关键词；工艺原理; 故障处理
1工程概况
本工程为河南中美铝业有限公司熔盐炉脱硫脱硝除尘工程，采用脱硫脱硝除尘一体化工艺，系统布置在熔盐炉原有风机后，按照两炉一套系统的方式建设脱硫脱硝除尘一体化设施，单套系统处理烟气量为：105000m3/h，净化后烟气从脱硫脱硝塔顶部直接排放。经过系统后SO2的排放量为≤100mg/m3，氮氧化物的排放量为≤200mg/m3，颗粒物的排放量为≤20mg/m3。
2.1系统工艺原理
2.1.1脱硝原理
（1）工艺原理
低温还原脱硝工艺是我公司根据目前烟气治理的环保要求，针对各种型号锅炉开发的一种新型脱硝工艺。
烟气经过引风机及脱硫塔之后进入氧化室进行前期脱硝处理（在脱硫过程之后进行脱硝能有效提高脱硝率），随后进入脱硝还原塔，还原塔采用类似喷淋塔的形式，塔体顶部设置有多元催化层、烟气旋流层，塔底部设计有烟气滞留层（同旋流层作用一致，起到烟气与脱硝剂充分混合功能）、利用循环泵从循环池内将脱硝液注入脱硝塔顶部并让其形成雾化，脱硝液在对烟气进行脱硝之后回流至循环池内进行二次利用（有效降低脱硝成本）；在多元催化剂层中脱硝剂有选择性的将烟气中的NO和NO2同时还原为氮气和水。
低温脱硝剂主要成分为碱、CaCO3(石灰石)及少量氨与尿素，将烟气中的氮氧化物还原后不会产生二次污染。
多相催化剂层的设置使得脱硝还原剂的氧化针对性强，只与烟气中的NO反应，在保证了脱硝去除率的同时降低了运行费用。
（2）运行流程介绍
低温脱硝工艺主要包括以下三个基本过程：
§ 在烟气进行脱硫之后再进行脱硝
其设计原理为：烟气在进行脱硫之后，脱硝剂会有效提高脱硝率，进而达到降低脱硝成本。
§ 脱硝剂的注入方式为：
脱硝剂存储罐-进入脱硝剂配比罐与水进行自动配比-然后进入脱硝塔最顶层与氧化室喷淋。（由PLC自动控制配比量）
§ 脱硝剂的循环利用：
脱硝剂注入氧化室在脱硝塔顶部与烟气反应之后回流至循环池内，再经由循环泵二次注入塔内使用，脱硝配比罐会根据循环池内脱硝剂的剩余含量进行连锁控制，酌情控制脱硝剂的注入量。
（3）影响因素
§ 二氧化硫的含量影响脱硝率；
§ 烟气的温度影响脱硝效率；
§ 停留时间。为保证脱硝剂的循环利用和脱硝效果，设置脱硝塔作为脱硝反应的主体，烟气停留时间一般为（2～5）s；
§ 系统阻力；整个脱硝系统的阻力≤800Pa。
（4）系统特点
§ 建设周期短，工程投资少，特别适宜于已经配套有湿法喷淋塔的各种炉型的改造；
§ 此法的脱硝效率高、且稳定可控，操作简单、运行管理方便。
§ 脱硝剂将烟气中NOx的浓度稳定的控制在50～100mg/Nm3之间的任意数值区间内；
（5）适用炉型
能应用于所有锅炉，不受温度及负荷的影响。
根据低温脱硝的技术特点以及氮氧化物浓度较高脱除难度大的特点，设计为双塔脱硝脱硫，一塔脱硫一塔综合脱硫脱硝。脱硫脱硝装置布置在引风机后正压运行，脱硝塔设立在脱硫塔之后，脱硝塔进入烟气排出系统，烟气排出系统上方根据环保部门要求留有烟气检测口，烟气检测平台等。爬梯也严格执行环保部门要求，由往返爬梯组成。
（6）脱硝剂的制备及存储系统
本设计中低温脱硝剂，可直接采购供货方配置好的成品脱硝还原剂，省去现场制备系统的麻烦，现场仅需储罐和配比罐。也可根据贵公司实际情况在当地进行脱硝剂成分的采购自行配比并使用。
