石灰石/石膏湿法脱硫效率影响因素的研究

梁泽安

摘 要：火力发电是我国的重要电力生产方式，燃煤过程中会产生大量二氧化硫，对空气造成污染。与其他方式相比，石灰石/石膏湿法脱硫技术操作便捷度较高，且可靠性强，因此得到广泛运用。文章结合实际情况从液气比、石灰石浆液质量及pH值、氧量等多个角度对影响脱硫效率的因素展开分析，以期为推动脱硫技术进一步发展提供理论支撑。

关键词： 脱硫效率；pH值；石灰石浆液；相关措施

【中图分类号】 P619.22+5 【文献标识码】A 【文章编号】2236-1879（2017）05-0280-01

前言：

石灰石/石膏湿法脱硫技术在火力发电领域中的应用较为广泛。与其他脱硫技术相比，石灰石石膏湿法脱硫技术具备较高的可靠性和成熟度，对燃煤种类没有严格要求，能够适应机组负荷变化情况且脱硫效率较高。石灰石/石膏湿法脱硫技术将石灰石浆液作为吸收剂，使用成本较低。石灰石浆液与吸收塔内的SO2发生产生一系列复杂的化学及物理反应，最终生成石膏。

一、液气比（ L /G） 對脱硫效率的影响

在能够影响脱硫效率的多种因素中，液气比（L/G）占据重要地位。液气比（ L/G）反应出单位体积的烟气量与喷淋浆液量的比值，代表单位体积烟气量所需要的碱性浆液量。脱硫过程中，液气比（ L / G）数值越大，代表单位体积烟气量与碱性浆液接触面积越大，各类复杂的物理及化学反应更为充分。当前，脱硫过程中主要通过提升液气比进行脱硫效率的增加。应当明确的是，脱硫过程中烟气量与喷淋浆液的吸收存在饱和平衡状态，当液气比（ L/G）达到这一饱和数值时，脱硫效率最高，当液气比（ L/G）超过平衡状态，脱硫率无法继续增加。这一过程中，浆液循环泵的投运数量直接决定喷淋浆液的数量，当烟气量确定时，为提高液气比（ L/G），需要增加更多數量的浆液循环泵，而当液气比（ L/G）达到饱和数值时，投运更多的浆液循环泵不仅无法提高脱硫效率，还会提升运行成本，对浆液循环泵造成不必要的磨损，如出口管道、喷嘴、内部叶轮、衬板等，导致设备效果变差。实际状况下，对浆液循环泵实施检查维护时，衬板及内部叶轮都存在不同程度的磨损，设备出口管道喷嘴断裂及堵塞等状况出现次数较多。

二、石灰石浆液品质及PH值对脱硫效率的影响

除液气比（ L/G）外，石灰石浆液的品质同样对脱硫效率产生重要影响。石灰石浆液是石灰石石膏湿法脱硫技术运用过程中的吸收剂，因此，其中的CaCO3含量直接决定脱硫过程中吸收剂的利用率。CaCO3含量含量越高，吸收剂利用率就越高。除CaCO3含量外，石灰石粉末中还含有一定的能够与烟气中的F-产生反应生成络合物杂质，如Al、Mg等，络合物浓度会对石灰石溶解速度产生抑制作用，进而导致石灰石浆液反应活性下降，影响吸收剂利用率。此外，石灰石粉末颗粒度较大时，吸收液与流过烟气的接触面积减少，接触时间缩短，导致脱硫效率降低。石灰石粉末颗粒度越少，吸收液与流过烟气的接触面积就越大，各类物理及化学反应的时间较为充分，脱离效率提升。由此可见，应当尽量减小石灰石颗粒度。但对石灰石进行研磨同样产生成本。一般状况下，石灰石粉末颗粒度应达到90% 通过 325 目筛网的标准。石灰石石膏湿法脱硫技术运用过程中，石灰石浆液与流过烟气中含有的SO2发生化学反应的充分程度对脱硫效率具备决定性影响，pH值代表喷淋浆液中CaCO3等碱性物质浓度。当pH 值到达一定界限时，脱硫效率无法继续提升，反而出现降低状况，说明pH值并不是越高越好。造成这一状况的原因是pH值过高会对Ca的析出起到阻碍作用，抑制石膏物质生成过程，进而降低脱硫效率。一般状况下，p如果H值达到5.8以上，相应的脱硫效率会出现降低情况。此时石灰石利用率下降，石膏产生过程受到阻碍，且石膏品质降低。

三、其他因素脱硫效率的影响

（一）氧量因素对脱硫效率的影响。

石灰石石膏湿法脱硫技术运用过程中会生成数量较大的CaSO3，在烟气数量、流速、温度确定基础上，如果脱硫过程空气不足，则会对CaSO4·2H2O的产生起到阻碍，导致生成的石膏品质及脱水效果较差，同时降低脱硫效率。因此，应采用氧化风机等设备增加吸收塔底部浆液氧化风数量，促进SO32- 向SO42-的氧化，为Ca SO4·2H2O的形成提供帮助，提升脱硫效率。

（二）烟气温度和烟尘浓度对脱硫效率的影响。

低温有利于吸收，FGD入口烟气温度越低，越有利于SO2气体溶于将夜，形成HSO3- 。较高的温度的烟气与浆液反应，使得SO2 吸收速度降低。原烟气中的飞灰进入吸收塔后，在一定程度上阻碍了SO2与脱硫剂的接触，降低了石灰石中的Ca2+溶解速率。同时飞灰中的一些重金属溶解在浆液中，形成的重金属离子会抑制Ca2+与HSO3- 的反应。烟气中的粉尘含量持续超过设计允许值，不仅会是脱硫率下降，还会造成喷淋层喷嘴及除雾器堵塞。

（三）氯离子含量对脱硫效率的影响。

氯在系统中主要是以氯化钙形式存在，去除困难。氯离子会抑制吸收塔内的化学反应，改变PH值，影响脱硫效率，同时氯化物抑制吸收剂的溶解，使石膏中的石灰石含量增加，降低了石膏品质，浆液利用率下降，要达到预期的脱硫效果，就必须增加溶液和溶质使得系统电耗增加。

（四）吸收塔内托盘的安装对脱硫效率的影响。

石灰石石膏湿法脱硫技术运用过程中，为延长烟气和石灰石浆液接触时间，进一步提高脱硫效率，可在吸收塔内部设置托盘。实际脱硫过程中，在吸收塔内设置开孔率为38%的托盘后，脱硫效率基本能够稳定在98%以上。

结束语：

本文结合实际情况从液气比、石灰石浆液质量及pH 值、氧量等多个角度对影响脱硫效率的因素展开分析，并根据研究结果提出各类脱硫效率影响因素的最佳范围，一方面确保脱硫效率，另一方面强调技术的环保性及经济性，对今后脱硫系统提高效率及各类影响因素的应对具备现实意义。

参考文献

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