影响FGD脱硫效率的主要因素分析

崔景杰

（山东山大华特环保工程有限公司 山东 济南 250061）

1 燃料特性

电厂使用燃料影响脱硫效率的有热值、硫含量、氯含量、灰含量、灰组成和颗粒粒度，水分含量。其中影响最大的是热值和含硫量。除含硫量的高低直接影响系统的脱硫效率外，在相同负荷下，热值较低耗煤量越高，FGD入口烟气中的SO2含量就越高。

煤种中氯的含量对脱硫系统也有较大影响，因为燃煤中超过80%的氯在燃烧时转换成HCl，而大于95%的HCl将在FGD装置中被吸收，这样使得循环浆液中含有更多的氯化物，高浓度的氯化物会降低浆液的碱度和更具有腐蚀性，使得吸收剂利用率降低。

实验数据表明，当浆液中氯化物浓度超过50g/L，吸收塔的传质能力（NTU）将下降30～40%，因此CL-浓度较高的吸收塔需要较高的液气比（L/G）。如果吸收塔的NTU和L/G已确定，增加CL-含量则会降低脱硫效率。

2 石灰石特性

湿法FGD系统的脱硫效率与吸收剂的特性也有很大的关系。常用的吸收剂特性不仅包括化学成分，也包括其反应活性。吸收剂的反应活性表示吸收剂在一种酸性环境中的转化特性，是FGD系统设计中的一个重要参数。决定吸收剂反应活性的因素包括吸收剂种类、物化特性和与其反应的酸性环境。吸收剂的物化特性包括：纯度、晶体结构、杂质含量、粒度分布、孔隙率和颗粒密度。

以石灰石/石膏湿法脱硫为例，系统中采用的吸收剂为石灰石，石灰石的细度（PSD）是一个非常重要的设计和运行参数。由于石灰石在FGD工艺条件下的反应性相对较低，石灰石的PSD决定了石灰石溶解表面积，它影响浆池PH值与石灰石利用率之间的相互关系。

具体的说，影响脱硫效率的石灰石特性最大的是石灰石的粒径和石灰石的硬度。

石灰石的粒径决定了石灰石溶解的总表面积，而石灰石溶解的总表面积直接影响到循环浆液的运行PH值和吸收塔内溶解石灰石的总量，这两个变量直接决定了脱硫效率。我国目前已投运的湿法脱硫装置中多数采用250目，90%通过的石灰石，也有采用325目90%通过的细度。

石灰石硬度通常用BWI（bond work index）表示，石灰石的的BWI范围是4～14。

心内科作为临床急重症科室，有别于普通内科病房，涉及介入手术、操作及多种药物，专科护士培养内容多且掌握困难[6]。在传统的心内科专科护士培养模式中，多以带教老师依据自身经验传授及培训学员参加业务学习为主要途径，学员往往需要通过长时间自我摸索才能达到培训要求。文献报道及我院培训经验均表明，专科护士培训中普遍存在带教教师能力及经验不足，护理师资队伍培训不完善[7]以及培训过程中缺乏有效监督管理等问题[8]。

3 浆液的pH值

烟气中SO2与吸收塔浆液接触后发生如下一些化学反应：SO2＋H2O＝HSO3－＋H＋；CaCO3＋H＋＝HCO3－＋Ca2＋HSO3－＋1／2O2＝SO42－＋H＋；SO42－＋Ca2＋＋2H2O＝CaSO4·2H2O从以上反应历程不难发现，高pH的浆液环境有利于SO2的吸收，而低pH则有助于Ca2＋的析出，二者互相对立。pH值＝6时，二氧化硫吸收效果最佳，但此时易发生结垢，堵塞现象。而低的pH值有利于亚硫酸钙的氧化，石灰石溶解度增加，却使二氧化硫的吸收受到抑制，脱硫效率大大降低，当pH＝4时，二氧化硫的吸收几乎无法进行，且吸收液呈酸性，对设备也有腐蚀。具体最合适的pH值应在调试后得出，但一般pH在4～6之间，通常取5.8。

