摘要：針對目前脫硫吸收塔阻力大、能耗高、占地廣等不足，本公司開發(fā)了U 型曲流平流吸收塔，并以此為核心開發(fā)了OI2-WFGD-II 濕法煙氣脫硫技術(shù)，介紹該技術(shù)的工藝特點、設(shè)備布置、技術(shù)參數(shù)、設(shè)備國產(chǎn)化以及技術(shù)應(yīng)用情況。

      關(guān)鍵詞：煙氣脫硫,平流吸收塔,U 型,OI2-WFGD-II 技術(shù)

      目前世界上有上百種脫硫方法，其中濕式石灰石法脫硫工藝以其成熟度高、脫硫效率高、系統(tǒng)運行可靠性高、煤種適應(yīng)性強等優(yōu)點得到了廣泛的推廣與應(yīng)用，它在世界脫硫市場上占有超過80 % 的份額。

      江蘇蘇源環(huán)保經(jīng)過多年的探究，開發(fā)了OI2-WFGD 濕法煙氣脫硫技術(shù)，實現(xiàn)了較高的關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化率，大大降低了投資費用與運行成本，是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)脫硫技術(shù)，在國內(nèi)得到了廣泛的運用。近年來，又開發(fā)了OI2-WFGD-II 脫硫技術(shù)，改進(jìn)了工藝設(shè)備，進(jìn)一步降低了建設(shè)成本和操作費用。

      1 工藝流程

      OI2-WFGD-II 脫硫工藝由下列子系統(tǒng)構(gòu)成：石灰石制備系統(tǒng)；煙氣系統(tǒng)；SO2 吸收系統(tǒng)；石膏脫水和處理系統(tǒng)；FGD 公用系統(tǒng)；控制系統(tǒng)；電氣系統(tǒng)。系統(tǒng)原則性的工藝流程如圖1 所示。

      2 SOx 吸收系統(tǒng)

      2.1 U 型曲流平流吸收塔

      傳統(tǒng)的吸收塔大都采用垂直逆流式設(shè)計，這種類型的吸收塔有利于氣液傳質(zhì)反應(yīng)，但是通常阻力較大，配備的增壓風(fēng)機所需功率較大，需要較大的電耗。為了達(dá)到一定的脫硫效率，需要保證煙氣在吸收塔內(nèi)充分的停留時間，通常將吸收塔設(shè)計得很高（40 m 左右）。

      針對上述不足，我公司開發(fā)了U 型曲流平吸收塔（見圖2 ），并以此為核心開發(fā)了OI2-WFGD-II濕法脫硫技術(shù)。

      該吸收塔本體內(nèi)部分成兩個區(qū)域，上部為噴淋吸收區(qū)，下部為氧化反應(yīng)漿液池，吸收區(qū)內(nèi)設(shè)置有U 形隔板，隔板的兩個側(cè)邊分別與進(jìn)出口煙道的內(nèi)側(cè)面相接，上端面與吸收塔本體的頂面相接，下端面則沒于吸收塔漿液池最低液位以下，煙氣進(jìn)口、煙氣出口、吸收塔本體、進(jìn)口連接煙道、出口連接煙道、U 形隔板及漿液池液面形成封閉的U 形空間，在該U 形空間內(nèi)設(shè)置由若干層噴淋層構(gòu)成的漿液噴淋系統(tǒng)。在進(jìn)口連接煙道中設(shè)置有下部吹掃風(fēng)裝置，出口煙道設(shè)置有斜置式除霧器，漿液池中還設(shè)置有氣氛控制裝置。煙氣在該U 形空間內(nèi)與經(jīng)漿液噴淋系統(tǒng)霧化后的吸收劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并實現(xiàn)換向，基本沒有垂直高度方向上的變化。

      2.2 煙氣脫除原理

      鍋爐燃煤煙氣以5 ～1 2 m / s 的流速水平通過吸收區(qū)的漿液噴淋系統(tǒng)。在噴淋段，氧化反應(yīng)漿液池中的吸收劑由漿液循環(huán)泵輸送至循環(huán)管道通過水平霧化噴嘴，對流經(jīng)的煙氣進(jìn)行洗滌凈化，并使其降至飽和溫度，經(jīng)氣液混合接觸，煙氣中的SO2 溶解于漿液中并與CaCO3 進(jìn)行反應(yīng)，從而達(dá)到脫硫的目的。經(jīng)凈化的煙氣通過煙道中的兩級除霧器脫除其中攜帶的部分水霧、煙塵和固體顆粒后經(jīng)煙囪排出。洗滌液則由噴淋段底部流入氧化反應(yīng)漿液池中。在氧化反應(yīng)漿液池中鼓入氧化空氣，將CaSO3氧化形成石膏，并通過攪拌器的攪拌使其細(xì)化分散。生成的石膏漿液則通過由石膏旋流站和真空皮帶脫水機組成的石膏脫水系統(tǒng)處理后作為脫硫的副產(chǎn)品進(jìn)行綜合利用。

