王子晓
山东华鲁恒升化工股份有限公司 山东省德州市 253000
摘要：燃煤锅炉的烟气排放常存在烟气拖尾(拖尾烟气称为“烟雨”)现象，采用氨法脱硫等脱硫工艺时这种现象尤其严重，烟气拖尾有时长达数百米，造成的二次视觉污染成为环保的关注焦点，散落的“硫铵雨”对周边设备造成严重腐蚀。此外，随着环保排放要求提高，二氧化硫排放质量浓度要求达到35 mg/m3超低排放水平，进一步使得烟气拖尾现象更为严重。为了解决上述技术问题，通过对氨法脱硫装置进行优化改进，有效的解决了以上问题。
关键词：氨法脱硫；除雾；喷淋；除雾器
引言
氨法脱硫用除雾冲洗系统，各层间装有冲洗管，通过对烟气的正向冲洗及反向冲洗使气溶胶和逃逸氨得到清洗吸收，同时分层冲洗使溶液梯差浓度得以形成，烟气温度得到进一步降低，为除雾器的汽水分离提供了条件。由此，降低了排放烟气中气溶胶的浓度，有效的解决了烟雨问题。
1、氨法脱硫装置主要结构
氨法脱硫用除雾冲洗系统主要包括：自上向下设置的：湿式电除尘器；第一除雾喷淋管，设置为向下冲洗；第一屋脊除雾器；第一丝网除雾器；第二除雾喷淋管，设置为向上冲洗；第三除雾喷淋管，设置为向下冲洗；第二屋脊除雾器；第二丝网除雾器；以及第四除雾喷淋管，设置为向上冲洗。
氨法脱硫装置，自下而上依次设置为氧化段、浓缩段、吸收段、上述氨法脱硫用除雾冲洗系统，以及出烟口，其中，浓缩段，与氧化段连通；其中，浓缩段设置有：烟气入口，用于向浓缩段通入烟气；一级循环喷淋装置，设置为与氧化段连通以实现一级循环喷淋；氧化段，经烟气上升管与吸收段连通；其中，氧化段设置有：氧化装置，设置为与压缩空气连通；吸收介质入口，设置为向氧化段内通入氨气或氨水；循环输出口，设置为与循环槽连通；以及硫酸铵输出口；吸收段，与浓缩段隔离；吸收段内设置有喷淋装置，设置为循环槽连通；吸收段设置为通过回流装置连通至氧化段以实现回流；氨法脱硫用除雾冲洗系统，与吸收段和出烟口连通。
2、氨法脱硫的主要流程
烟气经烟气入口进入脱硫装置，通过工艺降温水管输送的工艺降温水对烟气进行降温，在浓缩段内烟气与一级循环泵带来的氨水充分混合，混合后的烟气均匀的通过烟气栅格板，在喷氨段与喷氨管的氨气进一步混合，然后通过烟气鼓泡管，与氧化段的浆液混合，空气压缩机将压缩的空气通入到氧化段内压缩空气管，压缩空气与(NH4)2SO3进行反应，生成(NH4)2SO4，洁净的烟气通过烟气上升管进入吸收段，在吸收段内经过二级循环喷淋管喷淋，并且通过填料层使气相与液相增大了接触面积，进一步将少量的与氨水进行反应，产生(NH4)2SO3通过回流管返回到氧化段，再次进行氧化反应。烟气通过填料层、一级喷淋管、填料层、二级喷淋管、填料层和三级喷淋管，及除雾冲洗系统后，排入大气中。
3、脱硫装置及喷淋系统的改进措施
3.1设置隔板及离心分离机
吸收段和浓缩段之间设有隔板隔离，氧化段的烟气上升管穿过隔板进入吸收段内。喷氨段与氧化段之间设置有烟气隔板，烟气鼓泡管穿过烟气隔板进入氧化段与氧化段连通。烟气鼓泡管和烟气上升管分布在脱硫装置中。
在氧化段产生的浓溶液通过输送泵进入硫酸铵槽进行沉淀，然后通过料液泵送入蒸发结晶器，在蒸发结晶器内进行洁净干燥，然后进入离心分离机进行分离，分离出的水返回到硫酸铵槽内，分离出的硫酸铵通过干燥机进一步干燥，产生硫酸铵。
