夏立强
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摘要：在燃煤锅炉烟气脱硫减排处理应用中，氨法脱硫技术可靠。氨法脱硫工艺技术特别适合在我国氮肥行业热电联产锅炉的烟气脱硫装置使用，本文介绍了氨法脱硫技术原理、工艺流程、技术指标要求、装置设备配置等技术工程内容，供同行、研究人员参考与探讨用途。
关键词：污染防治；氨法脱硫；燃煤锅炉；烟气处理
1、燃煤锅炉烟气组分分析
燃煤锅炉以煤为热源，煤在燃烧过程中产生大量的烟气，燃煤锅炉烟气中主要污染物为SO2、颗粒物、氮氧化物。锅炉烟气先经过电除尘器处理颗粒物，然后进入脱硫系统去除烟气中的SO2及少量的颗粒物。
2、氨法脱硫工艺流程
2.1浓缩流程
（1）防腐优化浓缩段因浆液含固量高，导致磨损严重，磨损与酸腐蚀相互作用，使得内防腐层更加容易损坏。塔内浓缩段梁及塔壁积料垮塌后对隔板造成的撞击，使得内防腐层碳钢基体与玻璃鳞片脱离，加剧了腐蚀的程度。针对这种情况，对浓缩段喷淋层对应的塔壁上下1m均铺设8mm厚的碳化硅挂板，挂钩采用2205双相不锈钢，接板缝隙处采用树脂及碳化硅粉末填充密封。隔板等容易积料或冲刷导致磨损的部位，在玻璃鳞片防腐的基础上，采用同等方式铺设碳化硅板，并保证平整度。碳化硅板与塔壁接触位置，用玻璃钢掺碳化硅进行加强。浆液系统罐壁500mm以下及罐底采用2mm厚玻璃钢掺碳化硅耐磨层加强。（2）增浓泵与转料泵分开设置原有流程为浓缩段喷淋浆液与烟气换热浓缩以后返回浆液罐，经过沉降之后，由增浓泵打入塔内循环，同时增浓泵出口支管取出80m3/h溶液到结晶器增稠，清液返回至浆液罐。增浓泵进口离浆液罐底板距离500mm，运行时喷淋浆液含固量约10％，而从排污口取样浆液含固量约20％。为了提升出料效率，将更多的物料转入结晶器，故在浆液罐底部单独设置转料泵，流量40m3/h，扬程15m，取出含固浆液。同时将增浓泵进口提高至离罐底1000mm处，减少循环浆液的含固量，减少在塔内积料的可能。增浓泵出口支管取消后，增浓段喷淋循环量提升，与烟气换热效果增强，烟气降温增湿效果加强，可保证脱硫段的反应温度60℃以下，减少亚硫酸铵分解的可能性。（3）增加反冲洗装置浓缩段积料堵塞，除了在前期进行控制之外，更要在积料形成之后及时进行冲洗，防止塔内工况进一步恶化。检修时发现堵塞主要发生在升气帽和斜隔板。用不饱和氧化液进行冲洗，可以有效解决问题，部分风机鼓泡氧化方式的，也可通过吸收液进行冲洗。升气帽反冲洗：在离浓缩段升气帽底部1m的地方，新增一层喷淋，喷头竖直向上，采用螺旋式喷头。喷头布置可参考浓缩段喷头布置，安装时要保证对塔壁100％的覆盖，不能留有烟气走廊。隔板冲洗：隔板冲洗采用与升气帽反冲洗相同的喷头6个，在隔板高处沿塔壁环形布置，喷头间隔1m，喷头角度与隔板平行。增加冲洗之后，根据浆液罐液位，定期对升气帽和隔板进行冲洗，将塔内积料冲洗至浆液罐，转至结晶罐出料。保证了浓缩段升气帽不堵塞，塔内不积料，延长了脱硫系统的运行周期。若积料形成迅速，可考虑采用一次水进行冲洗，但要注意系统水平衡。
2.2脱硫塔
是一个内有隔断板的塔，下段为脱硫浆液段，中段为脱硫段，上段为洗涤段，顶部是烟囱。
2.3脱硫流程
出浓缩塔的烟气，进入脱硫塔的中段脱硫段，在脱硫段中与脱硫循环液接触，脱除烟气中的的SO2和部分颗粒物。生成亚硫酸铵浆液，落入下段浆液段，亚硫酸铵浆液被喷入的压缩空气所氧化，生成硫酸铵溶液，脱硫过程脱硫剂的消耗，通过补充氨水控制，调节脱硫循环液的PH值，达到脱硫效果。
