浅谈提高石灰石湿法脱硫效率的方法

摘要：石灰石湿法脱硫是化工行业较为有效的脱硫技术，然而在实际的脱硫操作过程中难免遇到问题，影响脱硫效率。文章首先分析了石灰石湿法脱硫的工艺与原理，然后分析了脱硫过程中的问题以及影响脱硫效率的因素，并提出了解决对策。

关键词：石灰石湿法脱硫工艺；脱硫效率；化工行业；脱硫系统；脱硫设备 文献标识码：A

中图分类号：X773 文章编号：1009-2374（2016）09-0088-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.09.042

脱硫技术是矿业、电业等必不可少的一门技术，在众多的脱硫技术中，石灰石湿法脱硫技术发展较为成熟，也在全球范围内得到了应用和推广。实验证明，该脱硫技术的工作效率较高、脱硫效果较好，然而实际运行过程中需要集中处理好堵塞、腐蚀等问题，从而提高脱硫工作效率。

1 石灰石湿法脱硫工艺及原理分析

来自于除尘器中的气体，其温度较高，达到100℃以上，在风机的辅助下，这些气体将流向换热器，在这一过程中气体会被降温，温度急剧下降，达到80℃，降温的气体又将流向吸收塔，在其中同石灰石液体完成气液相的喷淋混合，其中的水体将被蒸发，从而使已经降温的气体深入冷却，其温度会下降至60℃，再被石灰石液体反复清洗，就能够达到脱硫的目的，通常气体中多于95%的硫会被脱掉，也能有效清除气体中的HCl。当气体进入吸收塔过程中能达到除水的作用，特别是当其流经两级除雾器过程中，其中的悬浮小水滴会被有效清除。

一般来说，石灰石石膏浆液被设置在特殊的环境下，通常在吸收塔沉淀池内，在浆液循环泵的作用下会被配置于吸收塔顶端的喷嘴集管内，经过不断喷淋、洗涤，石灰石石膏液将同飘在上方的气体发生反应，反应后会有新的物质产生，这种新的物质就是石膏结晶，出现在沉淀池中。经由石膏排出泵的运送，使其进入真空皮带脱水机，在其中会经历一系列的浓缩、脱水与洗涤，最终石膏将被良好地存在库内，形成成品石膏，创造经济利润。

2 脱硫系统运行中的问题与解决对策

脱硫系统由于受到多种因素的影响，在实际工作、运转过程中会出现多种问题，这些问题会影响脱硫系统的正常高效工作，例如污垢凝滞、堵塞、腐蚀等，深入分析诸多问题产生的原因，并有针对性地采取措施解决问题，对于脱硫系统的高效运行，石灰石脱硫都具有十分重要的意义。

2.1 污垢凝结、堵塞问题

导致脱硫系统内部污垢过量、凝结一处，最终系统堵塞无法正常运转的因素很多，具体包括了以下三大方面：

2.1.1 脱硫系统自然如果处于无氧化状态，或者所承受的氧化度不高时，系统内部会逐渐反应生出全新的反应物，CSS-软垢，其化学式为：Ca（SO3）0.8（SO4）0.21/2H2O，该物质为一种强垢物，处于脱硫系统内部，会堵住系统的个别零件，阻碍其顺利运转。

2.1.2 脱硫整个过程中形成的石膏，如果其浓度过大，大于浆液吸收的最大值，最终可能形成石膏晶体，从而慢慢沉淀下来，沉淀量过大，上升到某一程度的数值时，超越饱和状态时，则很有可能最终产生晶核，晶核不仅会在石膏晶体表面生长，还可能堆积、繁殖于其他物表层，最终吸收塔中各个构造的表面都将形成污垢。

2.1.3 吸收液的酸碱值浮动较大。当吸收液氢离子浓度指数较低时，对应的亚硝酸盐溶解度会迅速提高，相反，硫酸盐溶解能力将降低，这样就为石膏离析创造了机会，形成结垢，质地较硬。相反，吸收液中的氢离子浓度指数如果较高，亚硝酸盐的溶解度会下降，此时会导致其离析，形成固体结垢，由于氢离子浓度指数高时，溶液处于碱性状态，同亚硝酸盐发生反应最终会生成CaCO3的污垢，质地较硬。

2.2 解决对策

为了解决结垢、堵塞的问题，应该根据问题产生的原因来对应采取科学的解决对策。具体为：

2.2.1 选择强制氧化工艺。脱硫塔必须配备氧化风机，确保浆液内部含有一定量的石膏晶体，设定特定的密度指标。

2.2.2 防范粉尘侵入。保护好脱硫系统设备的喷嘴，控制外界粉尘或者实验性粉尘物质堵塞其中。通常对脱硫设备入口处的粉尘浓度做出特殊规定，通常要在200mg/m3以下，塔喷淋母管一般选择特殊的喷嘴，例如空心喷嘴具有良好的抗磨性，同时要定期开启冲洗水泵，防止喷头堵塞。

2.2.3 控制塔溶液的pH值。脱硫系统设备工作过程中要积极稳定pH值，通常可以参照塔浆液的pH值，浓度、液位来对应科学把握好除雾器的液位，或者通过添加石灰石浆液等方法，都能稳定pH值，其具体数值在5.0～5.7为最佳。

2.2.4 设法降低石膏饱和度在130%以下，为了达到这一目标，应该想办法降低吸收液中水体的蒸发速度，或者利用吸收塔中密度计监视塔内石膏密度，来缓解石膏的过饱和。

2.2.5 为了防止脱硫系统出现堵塞现象，在其正式运行前，可以朝着吸收塔内添加二水硫酸钙，如果系统长时间未用后，又一次被启动，则应该先添加新鲜晶体到吸收塔，或者科学地扩大液体比例。

