单塔双循环脱硫技术

集团科技委员会2014年第一次工作会纪要指导性意见在现阶段脱硫超低排放可选择的技术路线中提出：煤粉炉采用石灰石-石膏法湿法脱硫工艺。基建项目根据硫份情况，选用常规单塔、单塔双循环（或托盘技术）、双塔双循环工艺；技改项目根据硫分和场地情况，选用单塔双循环（或托盘技术）、双塔双循环工艺。下面介绍一下单塔双循环脱硫技术。

1、脱硫工艺

单塔双循环湿式石灰石-石膏法烟气脱硫工艺系统包括: 烟气系统、吸收塔、石灰石浆液制备系统、石膏脱水系统、工艺水系统、废水处理系统等。与其他湿式石灰石-石膏法烟气脱硫工艺相比较，除吸收塔有明显区别外，其他系统基本相同。吸收塔是脱硫装置的核心系统。

双循环吸收塔如上图所示，烟气进入吸收塔，首先与下循环喷淋管喷出的浆液逆向接触，经冷却、洗涤、脱除部分SO2后，通过碗状集液斗的导流叶片进入上吸收区，烟气在这里与上循环喷淋的浆液进一步作用，SO2几乎被完全除去。脱硫后的清洁烟气经除雾器除去雾滴后，由吸收塔上侧引出，排入烟囱。烟气中SO2的脱除分两级完成，集液斗( 收集碗) 将脱硫区分隔为上、下循环回路。下循环回路由浆液池、下循环泵、喷淋管等组成; 上循环回路由集液斗、吸收区加料槽(简称AFT)、上循环泵、喷淋管等组成，上段吸收循环浆液在集液斗中由盘底管道排出到塔外循环箱中，烟气从盘周边均匀通过和浆液进行接触和反应，集液斗要求强度高耐腐蚀强并具有较小的阻力降，其选材和结构形式要合理并要安全可靠。

集液斗结构如下图所示。由于设计了导流板，使得塔内气体经集液斗整流后，气流分布均匀，气液接触良好，减少了单循环中常遇到的死角，提高了塔内的空间利用率。

2、运行参数调整

（1）pH值

高pH 值有利于SO2的吸收，但pH值过高，石灰石的溶解、SO32－和HSO3－的氧化受到严重抑制，石膏中出现大量难以脱水的CaSO3·1/2H2O，石灰石的利用率下降，运行成本提高，石膏综合利用难以实现，并且易发生结垢，堵塞现象。因此，合适的pH值是脱硫系统正常运行的关键。调试结果表明，下循环回路浆液pH值宜控制在4.5～5.0之间，在满足脱硫要求的条件下，以下限控制。pH值主要通过调节AFT旋流站底流浆液流量来实现，必要时也可调节进入吸收塔的石灰石浆液流量。上循环回路浆液pH值宜控制在5.5～6.0之间，通过调节进入AFT的石灰石浆液流量来实现。浆液pH 值主要受石灰石供浆量、烟气量及烟气中SO2浓度的影响。当烟气量增加或FGD进口烟气SO2浓度增加时，浆液pH值下降造成脱硫率下降，应及时升高pH值；当烟气量下降或FGD进口烟气中SO2浓度下降时，浆液pH值上升系统脱硫率升高，应及时调低pH 值维持经济运行。

（2）浆液密度

浆液密度过低不利于石膏晶体生成。过高容易造成管道的堵塞，加大泵、搅拌器和管道的磨损; 循环泵的运行电流升高，增大单位时间内浆液循环泵的电耗; 容易造成石灰石堵塞和石膏脱水困难等。因此，必须维持合适的浆液密度。

调试结果表明，下循环回路密度宜为1070～1095kg /m3，含固量约为10%～15%。浆液密度主要通过石膏脱水系统的启动或停运来调整。当吸收塔浆液密度达到1095kg /m3，石膏排出泵将石膏浆液排入石膏旋流器进行一级脱水，溢流浆液回至吸收塔( 或排至废水处理系统) ，吸收塔浆液密度逐渐下降; 待吸收塔浆液密度降至1070kg/m3 时，停止排出石膏浆液。

上循环回路(AFT) 浆液密度宜为1030～1080kg/m3，含固量约9%～13%。浆液密度主要通过AFT旋流器的启动或停运来调整。当AFT浆液密度达到1050kg/m3时，启动AFT浆液旋流泵，向旋流站供浆，经旋流站分选，底部粗颗粒浆液( 底流) 自流到吸收塔浆液池，上部稀浆液自流到AFT。待AFT浆液密度降至1030kg/m3时，停运AFT 浆液旋流泵。

（3）液气比

液气比通常通过循环泵的投用数量来调整。在任何负荷下应保证吸收塔、AFT至少一台循环泵投入运行。若增加石灰石浆液供浆量，调整上、下循环浆液的pH值至控制值的高限，仍无法保证出口SO2排放浓度达标时，应增加循环泵运行台数；若遇到出口SO2排放浓度持续降低，要考虑切换循环泵的运行，并适当调低运行的pH值。

3、技术特点

（1）双回路开放式喷淋塔：特别适用于高含硫量项目或者对脱硫效率要求特别高的项目；

（2）双循环工艺可以满足不同工艺阶段对不同浆液性质的要求，分步控制工艺反应过程，使反应过程更加优化，因此获得更高的脱硫效率；

（3）高pH值的二级循环在较低的液气比和电耗条件下，可以保证很高的脱硫效率（98%以上）；低pH值的一级循环可以保证吸收剂的完全溶解以及得到很高的石膏品质，并大大提高氧化效率，降低氧化风机电耗；

（4）两级工艺延长了石灰石的停留时间，可以实现使用品质较差的石灰石并且可以有效地提高石灰石的利用率；

（5）双循环过程可以避免传统工艺参数之间的相互制约，使反应过程更加优化，更能快速适应煤种和荷变化。