2.4洗涤流程
烟气经脱硫塔的中段脱硫后经隔断板进入上段洗涤段，与循环洗涤水接触，脱硫烟气的一次粉尘（锅炉除尘不彻底的尘）和二次粉尘（脱硫过程中生成的硫酸铵或亚硫酸铵粉尘），洗涤后的烟气经高效屋脊除雾器，去除雾滴后从塔顶的直排烟囱排放。洗涤循环水从隔断板处排入塔外的循环洗涤槽，并用循环水对洗涤液进行降温，提高洗涤效果。5）晶体分离：来自浓缩塔的过饱和硫酸铵溶液，进入硫酸铵稠厚器，最后进入卧式离心机，将硫酸铵晶体分离，硫酸铵晶体出售，滤液返回浓缩塔。
3、燃煤锅炉烟气氨法脱硫工艺技术的应用与效果
3.1单塔多段多循环技术
单塔多段多循环技术是在多功能组合脱硫塔内实现浓缩、降温、脱硫、烟气的净化除尘及除雾等多种功能。每级循环分别设有独立的循环槽、喷淋层，形成相对独立的闭环循环回路。根据不同的功能，每个独立的循环运行参数独立控制，易于优化和快速调整。吸收氧化区硫酸铵浓度低、pH值高，有利于SO2的吸收及亚硫酸铵的氧化;浓缩区硫酸铵浓度高、pH值低，有利于硫酸铵的结晶。
3.2可控制氧化率技术
将吸收液和氧化液彻底分开，氧化液可保证99.5%以上的氧化率，而吸收液的氧化率可以进行合理控制，在保证脱硫效率的前提下，降低吸收液pH值，从源头上杜绝氨逃逸。而吸收液的低氧化率又可以保证在原烟气参数突然往上波动，加氨调节没及时跟上的情况下，出口污染物排放浓度不会突然升高，从而避免SO2超标排放，系统操作弹性大，运行稳定性好。
3.3旋流凝并技术
在升气帽底部安装旋流凝并器，通过旋流凝并器将由下向上的烟气产生旋流切向力，烟气携带的液滴在离心力作用下，聚集到凝并器侧板，小液滴凝并成大液滴，在重力作用下落到塔底部，可大大降低硫酸铵溶液的夹带，提高粉尘捕集效率。
3.4线－网式湿电除雾技术
为了确保颗粒物的达标排放，在脱硫塔顶部高效除雾器之上增加一层线－网式湿电除雾器，将阳极板垂直于气流方向布置，使颗粒物受到的电场力与引风力的方向在同一水平线上，在引风力与电场力的共同作用下，发生颗粒物及细小雾滴的凝并、聚合，形成大的雾滴，经由丝网除雾器去除，实现超低排放。同时，采用高压清洗水枪对阳极板径向冲洗，无二次扬尘。试验证明线－网式湿电除雾器有优良的去除颗粒物、雾滴、SO3酸雾滴等作用，除尘效率≥80%。
3.5液力喷射搅拌技术
根据氨法脱硫浆液的物性特点，经过多次试验，采用带喷嘴的液力喷射搅拌技术，可有效避免常规气流搅拌时泵入口易吸气导致泵气蚀和管道震动等问题，喷射液力搅拌覆盖这个塔截面，不会产生局部沉积问题，避免塔底局部集料导致的硫铵块状物料堵塞循环泵进口过滤器的现象。
结束语
氨法脱硫工艺利用氨水将烟气中的SO2回收，生产有一定销售市场的硫酸铵化肥，实现资源的循环利用，且副产品硫酸铵的销售收入可冲抵部分运行成本，经济、环境与社会效益突出。该工艺适应性强，可在生产负荷50%～110%的范围内保持脱硫效率在98.5%以上，通过对塔内循环、可控氧化率、旋流凝并、气液均布等技术环节进行优化改进，可彻底解决气溶胶与氨逃逸的问题，实现SO2与颗粒物的持续稳定超低排放。在实际运行中，需要根据烟气组分、气量等实际情况进行调整，以获得最优的处理效果。
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