（7）脱硝剂的计量输出
低温脱硝剂的投加泵采用计量泵经PLC和传感器自动投加，可根据锅炉运行负荷及时调整脱硝剂的投加量，也可进行自动投加以减少人工成本和操作繁琐等问题，在保证脱硝效果的前提下减少药剂的使用量，减少运行成本。
（9）脱硝剂与烟气混合进行脱硝反应
根据现场布置及设备情况，在引风机脱硫后设置脱硝剂反应氧化室，然后进入后续脱硝塔进行脱硝处理，使氮氧化物充分脱除后进入烟囱达标排放。
注：由于还原剂含氨基成分很低，所以不存在氨逃逸。本系统可兼容氧化吸收法和综合吸收法。
2.1.2单碱法脱硫原理
主要工艺过程是，清水池一次性加入氢氧化钠制成脱硫液，用泵打入吸收塔进行脱硫。三种生成物均溶于水，在脱硫过程中，烟气夹杂的飞灰同时被循环液湿润而捕集，从吸收塔排出的循环浆液流入沉淀池。灰渣经沉淀定期清除，可回收利用，如制砖等。
锅炉烟气经除尘器、引风机后，首先进入脱硫塔内部与经过雾化后的脱硫液进行脱硫反应；烟气在塔内通过四层喷淋装置进行三级脱硫反应，SO2总脱除率可达到90%以上；脱硫塔内NaOH吸收SO2发生中和反应生成NaHSO3与Na2SO3,然后流入下游水池进行循环使用，完成对烟气中SO2的吸收净化。经脱硫后的干净烟气通过脱硫塔上部的二级除雾装置进行脱水，除去烟气中夹带的水，经过脱硫除雾后的烟气进入脱硝塔内部。随着脱硫反应的进行，循环池内PH值不断下降，当循环池内PH值降到7以下时，要及时向循环池补充氢氧化钠以防PH值过低影响脱硫效果。还有防止脱硫液呈酸性，造成管道腐蚀渗漏现象发生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
本工程选择单碱法为脱硫工艺，以氢氧化钠作为脱硫剂。由于在吸收过程中以氢氧化钠吸收液，脱硫系统不会出现结垢等问题，运行安全可靠能在较小的液气比条件下，达到较高的二氧化硫脱除率。
单碱法脱硫工艺技术是一种较好的脱硫技术，该工艺较为成熟，投资少，结构简单，安全性能好，并且能够减少二次污染，脱硫剂循环利用，降低了脱硫成本，能够带来一定的经济效益。相对于钙法脱硫而言，避免了如管路堵塞、烟温过低、烟气带承和存在二次水污染等问题；占地面积小，运行费用低，投资额大幅减小，综合经济效益得到很大的提高。
（1）工艺系统
SO2吸收系统包括以下内容：脱硫塔、脱硫液循环、脱硫液排出、烟气除雾等几个部分，还包括排空设施。
本工程脱硫塔采用的是喷淋塔。我方参考国外同类设备的基础上，通过消化吸收，确定了脱硫塔内喷淋层和喷嘴的布置、除雾器、烟气入口和烟气出口的位置，优化了PH值、液气比、烟气流速等性能参数。
喷淋组件之间的距离是根据所喷液滴的有效喷射轨迹及滞留时间而确定的，液滴在此处与烟气接触，SO2通过液滴的表面被吸收。
进气隧的布置是精心设计的，以保持朝向吸收塔有一定的向下倾斜坡度，从而保证烟气的停留时间和均匀分布。
脱硫循环池中的混合溶液由循环泵循环并配送到喷嘴，产生非常细小的悬浮液滴。
2.2各工艺环节作用
2.2.1脱硫塔部分：
烟气先经引风机然后进入脱硫塔，进入脱硫塔后首先进入旋流层改变烟气流向及降低烟气流速。
烟气出旋流板后继续上升，由第一层喷淋实现降温及首次脱硫反应进入催化层。
催化层为陶瓷材质，主作用为让烟气均匀进入催化层由催化层上方的第二层喷淋对烟气进行充分反应，达到脱硫效果。
