影响燃煤电厂湿法烟气脱硫效率的主要因素

摘  要：近年来，酸雨天气频繁出现，致使环境污染问题越来越严峻。酸雨的出现主要来自于燃煤电厂烟气中的SO₂，由于SO₂的排放量超出了排放标准要求，所以对环境产生了严重的危害，面对这种现象，为了能够有效改善我国的大气环境质量，就需要使用烟气脱硫技术来达到控制燃煤电厂中SO₂排放量的目的。鉴于此，本文立足于灰石-石膏湿法脱硫工艺流程，对影响燃煤电厂湿法烟气脱硫的主要因素展开了探讨，具体内容如下。

关键词：湿法;烟气脱硫效率;影响因素

一、石灰石-石膏湿法脱硫工艺流程

1.脱硫系统简介

如今，国内应用范围最广的烟气脱硫技术是石灰石-石膏湿法脱硫技术，即FGD技术，截至目前为止，该项技术的发展比较成熟，对于SO₂的控制效率也比较高。该项技术效用的发挥主要借助的是脱硫吸收剂石灰石，而石灰石具有价格低廉易得的優势，其能够使烟气中的SO₂和碳酸钙浆液发生化学反应，最终生成脱硫石膏CaSO₄·2H₂O，将剩余的烟气经过除雾器进行处理之后能够使其达到环保要求^[1]。

2.脱硫系统工艺流程

脱硫系统包含了多个子系统，其中有氧化系统，石膏脱水系统、烟气系统以及脱硫废水处理系统等等，每一部分都发挥着不可替代的作用，而最为关键的是氧化系统以及吸收塔SO₂吸气系统。

二、影响脱硫效率的主要因素

在使用湿法烟气脱硫系统的过程中，脱硫效率直接决定着SO₂的吸收能力，该项指标是横梁吸收塔中脱硫设备能否正常运行的关键。因此，要想保障脱硫效率，就必须深入分析影响效率的因素，通过采取优化脱硫系统以及降低脱硫过程中的运行成本来达到全方位提升脱硫效率的目的。

1.吸收塔浆液pH值对脱硫效率的影响

从吸收塔的层面而言，浆液PH值直接反映了脱硫效率，因此，为了保障脱硫效率，就必须严格把控石膏的质量。在实际开展脱硫工作的过程中，浆液PH值和吸收塔中的传质性质的关系如下：（1）随着吸收浆液中PH值的提升，液相主体的传质系数也会随之增加，这样一来就能够为SO₂的吸收提供便利，将石灰石浆液对设备的腐蚀降到最低^[2]。（2）随着吸收浆液中PH值的不断减小，就会对石灰石的溶解提供便利，有利于钙离子的析出，但是会阻碍SO₂的反应。浆液中的PH值会随着SO₂的吸收持续下降，进而增加酸度，CaSO₃的析出量随即增加。在析出的CaSO₃将CaCO₃细本颗粒表面包围的情况下，会对CaCO₃的继续分解产生影响，继而使pH值持续降低，对SO₂吸收反应产生抑制作用。所以，石灰浆液的PH值应该控制在5.0-5.8的范围内为宜。

2.Ca/S比对脱硫效率的影响

Ca/S比也就是浆液中固体含量的体现，随着Ca/S比值的不断提升，就会对浆液中SO₂的吸收创造良好的条件。但是，Ca/S比也具有适度的区间，应该将其控制在1.02～1.05范围内，如果太高就会影响到钙的使用效率，增加石灰石的浆液量，导致生成的副产品中碳酸钙的质量分数增加，进而加剧设备的损耗，增加对石灰石的消耗，降低整个脱硫系统的经济成本^[3]。

3.液气比对脱硫效率的影响

循环浆液量与标态下的烟气流量之比即为液气比，二者之间呈正比例分布关系，随着其中一项参数指标增加或者减小，另一项参数指标也会相应增加或者减小，比如，如果浆液循环量增加，就会增加净烟气中的含水量，进而加剧设备的腐蚀程度，增加除雾器的压力，致使脱硫系统处于异常的运行状态。值得注意的是，液气比越低，脱硫效率将会越低。而在脱硫过程中，可能对液气比产生影响的因素主要有烟气的流速、喷淋层间距等，因此，需要高度重视这些影响因素，为脱硫工作的高效开展提供可靠的保障。

