余璇1 邹高峰2
1、国电双维内蒙古上海庙能源有限公司 750001；2、国电宁夏石嘴山发电有限责任公司 753000
摘要：本文对于目前采用的单塔单循环、单塔双循环、双塔双循环等高效脱硫工艺进行介绍，结合国内某项目的实际条件，通过技术经济比较最终推荐采用双塔双循环湿法脱硫工艺。
关键词：脱硫除尘、一体化、工艺技术
1 高效脱硫工艺介绍
1.1 高效单塔单循环石灰石-石膏脱硫工艺
受排放标准提高和超净理念等多因素的影响，常规单塔单循环脱硫工艺在原有技术的基础上进行了一系列提效改进。主要措施包括塔内增设托盘或旋汇耦合器等烟气均布装置，提高浆液与烟气的混合均匀性，实现高效脱硫。
采用高效除雾器或离心管束式除尘器等新型烟气净化装置，进一步减少烟气携带雾滴的含量，从而提高脱硫系统的除尘效率。
1.2双循环石灰石-石膏法脱硫工艺
1.2.1双循环工艺
双循环石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺是指采用两级串联喷淋吸收模式，即在传统一级喷淋吸收系统基础上增加了二级喷淋，达到更高的脱硫效率。基本原理与常规石灰石-石膏湿法脱硫工艺相同，均采用石灰石作吸收剂，在吸收塔内吸收浆液与烟气混合接触，但前者解决了石膏结晶与高脱硫效率之间的矛盾。
烟气首先经过一级循环，此级循环的脱硫效率一般在30~50%，循环浆液pH 控制在4.5~5.3，浆液停留时间在5 分钟，保证了优异的亚硫酸钙氧化效果和充足的石膏结晶时间。浆液在酸性环境下pH=4.5 时，氧化效率是最高的；特别对于高硫煤，浆液保持较低的pH，氧化空气系数可以大大降低，从而大幅降低氧化风机的电耗。同时可以生产高品质石膏，提高石膏脱水率，降低脱水系统的能耗。采用双循环系统后石膏含水率可以从10%降低到6%。经过一级循环的烟气直接进入二级循环，此级循环实现pH值5.8~6.4。高pH保证了较高的脱硫效率,大幅降低循环浆液量，从而整体减少浆液循环泵的电耗。
1.2.2 单塔双循环工艺
单塔双循环系统是指将吸收塔分为上下两级（下段为一级循环，上段为二级循环）烟气经过两个不同的循环过程和石灰石反应后得到净化。首先烟气由吸收塔下部（一级循环段）进入吸收塔，自下而上的与喷淋层的一级循环吸收浆液逆流接触，在吸收塔内进行吸收反应，生成CaSO3·1/2H2O 落入吸收塔底部浆池中，烟气则通过托盘上侧边导孔进入二级脱硫段，同样，烟气自下而上的与喷淋层的二级循环吸收浆液逆流接触，进行吸收反应，落入吸收塔中部的托盘上，通过导管将浆液自流至塔外的二级循环浆池。单塔双循环石灰石-石膏法脱硫工艺具有两个独立的浆液循环系统，两级循环分别设有独立的循环浆池，喷淋层，从而实现浆液pH、石灰石浆液浓度等运行参数的独立控制。
1.2.3 双塔双循环工艺
双塔双循环技术是在单塔双循环技术上的发展和延伸，技术原理和单塔双循环类似，只是将单塔里面的第二级循环改到外部另外一个塔内进行，其整体稳定性能及运行弹性较单塔双循环方式强，但投资稍高。
2 技术经济比较
1000MW机组工程的实际条件，对高效单塔单循环、单塔双循环和双塔双循环方案的技术经济比较如下：
2-1 技术经济比较
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经上述比较,可得出如下结论：
1.双循环方式与单循环方式相比系统稳定性、可靠性更高，但是初投资较高，
2.双循环方式与单循环方式相比大幅降低循环浆液量，从而整体减少浆液循环泵的电耗；且脱硫系统的阻力减少，引风机电耗降低。
3.单塔双循环由于塔内中部增加了托盘，且整个塔的高度增高，所以脱硫系统的阻力和循环浆液泵扬程都高于双塔双循环，节能效果不佳。
3 脱硫系统提高除尘效率的保证措施
目前，国内的高效脱硫除尘一体化技术主要分为两种，技术路线一是高效烟气整流器脱硫塔+高效除雾器；技术路线二是高效旋汇耦合装置+管束式除尘器。下面分别对这两种技术路线进行介绍。
3.1高效烟气整流器+高效除雾器
通过在吸收塔入口和喷淋层之间增加一层烟气整流器来改善烟气通过烟气整流器之后的分布均匀度，使得烟气在吸收塔的截面上均匀分布，从而确保烟气与浆液能充分均匀接触，提高脱硫效率；同时浆液在烟气整流器层上会形成一层液膜，烟气通过液膜，传质面积会增加，烟气与浆液的接触时间延长，脱硫效率和除尘效率会得到提高。除雾器采用高效进口除雾器，保证除雾器其出口液滴含量可小于20 mg/Nm3
技术特点如下：
1）形成持液层，强化气液接触，提高脱硫和除尘能力
在空塔喷淋中，气体和浆液接触通过吸收塔浆液喷雾来完成, 喷雾液滴的表面积和烟气的接触是去脱除二氧化硫的主要手段。烟气整流器设置在喷淋层下方, 大量的循环浆液在烟气整流器上形成了一个持液层, 提供了气体和浆液间最紧密的接触, 降低了气液两相的反应阻力，增加了传质面积。同时烟气穿过持液层，增加了气体和液体接触的时间，有效的提高除尘的效率。
2）对进入吸收塔的烟气进行整流
在传统的喷淋空塔中，烟气依靠每次穿过喷雾层整流。当烟气被连续的喷淋浆液阻力重新分布的时候，烟气已经经过大多吸收区，没有充分利用所提供的 L/G。不均衡的气体分布导致在吸收塔截面上液气比不均匀。在液气比高的区域，脱除二氧化硫和粉尘的效率也高。而在液气比低的区域，脱除二氧化硫和粉尘的效率也低，导致了吸收塔截面上脱除SO2、粉尘效率的不均匀。
3.2 高效旋汇耦合装置+管束式除尘器
该技术路线的核心技术旋汇耦合装置和离心式管束式除尘除雾装置。
旋汇耦合器利用气体动力学原理，通过特制的旋汇耦合装置产生气液旋转翻腾的湍流空间,气液固三相充分接触，降低了气液膜传质阻力，提高传质速率，迅速完成传质过程，从而达到提高脱硫效率的目的。
4 结论
通过对单塔单循环、单塔双循环、双塔双循环等高效脱硫工艺技术经济比较，根据项目的实际条件建议采用双塔双循环湿法脱硫工艺，其具有高效、节能、性能稳定等优势，同时为提高脱硫系统的除尘性能，在二级吸收塔塔采用喷淋空塔+PLUS整流措施，并通过高效除雾器提高除尘性能，实现硫氧化物、烟尘超低排放的目标。