湿式石灰石-石膏烟气脱硫技术在烟气脱硫中的应用研究

Technology Innovation and Application

科技创新与应用

2017年25期

湿式石灰石-石膏烟气脱硫技术在烟气脱硫中的应用研究

刘校良

(辽宁大唐国际沈东热电有限责任公司，辽宁沈阳110168)

摘要:科技行业的推动关联使得环境问题日趋严重，人们意识到环境问题相比经济增长更加值得重视。但遗憾的是相对技术依然存在

短板，火力发电在近年间仍属于主流行业。于是本着在维持电能生产效率的同时减少电厂污染，文章特此研究了石膏烟气脱硫技术在烟气脱 硫中的应用，望能为相关研究人员提供一些字面帮助。

关键词：湿式石灰石；石膏烟气脱硫技术；电厂应用

中图分类号：701 文献标志码

X：A

文章编号:2095-2945(2017)25-0146-02

引言

当前电厂主流技术发展趋势仍然处在火力发电范围内。 虽世界提倡节省用电，但电能在世界人类生产生活中的利用 率，决定了短期内世界均无法做到取缔燃烧发电形式。因此从 片面角度思考，发电带来的环境恶化问题已属社会进程中的 必然因素。电厂虽因技术限制无法摒除污染问题，但可从烟气 释放入手，利用技术减少排放至空气中的有害因素。

1湿式石灰石-石膏烟气脱硫技术概述

就当前烟气脱硫技术在世界范围中的应用覆盖率来看， 该种技术以其“少投入、多环保”的施用目的逐渐占领了污染 处理手段的前端。且电厂发电功率越强的国家，应用烟气脱硫 技术的比重就越高。以电厂应用为例说明，该技术作用存在循 环规则性。下文将以作用物——燃烧排放烟气为轴探析石膏 烟气脱硫技术的主体步骤。

首先，厂内能源燃烧所产生的大量烟尘被升腾引导至厂 内必然安置的电除尘器中，电除尘器利用灰尘电极属性将烟 气中的大质量灰尘粒吸引至粘尘板上，由系统设定周期打击 粘尘板使灰尘被收入至尘土区。剩余的小颗粒构成烟气群被 增压风机作用引入脱硫主程序中，经过烟气加工设备使烟气 温度下降形成松散结构避免颗粒粘结并保持形状。再由增压 风机持续推动作用力下进入清洗桨液中，脱硫桨液成分构成 与烟气成分具有反应性，经过一系列成分变质，剩余大量污染 性杂志就被板结成石膏呈固态置放。这时剩余烟气带有的污 染杂质基本被清除脱硫，正呈紧凑状，而后再经由烟雾加热器 将脱硫烟雾密度变小，导入至烟囱管道进行排放，正式完成烟 雾脱硫去杂质程序。

由整套运行流程可看出，烟气脱硫技术在运行中除使用 几种推动加热设备外，并未耗费过多资源。且作用设备一次性 购置即可，后期属固定成本用量，同时脱硫桨液成本也非常可 观。并且此脱硫系统中所有的设备安放都可置于电厂外部或 高空，基本不影响电厂正常发电做工。并且对中小型电厂而 言，若要装置烟气脱硫系统，只需根据经济负担能力调整购买 设备预算价格即可，其余方面不构成巨大开销。

2湿式石灰石-石膏烟气脱硫技术在电厂烟气脱硫中的应用

2.1工艺设计

针对此技术开展施工规划前，首要工作就是按照步骤流 程将技术整体分为几个主要安装架构。观察系统走向可列出 六个主体构架。加工前烟雾活动置放区、烟雾成固态化学作用 区、固态物质再加工区、反应物质处理区、烟雾流放区和加工 废物归置区。为保证各区域内工作进程效率及衔接性，架构规 划前技术人员需对电厂周边情况及电厂建筑内外部构造有系

统全面的了解，包括往前电厂烟气加工的优缺点和该电厂日 常平均烟气投放量等。针对电厂稳定特性和预算水准选购设 备及加工用料。将技术置放施用中可能遇到的阻挠因素有效 排除。

