老舊脫硫塔改造：氫氧化鎂替代石灰石法的工程銜接要點

一、改造背景與痛點

傳統(tǒng)石灰石-石膏法脫硫系統(tǒng)在老舊電廠中普遍存在效率衰減、運維成本高、副產(chǎn)物處置難等痛點。以某北方電廠為例，其石灰石脫硫系統(tǒng)運行10年后出現(xiàn)脫硫效率降至85%以下、漿液循環(huán)泵電耗占比超20%、石膏純度不足80%導(dǎo)致滯銷等問題，倒逼技術(shù)迭代需求。氫氧化鎂脫硫技術(shù)憑借高反應(yīng)活性、低液氣比（僅為石灰石法的1/3）和可資源化副產(chǎn)物等特性，成為老舊脫硫塔改造的首選方案。

二、工藝適配與核心改造路徑

1. 吸收塔內(nèi)部重構(gòu)

噴淋層優(yōu)化：將原有空心錐噴嘴替換為鈦合金實心錐噴嘴，提升霧化均勻度與覆蓋率。江蘇某電廠改造案例顯示，更換噴嘴后脫硫效率提升12%，液氣比從8L/m3降至4.5L/m3。

氧化區(qū)改造：拆除原氧化風(fēng)機與曝氣器，利用脫硫漿液自循環(huán)實現(xiàn)亞硫酸鎂自然氧化。河北某項目通過增設(shè)旋流攪拌裝置，氧化效率從75%提升至92%。

防腐升級：在塔壁涂覆碳化硅-環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層，耐受pH 2-12的腐蝕環(huán)境，使用壽命延長至10年以上。

2. 制漿系統(tǒng)迭代

原料供應(yīng)切換：將石灰石粉倉改造為氧化鎂噸袋儲倉，配置防潮氣密裝置。遼寧某電廠采用螺旋輸送+超聲波破拱技術(shù)，解決氧化鎂粉體吸濕板結(jié)問題。

熟化工藝調(diào)整：新增兩級熟化罐，采用動態(tài)渦流攪拌技術(shù)，將氧化鎂漿液濃度穩(wěn)定在15%-20%，熟化時間縮短至30分鐘。

漿液輸送優(yōu)化：用襯塑離心泵替代原石膏漿液泵，避免硫酸鎂結(jié)晶堵塞，流量調(diào)節(jié)范圍擴大至40%-100%。

3. 副產(chǎn)物價值鏈重塑

硫酸鎂提純：引入納濾膜分離系統(tǒng)，去除漿液中Cl?（濃度＜0.01%），產(chǎn)出電池級硫酸鎂晶體。山東某改造項目將副產(chǎn)物售價從80元/噸提升至3000元/噸。

廢水零排放：采用DTRO膜濃縮+噴霧干燥工藝，實現(xiàn)脫硫廢水全回用，年節(jié)水超50萬噸。

三、控制系統(tǒng)智能升級

動態(tài)平衡算法：基于DCS系統(tǒng)開發(fā)pH-液位聯(lián)動模塊，實時調(diào)節(jié)氫氧化鎂投加量與循環(huán)泵頻率。唐山某項目應(yīng)用后，氨逃逸濃度穩(wěn)定在2ppm以下。

結(jié)晶預(yù)警系統(tǒng)：在漿液管道植入光纖傳感器，通過濁度變化預(yù)測結(jié)晶風(fēng)險，自動觸發(fā)沖洗程序。

能效管理平臺：集成電流、壓力、濃度等多維度數(shù)據(jù)，優(yōu)化系統(tǒng)能耗。浙江某電廠改造后，噸SO?脫除電耗從18kWh降至9.6kWh。

四、工程銜接關(guān)鍵控制點

1. 停爐窗口期利用

分階段施工：利用機組檢修期完成塔內(nèi)件更換，同步在外圍建設(shè)制漿與副產(chǎn)物車間。廣東沙角B電廠350MW機組改造僅耗時59天，減少停機損失超2000萬元。

模塊化預(yù)制：將噴淋層、除霧器等組件在工廠預(yù)制，現(xiàn)場拼裝誤差控制在±3mm以內(nèi)。

2. 材料兼容性驗證

焊縫應(yīng)力測試：對改造后的鈦鋼復(fù)合板接縫進行48小時鹽霧試驗，確保耐蝕性達標。

漿液適配實驗：在實驗室模擬不同SO?負荷（800-3000mg/m3）下的漿液反應(yīng)動力學(xué)，確定最佳pH控制區(qū)間（6.0-6.5）。

3. 運行模式平滑過渡

雙系統(tǒng)并行：保留石灰石供漿管路作為應(yīng)急備用，通過三通閥實現(xiàn)無縫切換。

人員技能轉(zhuǎn)型：開展鎂法脫硫?qū)ｍ椗嘤?xùn)，重點掌握副產(chǎn)物品質(zhì)控制與膜分離運維要點。

五、經(jīng)濟效益與生態(tài)價值

成本重構(gòu)：某1000MW機組改造案例顯示，總投資回收期4.2年，年節(jié)約石灰石采購成本1800萬元，副產(chǎn)物收益覆蓋運營成本的65%。

碳減排增益：氫氧化鎂法較石灰石工藝減少CO?排放42%，通過CCER交易年創(chuàng)收超500萬元。

綠色轉(zhuǎn)型加分：滿足超低排放標準（SO?＜35mg/m3），獲取地方環(huán)保補貼及綠色信貸支持。

六、未來演進方向

氫能耦合：探索硫酸鎂電解制氫技術(shù)，某試點項目已實現(xiàn)噸硫酸鎂副產(chǎn)62m3綠氫。

數(shù)字孿生運維：構(gòu)建脫硫塔三維模型，實時模擬結(jié)垢、腐蝕等故障，預(yù)警準確率達92%。

區(qū)域循環(huán)網(wǎng)絡(luò)：將電廠副產(chǎn)物對接鹽湖提鎂、沙漠農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)，形成“脫硫-資源-生態(tài)”閉環(huán)。

當老舊的石灰石脫硫塔注入氫氧化鎂的技術(shù)基因，一場從“鈣基枷鎖”到“鎂基循環(huán)”的產(chǎn)業(yè)躍遷已然啟動。從噴淋層的鈦合金閃光到控制室的數(shù)字大屏，從滯銷石膏到高純硫酸鎂，這場改造不僅是設(shè)備的更迭，更是能源價值鏈的重構(gòu)。在“雙碳”目標倒逼下，唯有以技術(shù)創(chuàng)新破局、以生態(tài)思維織網(wǎng)，方能在老舊設(shè)施的肌理中，生長出綠色轉(zhuǎn)型的新范式。