浅谈钠基干法脱硫在余热燃气锅炉上的工程应用.docxVIP

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浅谈钠基干法脱硫在余热燃气锅炉上的工程应用

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摘要：本文对现有的燃气余热锅炉上运用钠基干法脱硫的工作原理和使用情况进行了介绍，该工程应用有效地降低锅炉排放烟气中SO2含量，满足环保政策要求，同时缓解周边环境压力，具有明显的社会效益、环境效益。

关键词：钠基干法脱硫；余热燃气锅炉；工程应用

某钢厂现有运行1x265t/h高温超高压燃气锅炉，燃料为高炉煤气及部分转炉煤气，从烟气排放检测指标来看，氮氧化物完全满足超低排放要求，但受高炉原材料变化对煤气成分的影响，SO2含量一直处于变动较大的状况，针对上述现状，接合需根据相应国家环保政策发展预计，对比了目前的SCR技术、活性焦技术、钠基干法技术[1]等目前主流干法烟气处理技术[2]后，考虑到某钢厂烟气氮氧化物含量已经较低的情况，以及综合考虑投资，废弃物处理成本及市场需求等问题后，决定采用钠基干法技术，只针对烟气的SO2进行处理。

1、设计基础条件及要求

1.1锅炉出口烟气参数

序号

项目名称

单位

数值

1

烟气温度

℃

140～160

2

烟气量

m3/h

680000

3

原烟气SO2浓度

mg/Nm3

150

4

原烟气NOx浓度

mg/Nm3

15～30

5

原烟气颗粒物浓度

mg/Nm3

5～10

6

运行时间

H

8000

7

O2

%

2.1

1.2、设计指标要求

根据国家标准及环保发展需求，本工程执行《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）表2标准。如下：

序号

指标名称

单位

排放限值

1

SO2（标态、干基、3%O2）

mg/Nm3

≤35

2

烟尘（标态、干基、3%O2）

mg/Nm3

≤5

3

NOx（标态、干基、3%O2）

mg/Nm3

≤50

2、工艺流程

针对烟气治理要求，本工程从安全性、技术成熟性、投资性价比及设备布置方面综合考虑后，采用钠基干法脱硫除尘一体化的技术，经钠基干法脱硫+布袋除尘后的净烟气分别返回原烟囱排放，烟气的流程走向如下：

锅炉烟气→脱硫反应器→布袋除尘器→增压风机（新增）→原烟囱

图1工艺流程简图

进过上述处理流程后，锅炉的原始烟气由引风机入口引出后进入钠基干法脱硫反应器，在反应器内烟气中的SO2与经激活后的钠基脱酸剂反应得以脱除，脱硫后的烟气进入布袋除尘器，脱硫生成的固态产物与其中的烟尘一起被高效捕集，净化后烟气由新增增压风机送到原烟囱排放。

新增脱硫系统考虑管道及布袋除尘器的系统阻力，每套系统新增增压风机两台，单台风机运行能满足机组75%的负荷，正常运行时2台增压风机均变频运行。

2.1工艺说明

钠基干法脱硫除尘技术主要包括：烟气系统、脱硫剂制粉系统、钠基干法脱硫反应系统、布袋除尘系统、后产物处理系统和电仪系统等。锅炉出口的烟气进入脱硫系统。将研磨后粒径为800~1000目的碳酸氢钠超细粉喷入钠基干法反应器内，碳酸氢钠超细粉在高温烟气的作用下分解出高活性碳酸钠和二氧化碳，活性强的Na2CO3与烟道内烟气中的SO2及其他酸性介质充分接触发生化学反应，被吸收净化。脱硫后粉状颗粒产物随气流进入布袋除尘器进一步除尘。

2.2、系统配置

脱硫剂采用50目左右的碳酸氢钠粉，经超细磨机研磨为粒径800~1000目的细粉，用以脱硫反应，每套锅炉脱硫系统配设2套磨机及喷吹系统、一用一备，根据进出口SO2值自动调节脱硫剂研磨量。

根据锅炉的运行工况，脱硫剂喷射点，具体位置将根据锅炉出口的烟气烟道调整喷射位置，以保证脱硫效率。

系统配置一套布袋除尘、气力输灰装置。新增加脱硫除尘后烟气系统增加≤2000pa的烟气阻力，在每套除尘器后分别新增2台增压风机，以满足系统的运行要求。

脱硫系统入口、增压风机出口烟囱处均需安装烟气在线监测装置，进口新增，出口利旧，根据环保局要求安装。

2.3、反应机理

钠基干法脱硫是利用脱硫剂超细粉（800~1000目）与烟气充分混合、接触，在催化剂和促进剂的作用下，与烟气中SO2快速反应。而在反应器、烟道及布袋除尘器内，脱硫剂超细粉与烟气中的SO2发生反应。反应快速、充分，在2秒内即可生产副产物硫酸钠。通过布袋回收副产物，作为化工产品利用。

这种反应脱硫效率高，按化学反应当量1:1时，脱硫效率大于95%，而且是一次性喷入脱硫剂，不需要循环。

主要反应：

2NaHCO3(S)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)(1)

SO2(g)+Na2CO3(s)+1/2O2=Na2SO4(s)+CO2(g)(2)

副反应：

SO3(g)+Na2CO3(s)=Na2SO4(s)+CO2(g)(3)

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运行情况分析

该项目于2019年4月份投用至今，基本满足原设计要求，主要