烟雾活动置放区包含建筑内制动烟气的推动设备—增 压风机，建筑顶端烟雾输送渠道以及脱硫吸收塔连接点。应用 规划要特殊注意相关设备的作用尺度标定，并将周边环境因 素放入考虑范围中。

烟雾成固态化学作用区包含脱硫吸收塔、液体搅动装置、 桨液置出泵和滴式喷嘴装置。吸收塔内部可分为三个加工层， 从下至上分别为桨液主体置放层(循环搅动）、气雾清洗加工 层、气雾上置层。设计过程中要参照塔内各个阶段步骤的设备 运作标定值进行调整。

固态物质再加工区严格意义上是将已成半液态的石膏物 质进行进一步固化处理。因此整个区域内最核心的步骤则为 脱水设备。在应用设计中，可提前进行小型的进程试验，获取 实际的液态石膏各项成分系数，再依照具体数值对脱水进程 的各设备活动项进行适当调控。

反应物质处理区是生产能够与气雾产生反应的脱硫桨 液。原本的加工主体为石灰石，将石灰石经由湿式粉碎机调剂 为配比泥桨状液态物质，再将其通过运输管道流入专用归置 区，也就是吸收塔中。就此类步骤而言，设计人员要提前调查 好湿式粉碎机单次加工可承担的加工量、配比水位和单次加 工桨液收容箱体积等，以便计算出更加高效的石灰石加工用 量。

2.2应用问题从石膏烟气脱硫技术施用至今记录中可看出，该技术在 施用时会分别在电厂燃烧原料、脱硫核心装置以及烟雾加热 器这三个层面出现技术迟钝问题。下文将详细说明：

其一，脱硫装置即使是作用于分离硫物质，在分离过程中 也会因分离负担产生疲惫效应。分离负担主要是指，燃烧能源 中硫的含量比重。一般情况下技术人员在选用分离设备时会 依照工厂提供的煤炭成分作为标准尺度。所以原本脱硫工作 正负用量应是饱和状态，然而一旦工厂为寻求片面效益使用 了不合乎基本环保要求的煤炭，那么气雾中硫含量就会增强， 转瞬间就将影响技术设备的整体脱硫作业效率。

其二，即便电厂维持了煤炭含硫量，当脱硫设备使用时间 超出一定期限后，系统中类似于搅动装置的搅动部件、排放管 道内侧等易沉积部位都会存有大量的气雾杂质。并且在电厂 日常作业中工作人员往往不会特意维护脱硫装置石膏物质是

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2017年25期

Technology Innovation and Application

科技创新与应用

应用科技

地质构造复杂区域底板注浆孔的施工技术及应用

李论

(山西岚县昌恒煤焦有限公司，山西岚县035200)

摘要：101工作面属于带压开采区域，断层发育，落差较大，有导通奥灰水的危险性，巷道底部有不同厚度的煤层，对底板注浆加固不

利，经实践，探索出较为科学合理的方法与措施来提高注浆效果，保障工作面安全生产。

关键词：底煤；注浆;加固；裂隙

中图分类号:TD823 文献标志码:A

文章编号:2095-2945(2017)25-0147-02

1 9101工作面地质情况

9101工作面在掘进期间揭露两条断层且落差较大，其产 状分别为 F297° 蚁60°H=7.5耀10m±、F110° 蚁60°H=6耀10m±，恰 好形成地垒构造。特别是后者与机巷交角较小，机巷沿其走向 掘进了 200m才逐渐分开，造成机巷在掘进期间留有0.5m耀 2.0m厚不等的煤底，在断层带附近底板则留有厚达4m的构 造煤。

在工作面两顺槽共施工了 5个奥灰水文孔，经取芯分析 得出，底板下20m~30m处有两层砂岩，富水性较强，浅部出水 量5耀20m3/h，深部出水量20耀30m3/h。奥灰层位于底板下平均 70m。该工作面属于带压开采区域，断层落差大，具有带压危 险性。回采前，通过音频电透视探测得出工作面内部底板存在 4处低阻异常区，其中1号异常区正好处于断层F110。蚁60毅 H=6耀10m依构造带留有底煤处（即机巷12-2钻场附近部分）， 因此，为贯彻落实“有采必探、先治后采”的原则，以防可能导 通底板砂岩裂隙水和奥灰水，消除水患，确保安全生产，采取 钻探并进行底板注桨加固。

