本文探討了高硫煤超潔凈改造的技術路線，并在燃用高硫煤電廠超低排放改造上成功應用，為高硫煤超低排放改造提供了寶貴的經(jīng)驗。

2014年9月，國家發(fā)展改革委、環(huán)保部和能源局聯(lián)合印發(fā)了《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃(2014~2020年)》，明確要求新和在役燃煤發(fā)電機組大氣污染物排放濃度達到或接近達到燃氣輪機機組排放限制:即在基準氧含量6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10mg/Nm3, 35mg/Nm3和50mg/Nm3，個別地區(qū)煙塵排放濃度要求達到5mg/Nm3。這一標準直接將我國的火電廠煙氣排放帶入了超潔凈排放時代。

在此背景下，對于燃用高硫煤的煙氣脫硫裝置選擇何種技術路線進行超潔凈改造也成為急需解決的問題。本文合理分析了中、低硫煤和高硫煤超低排放改造的技術路線，并在某燃用高硫煤電廠超低排放改造成功應用，具有重要的推廣意義。

1高硫煤超低排放改造的技術路線探討

對于燃用中、低硫煤(收到基硫含量2%以內)的超潔凈排放改造，脫硫效率要達到98%以上，常規(guī)的石灰石一石膏濕法超潔凈排放改造的技術路線有:增大漿液循環(huán)量，可更換大容量漿液循環(huán)泵，增加一臺或二臺漿液循環(huán)泵，相應增加噴淋層;塔內增設高效脫硫組件，如托盤、文丘里格柵棒層等;若吸收塔漿池容積偏小可在塔外新增漿池，以滿足足夠的石灰石漿液來吸收二氧化硫。

對于燃用高硫煤(收到基硫含量2%以上)的超潔凈排放改造，脫硫效率要達到99%以上，常規(guī)的超潔凈排放改造的技術路線已不能滿足，雙塔雙循環(huán)、單塔雙循環(huán)技術路線可以明顯提高脫硫效率，因此在高硫煤超低排放改造中使用比較多。選擇單塔雙循環(huán)還是雙塔雙循環(huán)要依據(jù)改造工程實際的情況來確定。

單塔雙循環(huán)脫硫技術是在一座脫硫塔內完成兩次脫硫，即在脫硫塔內通過設置錐形收集碗，將脫硫漿液分為吸收和氧化相對獨立的功能區(qū)，形成利于SO2吸收的高PH值區(qū)和利于石灰石溶解、脫硫副產(chǎn)物氧化結晶的低PH值區(qū)，使石灰石溶解更迅速徹底、SO2吸收更快效率更高、亞硫酸鈣氧化更徹底、石膏結晶品質更好。

雙塔雙循環(huán)工藝是對原脫硫系統(tǒng)進行升級改造，在原脫硫吸收塔后新增一座吸收塔，原一級吸收塔與新增脫硫二級吸收塔串聯(lián)，煙氣經(jīng)過2個脫硫塔進行脫硫。一級塔的漿液控制較低的pH值，有利于石膏的氧化，降低氧化風機的電耗;二級塔的漿液pH值較高，有利于SO2吸收，具有較高的脫硫效率，工藝流程如圖1所示。2個脫硫循環(huán)過程的控制是獨立的，避免了設備、參數(shù)、漿液條件之間的相互制約，使反應過程更加優(yōu)化、以快速適應每種變化和負荷變化。

2高硫煤超低排放改造的技術路線應用

2.1項目概況

山東某電廠原有脫硫裝置于2008年投運，采用石灰石一石膏濕法脫硫工藝，一爐一塔，煙氣處理能力為鍋爐100%BMCR工況時的煙氣量，入口SO2濃度為4000 mg/Nm3(干，6%O2)，設計脫硫效率不小于95%。2016年，電廠為改善經(jīng)營指標，擬摻燒硫分更高的煤，煤含硫量高達2.9%，脫硫塔入口SO2濃度達到6500mg/Nm3(標干，6%O2)。

為滿足超低排放，需對現(xiàn)有脫硫設施進行增容改造。改造脫硫島入口SO2濃度按不低于6500mg/Nm3(干，6%O2)，要保證脫硫島出口煙氣SO2排放濃度不高于35mg/Nm3，脫硫效率應不低于99.5%。此項目入口煙塵濃度不低于50mg/m3設計，煙塵排放濃度要求不高于5mg/Nm3，總除塵效率應不低于90%。

