口，对除雾器进行反冲洗；为防止反洗水氯离子浓度过高，反洗循环水需要一定量的外排，外排水进入新园区污水处理站经过生化处理合格后，达标排放。

氨法脱硫液中存在（ＮＨ４）２Ｓ０３、ＮＨ４ＨＳ０３、（ＮＨ４）２Ｓ０，等多种化学物质。其中，（ＮＨ４）２Ｓ０３是吸收Ｓ０２后的主要成分，脱硫塔底部循环池内设计有氧化空气分布器，对浆液进行氧化，将（ＮＨ４）２Ｓ０３氧化成（ＮＨ4）2ＳO4。

脱硫后的锅炉尾气流经上下设计的两层除雾器，滤除微小液滴后，进入公共烟道，最后汇入新园区锅炉房烟囱后，进行达标排放，公共烟道及烟囱均需进行玻璃鳞片防腐处理，延长其使用寿命，烟囱底部设计排水孔，定期排水。

结束语

随随着人民环保意识的提高，对绿色经济、环保型企业的迫切期望，企业应未雨绸缪，为实现企业的可持续发展提前做好准备，对于烟气的排放指标严格要求，在满足现有法规、标准的前提下，做到“零排放”，打造“绿色企业”。

参考文献：

［1］林宗虎，徐通模实用锅炉手册北京：化学工业出版社，2016.

［2］郝吉明，马广大大气污染控制工程北京：高等教育出版社，2016.

［3］范从振锅炉原理北京：水利电力出版社，2016.

作者简介：

邹玉进（1982-），工程师，大学本科，毕业于青岛大学热能与动力工程专业，现从事锅炉设计工作。