钠碱法烟气脱硫工艺优化方案探讨

刘进军（国核工程有限公司,上海　200233）

钠碱法烟气脱硫工艺优化方案探讨

刘进军
（国核工程有限公司,上海200233）

摘要：青岛某炼厂循环流化床锅炉采用钠碱法进行烟气脱硫，需要提高脱硫效率来满足新的排放标准。经过工艺、设备的运行效果分析，采取提高浆液pH值，增加一层喷淋层和更换pH计等优化方案，即可实现烟气的达标排放。

关键词：烟气脱硫；钠碱法；液气比

0　引言

钠碱法是烟气脱硫技术中最简单的一种方法，因其流程简洁，占地小，运行稳定，设备故障率低，维护方便，广泛用于中小型脱硫装置，如循环流化床锅炉，余热锅炉，以及催化裂化的烟气治理项目。随着国家环保政策的日益严格，许多钠碱法装置的SO2排放浓度渐渐不能满足新的标准。在挖掘和利用装置潜能时，通过优化工艺流程，改善运行条件，可以提高现有系统的脱硫效率。

以青岛某炼厂动力中心的循环流化床锅炉烟气脱硫装置为例，该系统原采用钠碱法进行烟气脱硫，SO2出口浓度为150mg/Nm3。现根据相关要求，“十二五”末重点区域锅炉烟气排放达到《山东省火电厂大气污染排放标准》中的特别限制要求，须低于50mg/Nm3。由于受到场地的局限，需要对现有装置进行优化，尽量利用已有系统，使排烟满足新的标准

1　工艺简介

钠碱法工艺采用NaOH或Na2CO3等碱性物质作为吸收剂，去除烟气中的SO2。NaOH或Na2CO3作为起始吸收剂，在吸收开始时，碱性吸收剂过量，生成正盐Na2SO3。生成的Na2SO3可以继续吸收SO2生成酸式盐。酸式盐不能再吸收SO2，当吸收液中NaHSO3达到一定比例时，需要补充钠碱并排出废液。

青岛某炼厂动力中心的循环流化床锅炉烟气脱硫装置采用的是喷淋空塔，吸收剂使用30%NaOH溶液，现有三层喷淋层。脱硫系统运行主要参数如下：

2　运行参数优化

（1）适当提高pH。吸收液pH是影响脱硫效率的主要因素。根据相关实验数据可知，在pH为6～8时，随着pH的升高，吸收剂中有效成分[SO]显著提高，最终体现为脱硫效率的升高，且增幅较大。在pH>8以后，脱硫效率升高的增幅趋缓。单纯从脱硫的角度而言，pH越高越好，但是高pH运行，生成的NaSO3的吸收能力并未充分得到利用，会造成运行成本上的浪费。

本装置运行pH为6.5。通过计算，如果将脱硫效率提高到97%，则参与反应的吸收剂需要增加87.5kg/h，循环浆液的pH随之提高到6.53，出口SO2浓度计算值即可降至50mg/Nm3。根据离子平衡，系统排出的废液相应增加。

（2）增大液气比。对所有湿法工艺而言，液气比都是重要的运行参数。增大液气比，即增大了气液接触的几率。运行实践证明，钠碱法的最佳液气比为2.5～2.6L/Nm3，当液气比大于3L/Nm3，脱硫效率的增幅趋缓。

液气比高值运行，会引起电耗，水耗的增加，同时塔损阻力增加，如果风机不能满足工况的核算，还需要对风机进行调整。

本项目为提高脱硫效率，增设循环泵一台，喷淋层一层，与原有喷淋层参数一致，循环泵流量600m3/h,G400喷嘴4个。经过核算，液气比为3.43，阻力损失约增加200pa，尚在风机的高效区，原有风机不需要更换。同时因为塔体改造，还需进行结构核算。

由于增大了液气比，烟气携带的液滴会增多，经过平衡计算，需要同时补充工艺水0.77t/h。

3　设备优化

循环浆液pH是影响脱硫效率的主要运行参数。该系统pH计使用年限已超过两年。一般pH计的使用寿命为1年左右，如不及时更新出现指示偏差和电极老化等现象。更换后，必须定期进行现场调试和校正。经过优化，考虑将pH计更换为不易堵塞的自动反洗式pH计。

4　结论

对于本装置而言，单纯提高pH值，烟气出口的SO2计算浓度就有大幅下降，考虑到中小脱硫装置烟气波动频繁，运行存在不稳定因素，采取了提高液气比的措施，预期烟气脱硫效率能达到97%以上，即可满足新的排放标准。

在设计、建设脱硫系统时，其脱硫容量是基于烟气设计参数而定，因此，对于已投产的系统，装置的脱硫能力是一定的。随着燃料、负荷的波动，以及排放标准的日趋严格，系统的脱硫能力与实际需求不再匹配。在这种情况下，基于定量分析计算，通过合理预测，指导和调整适宜的系统运行方案，可在一定程度挖掘和利用脱硫潜力，避免不必要的浪费。

参考文献：

[1]郝吉明，陆永琪.燃煤二氧化硫污染控制技术手册[M].北京：化学工业出版社,2001(04).

[2]杨飏.二氧化硫减排技术与烟气脱硫工程[M].北京：冶金工业出版社,2004(08).

[3]李玉兰.钠碱法烟气脱硫盐析法结晶工艺开发[J].企业技术开发,2009(11):22-24.

作者简介：刘进军（1978—），女，湖北枝江人，本科，工程师，研究方向：工艺系统和设备设计。