2.2.6 维持吸收塔搅拌器的常规工作、运转，将启动冲洗设备安装在搅拌器中，待搅拌器运行，就立刻进入清洗状态，防止堵塞。

2.3 腐蚀问题与处理

2.3.1 腐蚀的原因分析。

第一，来自于除尘器中的烟气，内部富含多种物质，例如二氧化硫、氯化氢等，这些酸性气体可能同液体发生反应，形成酸性溶液，而且其中的酸根离子就会腐蚀金属，腐蚀性会逐步渗透、散开，形成大面积腐蚀。同时水和电解质会在金属表层发生反应，形成一种电化学腐蚀物质，最常见于焊接缝隙。

第二，结晶腐蚀。由于溶液内部含有大量的酸盐物质，会在液体溶液的带动下逐步腐蚀防腐内衬，脱硫系统停止工作后，塔体内部会慢慢干燥，此时将有固体的NO3盐、SO4盐等出现，淤积过多会占据空间，导致吸收塔膨胀过度受损。

第三，不良温度的破坏。当换热器发生故障，循环液系统异常时，吸收塔中温度会迅速上升，会影响防腐材料防腐能力的发挥。

第四，浆液内部富含多种固体颗粒，在实际运行中，难免对吸收塔表面产生长时间的冲击，其中塔侧壁、底部等都将受到严重冲击。

2.3.2 抗腐蚀的方法和技术。

第一，从浆液的pH值入手，进行科学调控，使其处于4以上。

第二，科学调控脱硫设备其他入口位置的温度，优选能够与其良好运行配合的防腐内衬，只有这样才能充分发挥防腐内衬的防腐蚀作用，所采用的脱硫设备也要具有一定的温度承受能力，要求其能承受温度达160℃的烟气。

第三，确保防腐内衬的质量，实际施工过程中必须做好各个环节的监督，例如原料质量检查、工序检查等，保证防腐内衬层的质量，这样才能真正提高脱硫效率。

第四，优选防腐材料。塔体不同位置适合不同类型的防腐材料，例如入口烟道处优选内衬2毫米的镍基合金C276防腐材料。换热器的低温部位则适合用玻璃鳞片，内衬通常优选合金防腐材料。流通溶液的管道则适合选择内衬橡胶防腐材料。

3 提高脱硫效率的方法

3.1 科学把握吸收液的pH值

吸收塔中浆液的pH值不可过高或过低，过高将与二氧化硫发生反应，过低则可能与钙离子发生反应，生成盐。通常要将pH值控制在6，此时SO2能被有效吸收，然而，其不足在于污垢淤结，发生堵塞，影响脱硫系统运行效率，不利于脱硫工作的高效开展，如果pH值控制在4则过低，可能影响SO2的吸收，造成设备腐蚀，科学的pH值范围应该为5～6。

3.2 调整脱硫剂和烟气的反应时间

烟气在实际流动过程中，会与石灰石浆液有一定的接触，接触过程中会发生反应，反应程度取决于接触时间，选择扬程较高的循环泵，能够调动二者长期接触，从而促进反应，提高脱硫效率。

3.3 把握好液气比例

液气之间比例变大，意味着二者能够有效解除，从而加快脱硫。然而，需要指出的是SO2与吸收液间会形成气液平衡，如果液体和气体的比例超出规定范围，脱硫工作将变得缓慢，会导致二氧化硫相关气体无法与石灰石发生彻底、充分的反应，此时就只能进行循环反应，此时可以想办法提高浆液循环次数，从而确保碳酸钙和二氧化硫二者之间充分接触、彻底反应，最终保证二氧化硫的去除率。

3.4 石灰石粒度与纯度

为了保证反应高效、彻底地进行，应该控制石灰石颗粒大小，使其达到较细状态，提高其吸收速率，细度为：90%以上的石灰石可以流经325目筛，纯度也要达到90%以上。

3.5 氧化空气量

脱硫中，氧气会融入，从而导致亚硫酸根离子变成硫酸根离子，如果氧气不断上升，会使CaSO4·2H2O更快地形成，从而加快脱硫速度，因此可以尝试增设氧化风机。

3.6 控制烟尘浓度

烟气内难免会掺入一定量的烟灰，这些烟灰会影响高效脱硫，使得石灰石中的钙离子无法高效溶解，烟灰内含有重金属，也可能阻碍钙离子和亚硝酸氢根离子之间反应，如果烟灰含量过大，会影响浆液反应效率，影响脱硫效率，所以要控制脱硫设备入口位置的粉尘，其数量应该在200mg/m3以下。

3.7 把握烟气温度

通常来说，在烟气正式进入吸收塔前，要控制其温度，这样才能促进二氧化硫气体有效接触浆液，加快脱硫效率。通常情况下应该控制烟气温度在60℃左右，以此温度为基础再开始吸收操作，塔入口处的烟气温度也要在80℃。

4 结语

石灰石湿法脱硫技术是一种科学、有效的技术，在脱硫工作中发挥了积极作用，然而实际运行中可能受到多种不良因素的干扰，例如脱硫设备堵塞、腐蚀等问题，重视影响脱硫效率的因素，及时排除这些不良因素，为石灰石湿法脱硫创造有利条件，才能达到预期的脱硫效果。

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[3] 海广星，胡小林，田亚菲，申建中.石灰石/石膏湿法脱硫工艺脱硫效率影响因素探讨[J].中国科技信息，2011，（1）.

作者简介：吴晶晶（1983-），女，河北邯郸人，冀中能源峰峰集团电业分公司工程师，研究方向：中小型热电厂节能及烟气脱硫、除尘、脱硝等环保措施。

（责任编辑：王 波）