NID脫硫工藝在首鋼電力廠的應用
北京成功申辦2008年夏季奧運會后，為實現綠色奧運的承諾，逐年提高大氣質量標準。為減少電力廠燃煤鍋爐產生的SO2和煙塵污染，改善大氣環境質量，首鋼集團投資4590萬元，由武漢凱迪藍天科技有限公司總承包，采用半干法脫硫工藝進行治理。本文通過對首鋼采用的NID脫硫工藝的研究，總結了工藝運行中的問題和解決思路，以期為工藝的廣泛使用提供參照數據。
一、首鋼NID脫硫工藝簡介
1、工藝原理
NID工藝的原理是利用干CaO或CaOH)2粉吸收煙氣中的SO2,反應式為：
CaO+H2O→Ca(OH)2
Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O
CaSO3.1/2H2O+3/2H2O+1/2O2→CaSO4·2H2O
NID常用的脫硫劑為CaO，石灰在一個專利設計的消化器中加水消化成Ca(OH)2，然后與從除塵器及機械除塵器除下的大量的循環灰相混合進入增濕器，然后以流化風為動力借助煙道負壓的引力導向進入直煙道反應器，大量的脫硫循環灰進入反應器后，由于有極大的蒸發表面，有利于SO2與吸收劑之間充分的進行反應。由于脫硫劑是不斷循環的，脫硫劑的有效利用率高達95%以上，最終產物則由氣力輸送裝置外送；也可用水力沖灰或汽車運輸等方式去灰場。
2、工藝特點
(1)鑒于其他干法工藝脫硫劑的利用率不高的問題，此工藝實行脫硫灰多次循環，循環倍數達到30～200倍，使脫硫劑的利用率提高到95%以上。
(2)投資少，運行成本低，相當于濕法的30%～50%左右。
(3)脫硫后煙氣不必再加熱，可直接排放，可節省因用GGH的大量投資，并可節省大量空間。
(4)脫硫劑要求不高，就地都能解決。
(5)終產物為干灰，適宜氣力輸送，可廣泛用作水泥混合材、緩凝劑、筑路、土壤改良等
(6)脫硫設備占用空間小，特別適合老電廠的改造。
二、運行狀況
該項目于2005年12月23日開工，2006年12月2日完成3臺設施調試工作，12月20日完成168小時試車工作并投入運行。從投運以來，三臺脫硫設施總體運行比較穩定，能夠達到設計水平。外排煙氣SO2濃度≤100mg/Nm3、煙塵濃度≤30mg/Nm3，可削減SO2排放總量2260噸/年、煙塵84.5噸/年，取得了顯
著的環境效果，為改善大氣環境質量作出了貢獻。得到了業主的肯定，但作為第一次在鋼鐵企業自備電廠的應用，整個工藝還是出現了一些問題，值得我們大家思考，為下一步的推廣工作作準備。
三、存在問題與改造措施
脫硫設施運行初期存在的問題主要集中在設備方面，以及整個工藝中各個工序協調工作方面的缺陷。
1、空氣壓縮機
本系統中需要壓縮空氣的部分有：儀表用氣、檢修用氣、生石灰倉布袋用氣、流化風機入口布袋用氣、FF布袋除塵器用氣等。
空氣壓縮機的設計壓力為7公斤，空氣壓縮機一直運行穩定。進入夏季后，隨著北京市氣溫的不斷升高，空氣壓縮機的水冷出現了問題。由于循環水冷卻效果不佳，造成了空壓機過熱不斷跳閘的現象。空壓機不能穩定運行，造成了一系列的問題，比如不斷的報警停機、生石灰加藥不穩、儀表自控受限等問題，使得系統不得不進入手動狀態中。
解決方案：設置遮陽罩；加設了水冷裝置。
2、循環給料機
循環給料機連接于布袋除塵器與流化底倉與物料的混合器之間。作為NID工藝中物料循環的核心設備，循環給料機保證了整個工藝中吸收劑的循環倍率，控制Ca/S在1.1~1.3之間。循環給料機是Alstom公司提供的專用設備，在2#脫硫系統的運行過程中，出現了循環給料機的主軸與外部電機的連接處斷裂的現象，使得循環給料機無法完成吸收劑的循環過程，影響系統的正常運行。由于班組對系統的不熟悉，造成手動操作時系統的加水量與加灰量無法正好滿足工藝要求，為了保證足夠的脫硫效率，因此出現了物料過濕的現象。物料濕度過大就會在循環給料機中堵灰，在給料機內出現物料的死區，久而久之就會在結垢（強度最大時，類似水泥的強度）。循環給料機的電機負荷增大，由于設計時主軸可以承受足夠的強度，因此問題轉移到了主軸與點擊的連接處。使得連接處斷裂。
解決方案：
(1)暫時的解決方案為焊接，但是由于電機要承受非常大的負荷，因此經過調查不建議用焊接的方式，為了能保證系統的穩定運行建議進行更換主軸。
(2)建議每周最少進行一次循環給料機物料的水分測定。發現問題及時清理。
(3)最好能使系統一直處于自動運行狀態，如果由于突發事件無法滿足系統在自動運行狀態，一定要控制得當系統的加水量，不至于系統內吸收劑水分過大。可以通過系統中幾個比較明顯的現象來判斷吸收劑水分是否過大（比如：反應器彎頭壓差變大、消化器報警、出口煙氣溫度變化等。
3、混合器
混合器在脫硫工藝中的作用，布置在消化器與煙道反應器的中間。主要的作用一是可以起到物料與水的混合作用，采用的雙軸攪拌設置，來達到物料與水的充分的混合，使得物料的含水率在3%左右；二是在NID系統中使物料循環的作用。三是使在消化器中未反應的物料能有機會再與水進行消化反應。混合器是Alstom公司提供的專用設備。在運行過程中，出現了一些故障。包括：混合器攪拌葉片，變形脫落；混合器電機的跳閘；混合器放灰口自動放灰困難；流化噴嘴堵塞等一系列的問題。可以發現，三類問題出現的原因都是由于混合器內部物料混合不均勻，有的地方水分大，有的地方水分少。這樣在混合器內部就會出現物料的死去，長時間的運行就會出現結塊板結的現象。由于板結，主軸帶的葉片結構的阻力變大，電機負荷變大。在混合器內部的壁上，有一層比較厚的板結就會把自動放灰口堵塞。
解決方案：
(1)調整工藝參數，使得系統的加水量與加灰量相匹配，這樣保證系統的盡量避免物料堵塞的現象。
(2)混合器葉片在廠家進行安裝的時候，使用的螺絲固定帶點焊的方式，再重新更換了新的葉片以后，用滿焊的方式把葉片安裝在主軸上面，保證葉片可以承受大的負荷。
(3)注意混合器溫度的變化，在溫度在無故升溫的時候一定要進行檢查，排除物料的堵塞造成的設備損壞的可能，同時每個交接班要檢查混合器的工作狀況，作為整個工藝的比較核心的部件，要重點檢查。
(4)混合器中為了使物料能夠在其中充分混合，有一路流化風進入到混合器中。流化風進入混合器布置有噴嘴，通過噴吹使得物料與水分充分混合，對于噴嘴的解決方式為在噴嘴上設置保護裝置，不僅可以保證噴嘴不受石灰的影響同時可以保證加濕的均勻。
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