      3 煙氣脫硫裝置工藝布置圖

      采用這種U 形吸收區(qū)平流吸收塔的OI2-WFGD-II 脫硫技術(shù)工藝布置如圖3 所示。

      由于OI2-WFGD-II濕法煙氣脫硫技術(shù)系統(tǒng)阻力小，主機系統(tǒng)的引風(fēng)機余量往往已經(jīng)可以滿足脫硫系統(tǒng)的需要，因此可不再單獨設(shè)置獨立的脫硫升壓風(fēng)機。同時G G H 也可根據(jù)煙囪防腐情況省去。工藝布置如圖4 。

      4 關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化情況

      OI2-WFGD-II技術(shù)大大提高了關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化率，主要有漿液噴嘴、除霧器、煙氣擋板門等，并取得了相關(guān)專利。主要性能如下。

      （1 ）噴嘴：結(jié)構(gòu)簡單，可組合定制，可根據(jù)給定粒徑分布曲線“設(shè)計”噴嘴，自振特性可強化霧化效果。

      （2 ）除霧器：根據(jù)速度分布定制除霧器組件，內(nèi)含進(jìn)出口導(dǎo)流擴縮功能，除霧器組件與煙道中心線呈4 5 °斜置，通流臨界速度9 ～1 0 m / s 。

      （3 ）擋板門：采用內(nèi)充流體介質(zhì)彈性材料間的擠壓密封，單板框架式結(jié)構(gòu)實現(xiàn)煙氣隔絕，系統(tǒng)簡單、成本低、可靠性高、調(diào)節(jié)性能好。

      5 技術(shù)參數(shù)對比和應(yīng)用情況

      表1 為OI2-WFGD-II脫硫技術(shù)與傳統(tǒng)脫硫技術(shù)設(shè)計指標(biāo)對比情況。

      表2 給出了采用OI2-WFGD-II技術(shù)的煙氣脫硫裝置的主要性能參數(shù)與國外先進(jìn)技術(shù)的比較結(jié)果，可以看出，OI2-WFGD-II技術(shù)各項性能指標(biāo)已經(jīng)完全達(dá)到國際先進(jìn)水平，并在水耗、電耗等運行指標(biāo)上居于領(lǐng)先地位。

      本技術(shù)已成功應(yīng)用于大唐徐塘發(fā)電有限公司、商丘裕東發(fā)電有限責(zé)任公司、宜興協(xié)聯(lián)熱電有限公司等5 套FGD 總承包工程中。

      6 結(jié)論

      OI2-WFGD-II濕法煙氣脫硫技術(shù)是一種先進(jìn)的脫硫技術(shù)，設(shè)計開發(fā)的U 型曲流平流塔系統(tǒng)是國內(nèi)首創(chuàng)的工藝技術(shù)。OI2-WFGD-II脫硫工藝克服了傳統(tǒng)工藝阻力大、能耗高、占地廣等不足，具有煙道布置緊湊、空間利用充分的突出優(yōu)點，可大幅縮減投資和運行費用，減少占地面積，與常規(guī)的吸收塔相比，OI2-WFGD-II技術(shù)可以節(jié)約1 / 4 的投資、1 / 5 的運行費用，具有很強的市場競爭力、廣闊的市場和良好的推廣前景，并具備開拓國際市場的能力。

      本項目除應(yīng)用于石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝外，其U 型平流塔還可應(yīng)用于氨法、鎂法、生物法等多種濕法煙氣脫硫工藝。同時，本項目開發(fā)的關(guān)鍵設(shè)備也可單獨應(yīng)用于相關(guān)技術(shù)的煙氣脫硫工程中。OI2-WFGD-II技術(shù)發(fā)明還可進(jìn)一步推廣至其它過程工業(yè)的反應(yīng)、吸收塔的設(shè)計開發(fā)以及相關(guān)設(shè)備的研制生產(chǎn)中，為我國循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展和環(huán)保產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步作出更大的貢獻(xiàn)。