超低排放形势下的脱硫吸收塔改造方案

（4）优化流场分布，托盘及其支撑格栅使塔内气流均布系数大大提高，从而优化了整个吸收区域的气流分布。

与托盘塔类似的还有国电清新公司开发的旋汇耦合技术，该技术基于多相紊流掺混的强传质机理,利用气体动力学原理，通过特制的旋汇耦合装置产生气液旋转翻腾的湍流空间,气液固三相充分接触，大大降低了气液膜传质阻力，大大提高传质速率，从而达到提高脱硫效率的目的。

托盘塔和旋汇耦合技术虽然增加了烟气阻力，但相对于喷淋空塔，可有效降低液气比和喷淋量，可不增加或少增加浆池容积，同时托盘还可以作为检修平台，方便了运行维护和检修，改造工程量较小，施工简便，已越来越多的应用于国内超低排放改造工程。

1.3优化流场

托盘塔等强化气液接触的措施，降低了液气比，对于提高脱硫效率有较好的效果，但也存在一些问题，不仅增加了风机运行阻力，大量的持液构件在运行工况变化时存在较大的结垢堵塞的风险。为避免这些风险，提高吸收塔运行的安全性和可靠性，对于一些入口含硫量不是很高的项目，比如Sar＜1.0%，在不增加额外设施和构件的情况下，可以通过流场优化保证塔内流场的均匀分布，以达到最优的脱硫效果，不失为一个很好的选择。

这一方面较具代表性的是美国玛苏莱公司（MET）的液体再分配技术。考虑到壁流逃逸是导致吸收塔内气体分布不均匀和脱硫效率下降的主要原因，MET公司在每层喷淋层下方安装液体再分配器(ALRD)，有效降低了壁流逃逸，强化了浆液与烟气的接触混合。工程经验表明，加设ALRD后，吸收塔贴壁1m环状区域内的烟气逃逸基本消除，在同等循环泵配置条件下，脱硫效率提升3%，而塔内阻力无增加。

流场优化时还应对塔内喷淋层的交互布置方案、喷嘴的布置方案、除雾器和塔的进出口形式进行优化设计。塔内喷淋层、喷嘴的合理选择和布置对烟气均布起着非常重要的作用，为保证塔内气体的分布均匀，必须保证塔内不同高度处断面阻力均匀，应对不同区域设计不同的喷嘴形式，不同的喷射角度，不同的安装密度和喷淋密度，如在塔壁区域可以设置小角度的实心锥喷嘴，而中心区域设置双向空心锥喷嘴。

此外，塔出口形式也会影响塔内流场分布，传统的侧出口会导致部分烟气在塔出口侧壁流速偏高，故对于超低排放的新建项目，宜采用塔顶中心排烟，有利于塔内的流场均布。

2双循环改造方案

双循环技术为德国诺尔公司所开发，后诺尔公司被德国FBE公司收购，北京国电龙源公司引进了该技术。双循环是指烟气完成了2次脱硫过程，分为两级循环。每级循环设置独立的循环浆池和喷淋层，控制不同的pH值和浆液密度。一级循环pH控制在4.5~5.3，有利于石灰石的溶解和石膏的结晶，二级循环pH控制在5.8~6.5，有利于SO2的吸收。两级循环之间参数差别较大，关联度不高，相对独立。二级循环设置AFT旋流器，通过旋流器的底流和溢流来调节两级之间的浆液。

单塔双循环改造是指在已有的吸收塔基础上增加2~3层喷淋层、增设接液盘和塔外浆池。以某项目为例，单塔双循环改造时，在原有3层喷淋层的基础上，增加2层喷淋和接液盘，吸收塔原喷淋层上部高度增加15m，原浆池不加高。

塔外浆池和二级循环泵布置于工艺水箱上部标高为10.5m的架空平台上（塔外浆池的架高布置还能降低二级循环泵的扬程，便于循环泵的选型）。该项目在液气比20l/m3和空塔流速4.2m/s的条件下，取得了98%的脱硫效率。

