日本三菱双液柱塔技术在脱硫改造工程中的应用

　　摘要：通过对某脱硫工程3种改造技术方案的比较，说明采用日本三菱公司的双吸收塔技术进行高硫煤烟气脱硫改造，具有突出的技术优势和经济优势。

　　关键词：高硫煤，日本三菱，双塔，单塔，脱硫改造

　　近年来，由于燃煤紧张短缺，火力发电厂对燃煤的使用主要考虑经济因素，多数电厂煤质不稳定、电厂实际燃煤较设计煤有很大的变化，煤的含硫量呈大幅上升趋势，个别电厂煤含硫量甚至超过原设计值的2~3倍。这就导致锅炉烟气的SO2浓度严重超过设计值，现有的脱硫系统无法承受如此高的负荷，不仅SO2浓度达不到现行排放标准，还影响了脱硫系统的安全稳定运行。目前，国内多个脱硫工程均面临系统改造的问题，但由于脱硫系统场地较小，资金短缺，采用常规的湿法脱硫技术，系统改造存在很大的困难。采用日本三菱公司独有的双吸收塔技术可有效解决这个问题。

　　1日本三菱双吸收塔技术

　　日本三菱公司自主开发了两项湿法脱硫专利技术，一项是单液柱塔技术，简称单塔技术；另一项是双液柱塔技术，简称双塔技术。这两项技术与奥地利AEE公司脱硫技术、德国斯坦米勒公司脱硫技术齐名，是国外应用较广的湿法脱硫技术之一。2001年，中电投远达环保公司引进吸收了该技术，现已广泛应用于国内脱硫工程。日本三菱双液柱塔实际上有两个方形液柱塔串联而成，但它结构紧凑，并不是两个吸收塔的简单连接。前面一个是顺流塔，由于其空塔流速高，塔体较小，后面一个是逆流塔，空塔流速与一般湿法技术差别不大。两塔中间浆池连通，整个外形上看起来像个\"凹\"字，又称U型塔，如图1所示。锅炉烟气首先进入顺流塔，在此与液柱逆流接触，先去除一部分SO2，然后通过连接通道进入逆流塔，在逆流塔里面烟气与液柱再进行两向接触，可进一步去除残余的SO2，整体去除率高达95~99%。

　　

　　附图1三菱双塔结构图

　　2三菱双塔技术在脱硫改造工程中的优势

　　下面以国内某脱硫改造工程为例，通过对三种改造方案的比较，可以看出三菱双塔在改造工程的突出优势。在脱硫改造工程中，对吸收系统的改造，是整个改造工程关键点，而对于公用系统，不论采用哪一种吸收技术，其改造的技术和费用基本相同。因此，本文仅对三种改造方案中的吸收系统改造作比较。改造方案一为三菱双塔技术，改造方案二为三菱单塔技术，改造方案三为圆形喷淋吸收塔技术。

　　2.1改造工程基本设计条件

　　2.1.1改造工程煤质条件

　　该电厂采用我国的褐煤，其空干基硫量为2.5%，低位发热量为19.5KJ/kg。

　　2.1.2改造工程烟气条件

　　脱硫装置入口烟气量为1230034Nm3/h（标、湿、实际O2），入口二氧化碳浓度为6477mg/Nm3（标、湿、实际O2），入口粉尘浓度为200mg/Nm3（标、湿、实际O2）。

　　2.2主要设计原则

　　2.2.1改造后的FGD装置完全适应锅炉现行燃烧煤种所产生烟气，改造目标为FGD装置能够安全、稳定、可靠、经济运行。

　　2.2.2改造工程在设计工况下，脱硫率按≥97.0%设计，烟囱出口SO2污染物浓度<200mg/Nm3（（标态、干态、6%氧）。

　　2.2.3改造工程以尽量利用现有设施、减少拆迁和还建工程量以及不影响电厂主机运行和尽量缩短FGD装置改造工期为基本前提。

　　2.2.4其余各项设计原则与原工程保持一致。

　　2.3改造方案技术说明

　　从改造工程的烟气条件来看，改造工程烟气量增加并不大，主要在于SO2浓度的大幅度上升，必须对现有吸收系统进行改造。下面简单介绍3种改造方案中吸收系统关键设备的改造方法。

　　（1）吸收塔

　　该工程共有两台机组，一炉一塔。原有吸收塔采用日本三菱单塔技术，吸收塔尺寸为10.9m（长度）×9.9m（宽度）×29.8m(高度)，浆池液位6m。

　　方案一：完全保留原有吸收塔，作为双塔中的逆流塔，另外新增一个顺流塔，塔体尺寸为4.4m（长度）×9.9m（宽度）×24.8m(高度)，顺流塔与原吸收塔浆池相连，形成双塔，吸收塔浆池正常液位高度变更为7m，由此浆池容积加大到1309m3（比现有浆池加大662m3）。

　　方案二：将原有吸收塔大部分拆除改造，浆池区尺寸由10.9m×9.9m加大到22.8m×9.9m，浆池液位高度保持不变（6m），由此浆池加大到1354m3（比现有浆池加大706m3），吸收塔喷淋区由10.9m×9.9m加大到15.4m×9.9m，总高度由29.8m加高至33.55m。

　　方案三：将原有吸收塔尺寸全部拆除，并拆除原有的脱硫空压机房，新建一个圆形大肚喷淋塔，其浆池区直径为15.4米，喷淋区直径为12米，总高度尺寸30.4米，液面高度为14.1米，浆池容积2625m3。

　　由上可以看出，方案一浆池容积最小，这是由于三菱吸收塔塔内浆液浓度为30%，而一般喷淋塔内浆液浓度仅为15~20%。

　　（2）喷淋管和喷嘴

　　每台吸收塔原有喷淋管22根，喷嘴440个。

　　方案一：改造后喷淋管和喷嘴全部利旧，每塔另外增加9根喷淋管，180个喷嘴，单独供新增的顺流塔使用。

　　方案二：原有每台吸收塔喷淋管和喷嘴全部利旧，每塔另外增加9根喷淋管，180个喷嘴。

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