燃煤电厂除灰-脱硫系统一体化工艺探讨

燃煤电厂除灰 -脱硫系统一体化工艺探讨

樊玉龙

华能新疆吉木萨尔发电有限公司， 831799

摘要:随着我国人们生活水平的提高，对于环境污染有了新的认知。脱硫系统除灰系统是火力发电厂重要的环保系统，担负着锅炉烟气SO2和烟尘合格排放的主要责任。近年来，随着烟气污染物超低排放要求全面实施及全国煤炭市场价格飙升，对脱硫除尘系统运行提出更高的要求，既要实现SO2和烟尘全负荷超低排放，又要降低系统单耗。所以脱硫和除尘的优化运行尤为重要。本文针对燃煤电厂的脱硫系统一体化工艺进行了分析，探讨在现在的工业化生产中除尘、脱硫一体化产业建设，并积极分析了该工业生产的可行性，希望能够为相关单位提供参考借鉴。

关键词：燃煤电厂除灰；脱硫系统；一体化工艺
1.简述“除灰”、“脱硫”系统一体化建设的必要性
从现有的 燃煤电厂的生产管理开看，锅炉在生产中会排出大量的灰尘和炉渣，这些物质一般都带有活性的氧化钙等碱性物质，经过工业化系统处理后，这些灰尘会和冲灰水融合，导致PH值升高，且含有重金属化合物的污染物也会影响整个燃煤电厂的生产效率，企业要承担巨额的排污和超标费用。从工业化生产角度来看，通过将燃煤电厂的生产工艺予以改革，重新设计冲灰系统，如在其中加入酸性物质，溶解含钙离子的碱性环境，降低冲灰水的PH值。但是在实际的生产工艺中，锅炉也会派出大量的含硫、含氮、含氮等酸性气体，若没有处理排放到自然环境会导致酸雨等问题；通过化学融合的思路将燃煤电厂锅炉的酸性气体烟气融合到碱性环境中，可以实现酸碱中和，以废治废的目的，还能够降低生产成本，简化处理系统。
2.探讨“除灰”、“脱硫”系统一体化建设的工艺原理
       在燃煤电厂的生产工艺中，飞灰指的是冲灰水结垢所产生的碱性灰尘，对整个燃煤电厂的废物排放有直接影响，处理方式是在冲灰水中加入一些碱性物质，实现酸碱平衡，减少结垢问题。燃煤电厂的脱硫塔系统中含有硫酸，可将其作为吸收液，控制吸收液的酸性物质和飞灰的碱性物质中和生成，可改善除灰系统的运行效果。经过中和后，酸性物质还能继续送回脱硫塔中吸收烟气中的二氧化硫，实现了以废治废的目标，而同一燃煤电厂的飞灰也可以利用碱性物质来减少烟气中的二氧化硫的量，实现除灰、脱硫的一体化工艺处理。
3.除灰、脱硫的工艺处理重要工艺
       为了保证除灰系统的效果，需要利用除灰模拟试验来要求脱硫吸收液的PH值，并保证满足除灰系统的水质要求；可采样氧化镁作为脱硫剂，可节约制造浆液系统的整体处理流程，可以用处理后的废水作为冲灰水，简化整个系统操作；可以在脱硫塔中设置两层喷淋装置和系统，下层可以作为循环的吸收液，可减少吸收液的PH值，也能够满足除灰系统对整个除灰水水质的要求，也可以调整整个系统的PH值，上层可以采用氧化镁来控制处流率，也能够系统的PH值控制在5-6范围左右；可以在整个系统中加入除硫剂，如可以在脱硫塔底部设置空气曝气装置，进而保证吸收液的硫酸能够在短时间内被迅速氧化，吸收空气中的二氧化硫。
研究可知，当整个冲灰水的pH值小于2.5时候，不同浓度的TDS浓度都可以顺利完成除灰，控制灰浆pH值低于8，达到控制废水排放的要求。但TDS浓度增大，整个灰浆和灰场排水的pH值浓度会有增大的趋势，分析可能是       因为冲灰水的离子强度不断增大，离子效应也会降低，这种现象有利于飞灰碱性物质被充分利用。可见，除灰、脱硫系统可以有效控制除灰系统的灰浆浓度，当其pH值小于8.5时候，可以保证除灰系统和排水满足水质达标的要求，脱硫率可以控制在65%-78%。
4.对于除灰-脱硫一体化工业生产的可行性研究分析
4.1工艺特点分析
       对比传统的湿法工艺技术，除灰脱硫一体化工艺有极强的运用优势，如其可以实现除灰、脱硫系统的综合运行，在实际的烟气脱硫的环境中解决整个系统无法长期运转的问题，如系统结垢和pH值超标，该问题会影响飞灰的中的碱性物质处理，可实现以废治废，最终降低整个系统的运行成本；因为脱硫塔的吸收液的pH值较低，可以通过直接和氧化镁反应形成溶液，可减少传统的司法处理工艺中制浆流程，可通过循环使用氧化镁作为脱硫剂，保证脱硫产物硫酸镁溶解度发生变化，也能够将冲灰水及时导入冲灰系统中，并在pH值增加的同时以氢氧化镁的沉淀物形式排出，这种方式实现了镁元素的循环利用，可以节省废渣和废水的处理，简化整个体系的处理流程，也能够降低设备的投资。从效率分析来看，除灰脱硫工艺可以简化生产流程，因为设备的投资费用效率不高，工业建设成本不高，投产后的成效十分显著，表示工艺化方式十分可行。
4.2生产工艺控制
       燃煤电厂除灰－脱硫系统的飞灰以及pH值超标问题难以控制，在具体的处理过程中可以在针对碱性物质的含量设置一个小型的烟气脱硫系统，该系统不需要加入脱硫剂就可以解决除灰系统的运行问题，还能够起初系统中的二氧化硫，运行效果十分明显，还能够减少结垢问题和水质二次处理，且因为系统的运行费用不高，设备的设置十分简单，投资也不高，因此可以运行。在实际的生产工艺控制方面，在生产运行中也可能存在腐蚀、硫酸的氧化问题。如整个除灰－脱硫系统都是在传统的工艺上进行的，所有的工艺设备和装置都是老机组上组装建设，除灰系统以及管网系统都是原有的设备装置，整个工艺环境中，pH值的运行系统不好，设备腐蚀较为严重，在生产需要和经济性的影响下，系统的后期运行可能存在一些适用性问题，针对此，燃煤电厂需要考虑自身系统的问题，科学分析飞灰系统和烟气的通道设置问题，科学分析除灰－脱硫的一体化工业环境，并优化现在的燃煤电厂，脱硫工艺，最终保证整体的生产效果。