烟气在经过第五层喷淋后进入烟气管道，此过程中烟气中二氧化硫已经达标，进入后续脱硝部分。
脱硫喷淋部分由四台水泵组成，其中2用2备，1、2号脱硫循环泵负责脱硫塔第一及第三层喷淋，3、4号脱硫循环泵负责第二及第四层喷淋。
脱硫塔底部设有回流阀，将喷淋后浆液回流至循环池准备进行后续喷淋。
2.2.2脱硝塔部分
烟气脱硫后首先进入氧化室，氧化室内由3个螺旋喷头组成，其主要目的是让氮氧化物进入脱硝塔之前，进行前期氧化还原反应。其中氧化室喷入的脱硝剂为一次配比液（未经循环利用的新浆液）。
烟气经过氧化室初步反应之后进入脱硝塔内，此时脱硝塔内烟气温度已经降至100度以下（100度以下为脱硝最佳运行工况）。
脱硝塔由4层喷淋组成，烟气在经过第一第二层喷淋后进入后续的管束除尘系统。
管束除尘可有效将烟气中的尘含量从50毫克降到10毫克以下，管束除尘内设有清洗喷淋层。
管束除尘上方设有两层除雾器装置，可将烟气中的水蒸气过滤并落入塔底部，从排水循环阀流出到循环池内。
除雾器为玻璃钢材质，厚度3MM，间隙厚度40MM，可有效处理烟气因温度和喷淋造成的水蒸气，然后将脱硫脱硝后的烟气从脱硝塔上部的烟囱排出。（水蒸气含量过高会造成在线监测误报，造成尘含量不达标）。
2.2.3水循环部分：
脱硫由3台水泵组成，其中喷淋层2台，备用水泵1台。
水泵下方均设有回水阀，水泵进水口设有补水罐装置防止浆液回流至水池，造成水泵空转。
水泵补水罐按照国家相关标准，做到一泵一罐设计，补水罐上方设有注水口及排气口。
每台水泵出水口都设有不锈钢蝶阀，可灵活根据现场工况进行调整。
水泵出水口为PPR材质，可有效杜绝腐蚀现象的出现。
每层塔体喷淋管由316L不锈钢管制成，喷头为316L防腐螺旋喷头。
喷淋层每层按照液气比计算配置。
2.2.4浆液制备系统
脱硫浆液可储存到现场的脱硫液体罐内，脱硫罐设有卸料水泵，减去人工添加工作量。
脱硫浆液经自吸泵注射到脱硫循环池内，自吸泵由PLC控制。
脱硫罐设计储量是根据现场锅炉工况设计，每加注满罐体可持续运行2天-3天。
脱硝浆液可存储到现场的脱硝液体罐内，脱硝液体由计量泵持续添加到罐内，并与水中和。
脱硝液及脱硫液罐均设有自动控制电路。
2.2.5电器控制系统
脱硫部分为手动启动、停止人工操作。脱硫循环池内安装PH计，可自动检测水池内部PH值平衡度。
脱硝部分为PLC自动控制并且预留人工控制，脱硝浆液出口设有流量计，流量计跟变频器联锁并且接受在线监测氮氧化合物含量，进行自动控制流量进入大小，有效降低运行成本及人工工作强度。
脱硝罐液位由磁翻板液位计自动控制，浆液以设定值为标准进行自动加注。
PLC采集烟气中二氧化硫及氮氧化物数值，进行自动控制投加量的多少。
PLC采集PH值信号，液位信号，电机电流曲线信号，记录期为6个月，支持打印功能。
熔盐炉增加的四台风机由变频器控制，并采集炉内压力偏差抵消掉脱硫脱硝设备影响的引风压力。
设备控制系统避雷由单独接地网组成，严格与设备接地区分。
论文作者:刘亚巍
论文发表刊物:《科学与技术》2019年14期
论文发表时间:2019/12/5
标签：烟气论文; 喷淋论文; 浆液论文; 系统论文; 水泵论文; 工艺论文; 氧化物论文; 《科学与技术》2019年14期论文;