烟气脱硫系统出口二氧化硫的控制

摘 要：石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺目前在电厂烟气脱硫中已得到广泛应用。伴随着国家对环境保护的日益重视，有效地控制二氧化硫的污染已成为国家规划的一部分。文章介绍了石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中出口SO2污染的产生，SO2的工艺原理，分析运行中影响烟气脱硫效率的因素从而有效的控制出口SO2。

关键词：石灰石湿法脱硫；SO2；工艺原理；影响因素

我国是世界上煤炭生产和消费大国，燃烧中产生严重污染，我国排放的SO290%均来自燃煤。近年，我国采取了排污收费政策，但是SO2仍超标严重，对环境和生物体造成严重的危害。随着人们环保意识的增强，SO2排放的控制势在必行。

1 石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺原理

石灰石-石膏湿法烟气脱硫采用石灰石CaCO3细粉经给料机、硝化机加工成石灰石浆液作为SO2吸收剂，通过烟气与石灰石浆在脱硫塔中充分接触，使烟气中的SO2与石灰石浆液发生化学反应生成亚硫酸钙和硫酸钙，在吸收塔底部搅拌器上部鼓入空气，使亚硫酸钙氧化成硫酸钙，结晶分离得副产品石膏[1]。此过程主要分为四个步骤：

该技术的主要优点是脱硫效率高，一般可达95%以上，钙的利用率高，可达90%以上；煤种的适应性好，烟气脱硫的过程在锅炉尾部烟道以后是独立的，对锅炉燃烧的干扰性小，不会对锅炉机组的热效率、利用率产生影响。

2 影响出口SO2的主要因素

2.1 入口SO2浓度

入口SO2的浓度较低时，由于保证出口SO2的浓度，但是吸收速率低，脱硫塔出口SO2浓度与入口SO2浓度相比降幅不大，同时会导致塔内PH值升高，增加设备结垢的可能性，不利于运行，使脱硫系统的效率降低。

入口SO2的浓度较高时，SO2吸收率增加，但试着SO2的吸收，PH值下降，当降到一定程度时，就会抑制SO2的吸收，此时出口SO2的浓度难以控制。

因此，入塔SO2的浓度要控制在一个合理的范围内。在实际操作中，一般要求入塔SO2浓度为500mg/m3-2000mg/m3。而入塔SO2浓度是由锅炉专业炉内脱硫实现的，因此在实际操作运行中要与锅炉协作，控制好入塔SO2浓度。

2.2 吸收塔浆液的PH值

烟气脱硫系统浆液的PH值对SO2的吸收影响很大，一般新配制的浆液PH值约在8～9之间。随着吸收进行，PH值迅速下降，当PH值低于6时，下降变得缓慢，当PH值小于4时，吸收几乎不进行。

PH值高时，SO2的吸收速度加快，出口SO2含量显著降低，随着SO2的吸收，溶液pH降低，溶液中CaSO3的量增加，CaSO3的溶解度又使浆液的PH值上升，溶解度的变化使浆液中CaSO3析出并沉积在石灰石粒子的表面，形成一层外壳，使粒子表面钝化。钝化的外壳阻碍了CaSO3的继续进行溶解，抑制了吸收反应的进行[2]。因此，浆液PH值应控制适当。采取石灰浆液时，PH值控制为5～6，采用石灰石浆液时，PH值控制为6～7。

2.3 脱硫塔浆液密度

烟气脱硫系统采用石灰石作为脱硫吸收剂。随着烟气与石灰石浆液的不断反应，塔内浆液密度不断升高，当密度大于1200Kg/m3时，浆液中CaCO3、CaSO4·2H2O的浓度已趋于飽和，抑制SO2的吸收，出口SO2增加，应及时脱石膏，降低浆液密度。当浆液密度小于1120Kg/m3时，CaSO4·2H2O的含量较低，CaCO3含量相对较高，此时虽有利于SO2的吸收，但是如果继续脱石膏，将导致石膏中CaCO3含量增大，品质下降，造成石灰石的浪费。因此，脱硫塔浆液应控制在一定范围内（1120Kg/m3-1200Kg/m3）。

2.4 入塔粉尘浓度[3]

烟气要经过电袋除尘器，先除去大部分粉尘，才入塔脱硫。因为烟气经过脱硫塔时，烟气中的粉尘大部分留在浆液中，而粉尘在一定程度上阻挡了SO2与脱硫剂的接触，降低了石灰石中钙离子的溶解速率，同时粉尘中不断溶解出的一些重金属，如Hg、Mg、Cd、Zn等离子会抑制钙离子和HSO3-反应。如果除灰、除尘设备故障，引起浆液中的粉尘、重金属杂质过多，则会影响石灰石的溶解，导致浆液PH值降低，出口SO2增加。若出现上述情况，开启真空皮带机，连续排出浆液中的杂质，或者外排部分浆液，即可恢复正常。

2.5 石灰石品质

石灰石中的杂质对脱硫系统的性能产生重要的影响，常见的杂质中包括MgCO3，MgCO3一部分可以溶解，从而对脱硫过程产生重要的影响，MgCO3本身可以参与脱硫反应，适度的含量会增强浆液的吸收能力，含量高会阻碍CaCO3与SO2的反应，从而抑制CaCO3的溶解，导致脱硫效率降低。

2.6 烟气中O2的浓度

烟气中O2含量增加有利于SO2的吸收，但是并非烟气中含氧量越高越好。含氧量很高时，则意味着系统漏风严重，入塔烟气量增大，烟气在塔内停留时间减少，导致脱硫效率降低。因此，含氧量也应当控制在适当范围内。

2.7 入口烟气温度

入口烟气温度越低，越有利于SO2气体溶于浆液，有利于生成亚硫酸钙，即：低温有利于吸收，高温有利于溶解。通常，烟气温度冷却到60℃左右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。一般将塔入口烟温控制在80℃左右，烟气进入塔后进一步冷却到60℃左右。因此，烟气温度应该控制在一定范围内。

石灰石-石膏湿法脱硫系统中出口SO2的控制，是一个复杂而多变的过程，应该进一步改进烟气脱硫技术的现有工艺，开发新设备，探究新技术，开发性能优越的吸附剂先进的脱硫吸收剂，增强吸收效果，提高脱硫效率，减少脱硫费用。只有正确把握各参数对出口SO2的影响规律，合理的加以运用，才能更好的控制住出口SO2，从而实现高效、绿色与环保的脱硫。

参考文献

[1]蒋思国.石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术及其应用[J].工程科技，2008，6.

[2]韩琪，李忠华.石灰石-石膏湿法烟气脱硫的化学过程研究[J].电力环境保护，2002，18（1）：1-3.

[3]中石化天津分公司热电部2×410t/h锅炉烟气脱硫除尘一体化改造项目技术培训手册[J].中国航天空气动力技术研究院，2003：14-17.

作者简介：付宝慧（1988，10-），女，汉族，黑龙江省尚志市人，毕业于哈尔滨学院会计学专业，助理工程师，主要从事烟气脱硫方面工作。