       此外，针对硫酸物质进行综合演化分析，二氧化硫的吸收液中含有大量的游离氢离子和硫酸离子，降低这些阴阳离子的含量会影响二氧化硫的吸入和反应效果，如果要控制酸碱平衡，提升脱硫率，需要提供足够的氧元素和催化剂如氧化镁等，目前很多工厂已经对该工艺进行优化，获得了一定的工业运用价值。

5.节能降耗措施

5.1调整灰斗蒸汽加热温度，防止飞灰湿度大，流动性差。灰斗蒸汽盘管统一是直径38mm的钢管，双室四电场共计八个阀门分别控制蒸汽流量。因灰量不同灰斗自身产生温度不同，所以需要蒸汽量。一般烟气露点温度在85~100℃之间，所以我们调整八个蒸汽调节门，使各灰斗温度维持在100~110℃之间，减少蒸汽浪费。

5.2两台机组各设计3台输灰空压机，输灰压缩空气管道中间增加联络门，两台机组运行期间，增加压缩空气互相协调能力，互为补充，一般情况下可以减少一台输灰空压机运行，一方面节能降耗，另一方面提高了系统的可靠性，为设备检修提供便利。
6.结语
综上所述，燃煤电厂的除灰－脱硫装置的联合运行可以提升飞灰和废水的处理效果，提升燃煤电厂的生产工艺，减少废渣、废水的排放，但是在生产中还需要考虑阴阳离子的平衡，催化剂的使用，以保证pH值吸收液的处理效果，经过试验研究，除灰－脱硫系统一体化建设在理论、工业运行方面可实践，具有费用低，操作简单的优势，建议推广。

除灰、脱硫一体化工艺原理分析

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