4.入口烟气温度对脱硫效率的影响

脱硫效率还会受到入口烟气温度的影响，实践表明，最佳的入口烟气温度应该控制在100-160度为宜，影响入口烟气温度的主要因素有锅炉的燃烧状态、煤质以及SO₂的吸收过程有关，如果入口烟气温度超出了标准限值，就会导致吸收塔液面中的SO₂平衡分压上升，致使SO₂的溶解度下降，最终降低脱硫效率。同时，吸收塔中的一些材质的会在过高的烟气温度的影响下导致使用寿命下降。由此可见，烟气入口温度和SO₂的吸收速率呈反比例分布的关系，烟气入口温度的升高会降低脱硫效率^[4]。所以，在实际开展脱硫工作的过程中，对于高温烟气通常借助烟气换热器来达到降低烟气入口温度的目的。

5.入口烟气含尘浓度对脱硫效率的影响

脱硫效率还会受到入口烟气含尘浓度的影响，如果含尘浓度过高，浆液中就会残留大量的飞灰，进而降低脱硫效率。如果烟尘中含有氟化氢，一旦其与水发生反应，就会与CaCO₃中的Ca²⁺与F^-发生反应生成CaF₂，而且飞灰中的铝离子在脱硫塔的浆液中溶解，就会生成A1Fn多核络合物，降低石灰石的溶解效率，导致pH值下降。在飞灰化合为复合物的情况下，就会形成在石灰石表面形成颗粒薄膜，致使生成的石膏副产品质量下降。

6.石灰石品质对脱硫效率的影响

石灰石的质量好坏直接影响着脱硫FGD系统可靠性以及脱硫效率。如果石灰的纯度比较低，就需要从数量上进行补充，这样一来就会加重吸收塔的负荷，增加吸收塔中控制浆液密度的难度，降低生成石膏的纯度。粒度越细的石灰石，其溶解性能则越好，和SO₂的反应就越充分，石灰石的利用率相对越高。通常情况下，为了能够提高脱硫效率，就需要使用石灰石中质量分数大于90%的CaCO₃，而且必须保障石灰石的过筛率大于90%、石灰石细度在325目、粒径在40-60μm范围内^[5]。

在整个燃煤电厂湿法烟气脱硫过程中，除了以上因素会对脱硫效率产生影响之外，吸收塔浆液中的Cl^-也会影响到脱硫效率，由于文章篇幅受限，在此就不做赘述。

三、脱硫技术发展趋势与建议

为了能够提高脱硫效率，就需要使用资源化的脱硫技术，电磁辐射煤炭脱硫作为近年来发展起来的一种新的脱硫方法，相比于其他脱硫技术，该方法具有反应条件温和、反应速度快以及易于控制等优势，尤其是在优化煤质以及降低中高硫煤的硫份方面得到了高效应用。如今，从总体上而言国内外的电磁辐射脱硫仍然处于试验阶段，脱硫效率低以及相关装置的应用无法实现连续运转等问题仍然存在。国内在介质复合强化电磁辐射原煤脱硫及资源化技术方面的研究上已經取得了一定的进展，煤中无机硫对硫份迁移转化规律、电磁辐射吸收特性以及强化介质配方等方面的研究仍需进一步加强，应该尽快解决工艺操作流程优化升级等方面的问题，以便快速形成电磁辐射介质复合强化多级分选原煤脱硫及资源化成套技术，并且将其全面推广应用。同时，对于中高硫煤脱硫工作，仍然需要将源头脱硫和燃烧后脱硫结合起来，确保脱硫工作朝着经济、高效的方向发展。

四、结论

总而言之，本文针对影响燃煤电厂湿法烟气脱硫效率的因素展开了探讨，分析了影响脱硫效率的液气比、PH值以及石灰石的质量等方面的因素。由此可见，燃煤电厂烟气脱硫工作的开展，应该结合电厂的实际情况，从烟气影响上控制粉尘浓度、入口烟气温度;从设备方面控制液气比;从脱硫剂方面控制石灰石的质量;从运行参数上控制吸收塔中的PH值，实现对各项影响参数的有效控制，使脱硫运行相关参数满足标准要求，为人们创建良好的生存环境。

参考文献：

[1] 杜家芝，曹顺安.湿法烟气脱硫技术的现状与进展[J].应用化工，2019，48（06）：1495-1500.

[2] 杨超玉.燃煤电厂湿法脱硫废水处理技术研究进展[J].城市建设理论研究（电子版），2019，（15）：110.

[3] 商赵健.燃煤烟气湿法脱硫增效剂的应用与改进[D].浙江大学，2018.

[4] 张想.湿法烟气脱硫吸收塔理论建模[D].华北电力大学，2018.

[5] 贾西部.燃煤电厂湿法烟气脱硫化学专业的精细化管理[J].电站系统工程，2018，34（01）：76-78+80.

作者简介：

赵羽（1988—），男，回族，河南信阳人，本科，中级工程师，研究方向：烟气脱硫。