2施工方案

机巷12-2钻场附近正处于地质构造带，底煤较厚，高达 4m，又属于物探异常区，经研究决定设计7个孔，具体参数如 下：

表1

孔号26#27#28#29#30#31#补卜机12-1

12 2钻场施工地点

开孔孔径 (mm)127127127127127127127

终孔孔径 (mm)58585858585858

方位(° )23526027528590180240

角度(° )-45-35-22-35-50-80-53

孔深(m)557010570503050

备注

管理，合理安排工序，统筹布置作业;严格按照措施，开孔、固

管、凝固、试压，对钻场附近底板裂隙发育处提前加密打小孔， 注桨加固，最后施工了 42个长短不一的加固孔，有效的阻止 了从巷道的帮部和底部跑桨的现象。

(2) 中期钻孔施工情况

打小钻进行加固底板已经起到了一定作用，但在固管完 毕后需重新定位，定位不好容易造成钻杆和套管碰撞，一方面 破坏固管效果，另一方面对加固的止桨垫产生二次扰动，严重 影响注桨效果。

经过商讨决定，采取带管钻进，极大的减少对底板的扰 动，简化了工序，节省了时间，提高了效率，大大增加了成孔率。

(3) 后期钻孔具体情况

本次工程设备和技术参数基本没变，仍使用ZY-1250型 液压钻机，4个孔中只有31#孔按设计正常施工。26#、27#、29# 孔方位、倾角不变，孔深分别调整为45.75m、52.5m、47.25m^ 消施工28#、30#、补机12—1孔。所有孔均采用水灰比为1：的水 泥桨固管，凝固时间72小时，然后以4MP压力试压30min，合 格后，变径58mm钻进，直至终孔。

表2 9101机巷12-2钻场钻探各钻孔套管长度表

孔号套管长度套管深入岩层长度

26#13. 58. 25

27#13. 56. 75

29#1510.5

31#13. 57.5

表3 9101机巷12-2钻场钻探各钻孔参数表

孔号26#27#29#31#

12-2钻场施工地点

开孔孔径 (mm)12712791127

终孔孔径 (mm)58585858

方位 (° )235260285180

角度 (° )-45-35-58-80

孔深(m)45. 7552.547. 2530

备注

具体施工情况：(1)前期施工情况

因考虑巷道底板构造煤稳定性差，容易漏桨、跑桨，先对 钻场底板进行加固，施工了 6个底板加固孔，孔深4.5耀6m，以 孔径为919mm进行注桨加固，注桨以水泥和水玻璃为材料， 出现跑桨现象，说明底板加固效果不好。

本工程使用ZY-1250型液压钻机施工大孔，开孔孔径为 渍127mm，施工至15m，下入9>90mm套管，注桨固管，试压合格 后变径958mm直至终孔。出现固管与注桨质量均不合格，达 不到要求。

后经过分析，认为在施钻过程中，钻杆对煤岩层有扰动作 用，致使煤岩层分界面易产生裂隙，导通水源，经过强化现场

本次钻探历时39天，共施工4个钻孔计175.5m，均采用

2NBB-4.5-9/6-3-15煤矿用变量泥桨泵注入水灰比为1: 1水 泥桨进行固管注桨、封孔注桨。跑桨时，采用双液桨(水玻璃和 水泥桨混合液，比例0.4耀1: 1，根据出水量大小调整配比)或掺 3%速凝剂的水泥桨封堵裂隙。共使用水泥83.4t、水玻璃 8.25t、速凝剂40袋，放水17000m3。探明12-2钻场底板下5耀 10m、14耀17m、22耀24m和27耀30层位富水性强，其中5耀10m层 位钻孔最大涌水量达3.5m3/h，孔口水压小于0.1MPa;14耀17m 层位钻孔最大涌水量达15m3/h，孔口水压小于0.1MPa;22耀 24m层位钻孔最大涌水量达14m3/h，孔口水压0.4MPa;27耀 30m层位钻孔最大涌水量达32.3m3/h，孔口水压0.4MPa。

3施工效果

(1)在巷道底板共施工42个加固小孔，形成了止桨垫，有

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