4 液气比及浆液循环量

液气比增大，代表气液接触机率增加，脱硫率增大。但二氧化硫与吸收液有一个气液平衡，液气比超过一定值后，脱硫率将不再增加。新鲜的石灰石浆液喷淋下来后与烟气接触后，SO2等气体与石灰石的反应并不完全，需要不断地循环反应，增加浆液的循环量，也就加大了CaCO3与SO2的接触反应机会，从而提高了SO2的去除率。所以浆液循环泵的选型是保证液气比的关键。

5 烟气与脱硫剂接触时间

烟气进入吸收塔后，自下而上流动，与喷淋而下的石灰石浆液雾滴接触反应，接触时间越长，反应进行得越完全。因此长期投运对应高位喷淋盘的循环泵，有利于烟气和脱硫剂充分反应，相应的脱硫率也高。与此相对应的直观影响数据即是吸收塔的直径和喷淋层的高度。

6 氧化空气

O2参与烟气脱硫的化学过程，使HSO3-氧化为SO42-，随着烟气中O2含量的增加，CaSO4·2H2O的形成加快，脱硫率也呈上升趋势。充裕的氧化空气量是保证脱硫效率非常重要的因素。为了保证氧化空气能够完全反应，在进行氧化风机选型时既要考虑到氧化风机的流量，也要兼顾氧化风机的压升能够满足系统要求。

7 烟尘浓度

原烟气中的飞灰超过设定值会导致吸收塔内浆液密度增大，搅拌器负荷加重，最终能够导致浆液局部不均匀；浆液喷淋层的喷淋雾化效果变差；在一定程度上会阻碍SO2与脱硫剂的接触，降低了石灰石中Ca2+的溶解速率，出现“吸收剂中毒”。同时飞灰中不断溶出的一些重金属会抑制Ca2+与HSO3-的反应，还会堵塞除雾器，进而影响塔内烟气的停留时间，导致浆液过二氧化硫现象产生。烟气中粉尘含量持续超过设计允许量，将使脱硫率大为下降，喷头堵塞。一般要求FGD入口粉尘含量小于100mg/m3。

8 烟气温度

进入吸收塔烟气温度越低，越利于SO2气体溶于浆液，形成HSO3-，即：低温有利于吸收，高温有利于解吸。通常，将烟气冷却到60℃左右再进行吸收操作最为适宜，较高的吸收操作温度，会使SO2的吸收效率降低。

9 Cl－含量

氯在系统中主要以氯化钙形式存在，去除困难，影响脱硫效率，后续处理工艺复杂，在运行中应严格控制系统中Cl-含量(一般控制在20000 ppm以内)，确保其在设计（一般设计在40000ppm左右）允许范围内。这与前面提到的燃煤组分中氯的影响是一致的，为保证Cl-含量满足要求，脱硫系统的废水要及时外排。

10 石膏浆液密度

随着烟气与脱硫剂反应的进行，吸收塔的浆液密度不断升高，通过吸收塔浆液化学成分的取样分析结果，当密度＞1085kg／m3时，混合浆液中CaCO3和CaSO4·2H2O的浓度已趋于饱和，CaSO4·2H2O对SO2的吸收有抑制作用，脱硫率会有所下降；而石膏浆液密度过低（＜1075kg／m3时，说明浆液中CaSO4·2H2O的含量较低，CaCO3的相对含量升高，此时如果排出吸收塔，将导致石膏中CaCO3含量增高，品质降低，而且浪费了脱硫剂石灰石。因此运行中控制石膏浆液密度在一合适的范围内（1075～1085kg／m3），将有利于FGD的有效、经济运行。

通过上述分析我们可以得出，对于已建脱硫项目，为保证SO2达标排放，当燃煤条件和锅炉负荷已定的条件下，可采取的措施有：

选用粒径更小、活性更高的吸收剂

条件允许时pH控制在上限

增加喷淋层数、吸收区高度和浆池容积

改造出力不够的氧化风机和除尘系统

增加入口省煤器，降低烟气温度

合理控制浆液密度，及时排放脱硫废水