2.2技術路線選擇

原吸收塔為空塔噴淋，直徑8.2m，三層噴淋層，吸收塔頂部安裝了二層平板式除霧器。如果要達到99.5%的脫硫效率，至少需新增二層噴淋層，且需更換原有循環(huán)泵，塔外還需新建漿池以滿足SO2的吸收;也可采用單塔雙循環(huán)或雙塔雙循環(huán)技術路線。

采用新增噴淋層的塔外漿池技術路線和單塔雙循環(huán)技術路線，均需對原有吸收塔進行改造，且改造工期較長，若采用雙塔雙循環(huán)技術路線，原有吸收塔可利舊，新建吸收塔作為二級塔，改造期間不影響機組運行，優(yōu)先選擇雙塔雙循環(huán)技術路線。

由于電廠除塵器選用的是雙室四電場，脫硫塔入口煙塵濃度在50mg/Nm3，以內，一般空塔噴淋的除塵效率約50%，經(jīng)脫硫塔后顆粒物濃度為25mg/Nm3，以內;另一部分來源于脫硫塔自身產(chǎn)生霧滴，此霧滴的固體濃度約為12%，常規(guī)除霧器出口霧滴濃度為75mg/Nm3，因此塔自身產(chǎn)生的顆粒物濃度為9mg/Nm3;這兩項顆粒物濃度共34mg/Nm3，要達到出口煙塵濃度5mg/Nm3，除塵效率要不低于85.3%，需采用濕式電除塵器才能確保達標。

脫硫采用雙塔雙循環(huán)技術路線，脫硫后續(xù)設置濕式電除塵器，可采用二級塔和濕電一體的塔上濕電方案。采用塔上濕式電除塵器方案，吸收塔殼體就可作為濕式電除塵器的支撐，濕式電除塵器的沖洗水直接排至吸收塔漿池，在塔內循環(huán)，省去了沖洗水的收集系統(tǒng)，可節(jié)約工期和投資成本。

綜上，采用雙塔雙循環(huán)工藝，原脫硫吸收塔作為一級塔，新建吸收塔作為二級塔，并且濕式電除塵器安裝在二級塔上;二級塔入口SO2濃度按800mg/Nm3設計，考慮疊加系數(shù)，SO2最終排放濃度可控制在35mg/Nm3，改造后整體脫硫效率可達到99.5%。

2.3改造主要內容

(1)一級塔?？紤]到原吸收塔已運行多年，入口含硫量高，脫硫效率要求高，因此原有一級塔內三層噴淋層全部更換;塔內氧化噴槍改為管網(wǎng)式氧化方式，氧化空氣分布均勻更有利于石膏的氧化;塔內新裝高效脫硫組件二層文丘里格柵棒層，有利于提高脫硫效率。

(2)二級塔。新建吸收塔作為二級塔，設三臺循環(huán)泵，三層噴淋層;噴淋層采用多母管布置，噴嘴布置更均勻，煙氣與漿液接觸更充分、均勻，保證高的脫硫效率;塔內設置高效脫硫組件二層文丘里格柵棒層;一級塔和二級塔之間增設石膏旋流器，底流液去一級塔，溢流液去二級塔。

(3)塔上濕式電除塵器。濕式電除塵器采用蜂窩管式濕電，安裝在二級塔上部，煙氣流向下進上出式;陽極管型式蜂窩管式，管長度6米，陽極管≥1152根，集塵面積>8392m2;有效斷面積≥122.324m2;陰極線型式采用管針刺型，材質選用2205合金。

2.4改造效果

1號、3號機組脫硫除塵提效改造完成后，于2017年1月完成168 h試運行。1號、3號濕式電除塵器出口SO2濃度均值分別為27.99mg/Nm3，和24.52mg/Nm3，煙塵濃度均值分別為3.35mg/Nm3，和4.06mg/Nm3，以上濃度值均是折算到干基，6%O2的濃度值。整個試運行期間，一級塔漿液pH值控制在4.5~5.8，吸收塔內石膏漿液的氧化得到了充分的保證;二級塔漿液pH值控制在5.5~6.8，二氧化硫與石灰石漿液的吸收反應充分，保證高的脫硫效率。

3結束語

本文探討了燃用高硫煤的超低排放的技術路線，在山東某電廠采用雙塔雙循環(huán)十塔上濕式電除塵器技術路線，實現(xiàn)了脫硫除塵的超低排放，達到了預期的效果，為燃用高硫煤的電廠實行超低排放改造提供了寶貴的經(jīng)驗。