双塔双循环是指新增一个塔，可以作为一级塔，也可以作为二级塔，双塔串联运行。相对单塔双循环而言，双塔技术占地较大，易受场地局限，投资较高，双塔之间的烟道易造成浆液沉积，运行维护复杂。

双循环技术脱硫效率可稳定维持99%以上。以某项目为例，入口SO2浓度6000mg/m3，一级塔控制脱硫效率90%，出口SO2浓度600mg/m3，二级塔控制脱硫效率94.2%以上，就能达到系统出口SO2低于35mg/m3的预期改造效果，两级塔总的脱硫效率高达99.42%。

3除雾器的改造

吸收塔的改造除了满足高效脱硫的要求外，其除雾器区域的改造还应满足烟尘超低排放的需要，即高效脱硫除尘一体化改造。目前能用于烟尘超低排放的技术，除了湿式电除尘器之外，常采用三层屋脊式除雾器和多级气旋管束式除雾器。这两种技术都配合托盘或旋汇耦合器使用，安装托盘后，塔内流场趋于均匀，为除雾器的高效除雾除尘提供了必要条件。

屋脊式除雾器的除雾效果与塔内流场、除雾器叶片形式、叶片间距和冲洗方案密切相关。三层屋脊式除雾器出口液滴能达到25mg/m3，出口烟尘宜控制在10mg/m3。除雾器阻力约为300Pa，如果是侧出口的塔，应适当加大除雾器与出口之间的距离，减小侧出口对该区域的流场的影响。

如果塔入口未曾安装托盘等设施，应适当加大顶层喷淋层与除雾器底部之间的距离。

气旋管束式除雾器由国电清新公司开发，喷淋净化后的湿烟气经过高效气旋除尘除雾装置时，利用吸收塔内烟气的动能，使烟气气旋筒壁产生气液撞击，在气旋器内及其上方形成气液两相的剧烈旋转及扰动，使烟气中的细小液滴、细微粉尘颗粒、气溶胶等微小颗粒物互相碰撞团聚凝聚成大液滴，大液滴再被气旋筒表面液膜捕获达到去除微小颗粒物的净化目的，从而提高烟气中微小颗粒物的脱除效率。

实际运用中一般采用三级或四级气旋，其阻力与三层屋脊式差不多，出口液滴≤15~20mg/m3，出口烟尘≤5mg/m3，造价比三层屋脊式除雾器高。

需要说明的是，脱硫除尘一体化的烟尘超低排放改造，仅仅除雾器段的改造是无法满足要求的，还应匹配前端的电除尘器部分的改造，控制脱硫入口的尘浓度低于15~20mg/m3。

对于脱硫入口尘浓度稍高（如30mg/m3时），出口烟尘排放5mg/m3甚至要求更高的项目，建议采用湿式电除尘器技术，目前该技术出口烟尘浓度能达到3mg/m3。

4超低排放改造注意事项

4.1控制燃煤含硫量，控制入口SO2浓度

选择改造方案时，应首先确定锅炉燃煤含硫量即脱硫入口的SO2浓度，还要考虑到市场煤质的长期变化，结合当前的排放标准，从严规划并预留一定的备用空间。单塔单循环技术，结合双托盘、增效环等措施，宜控制脱硫效率不超过99~99.2%，即燃煤含量应控制在1.4~1.8%左右。超过该含硫量时，建议采用双循环技术。

4.2改造方案应考虑停机过渡时间和施工难度、施工周期

充分考虑现有的场地条件，主要考虑新增的塔外浆池、循环泵、新增吸收塔是否布置合理，改造后是否留有足够的检修通道和设备检修空间。

4.3任何一种改造都不是单一技术的改造，往往是上述方案的结合

双循环技术具有较高的稳定性和脱硫效率，但其改造工程量大，投资较高。对于中低硫煤来说，建议采用托盘塔技术并优化流场，在现有浆池有余量的前提下适当增加1~2层喷淋层，结合除雾器的改造适当加高吸收塔。

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