3.2设置喷氨段
高温烟气通过降温，增湿后从塔的中部进入，在浓缩段内进行第一步脱硫除尘，初步进化后的烟气进入喷氨段，进行精准喷氨，通过众多的鼓泡管进入到氧化段的浆液中，浆液对SO2、细颗粒物、气溶胶、盐雾等进行捕捉和吸收，烟气通过浆液过滤后穿过泡沫层，泡沫层进一步进行精细的捕捉和拦截逃逸的污染物，完成第二部深度进化，浆液中的亚硫酸铵被空气压缩机送出的压缩空气进行氧化，形成硫酸氨，深度进化的烟气在氧化段汇集，通过烟气上升管穿过浓缩段，到达吸收段，烟气中夹带的少量颗粒物、及含亚硫酸铵和硫酸氨的飘滴被二级循环喷淋管、一级喷淋管、二级喷淋管、三级喷淋管及除雾冲洗系统进一步脱出，完全净化的烟气排除烟囱。
3.3增设双氧水氧化器
新增双氧水氧化器，实行次氧化功能，同时改造浆液原有氧化分布器，实现氧化段浓液系统的主要氧化。在浓缩段内进行双循环强制氧化，在吸收段进行三循环强制氧化的设计，实现了浆液系统全过程氧化，整个系统氧化率大大提高，最大限度地减少了亚硫酸铵的存在，抵制其易分解的逆反应发生，从设计上就减少了亚硫酸铵被烟气携带的量，降低气溶胶中亚硫酸铵组分。
3.4增加喷淋系统
除雾冲洗系统采用塔盘分层布置四级喷淋系统。各层间装有喷淋水，通过对烟气的正向清洗及反向清洗使气溶胶和逃逸氨得到清洗吸收，同时喷淋分层设计使溶液梯差浓度得以形成，烟气温度得到进一步降低，为除雾器的气水分离提供了条件。
3.5优化屋脊除雾器及除雾冲洗系统
除雾冲洗系统包括二层屋脊除雾器和二层丝网除雾器。下级屋脊除雾器为粗除雾，上级屋脊除雾器为精除雾。丝网除雾器具有较高的除雾率，能够将极小的雾滴有效地吸附与脱出下来。同时也具有压降小、比表面积大的特点。两种除雾器同时使用，其除雾除效率可达到99%以上。
4、改造效果
氨法脱硫氧化率的主要影响要素为:亚硫酸铵浓度、pH、温度、空气流量和流速等。其中，满足空气分布均匀、与脱硫溶液充分接触、实现强制混合反应，是运行操作控制的关键。通过控制氧化段内运行液位、提高氧化效果工作性能，提高氧化风风压，压缩空气管上增加冲洗水管道，并定期冲洗防堵塞，确保氧化风压力控制在70~80kPa。通过交叉试验，确定吸收液最佳pH为4.5~5.5，测定浆液系统氧化率提高到99.8%以上。
运用喷淋鼓泡特性，在一个塔体内，符合了喷淋和鼓泡两种工艺特点，在氧化段内烟气充分与浆液鼓泡混合，在浓缩段和吸收段内充分喷淋，在其具有较高脱硫效率的同时，具有较好的除尘效果，脱硫效率：96%-99%系统出口烟气SO2排放35mg/m3，烟尘浓度10 mg/m3。充分利用了两种工艺的高效区段，提高了效率，降低能耗，比同类脱硫装置总体降低电耗10%以上，烟气负荷弹性大，均气效果好，适用于不同工况，系统稳定性强，可以通过调节浆液面高度来调节脱硫效率，适用于不同煤种及锅炉负荷变化。
5、结语
该氨法脱硫装置，提高了氨利用率。经抽样分析出口烟气平均氨逃逸质量浓度<5mg/m3、液滴质量浓度<70mg/m3，均达到设计规范要求。烟气拖尾程度得到极大的改善。
参考文献
[1]蒋文举.烟气脱硫脱硝技术手册[M].第一版.北京：化学工业出版社，2007:288-302.
[2]雷仲存.工业脱硫技术[M].第一版.北京：化学工业出版社,2001:130–144.