石灰石-石膏濕法脫硫效率分析

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:針對(duì)脫硫運(yùn)行中可能造成脫硫效率低的各種原因，提出具體分析和解決辦法。

1.脫硫效率低的原因和解決方法

1.1吸收劑的pH值

脫硫反應(yīng)的基礎(chǔ)是溶液中H+的生成，只有H+的存在才促進(jìn)了Ca2+的生成，因此，吸收速率主要取決于溶液的pH值。因此濕式脫硫工藝的應(yīng)用中控制合適的pH值和保持pH值的穩(wěn)定是保證脫硫效率的關(guān)鍵。

PH值為6.0時(shí)，二氧化硫吸收效果最佳，但此時(shí)易發(fā)生結(jié)垢，堵塞現(xiàn)象。而低的pH值有利于亞硫酸鈣的氧化，石灰石溶解度增加，但二氧化硫的吸收受到抑制，脫硫效率大幅度降低；當(dāng)pH值為4.5時(shí)，二氧化硫的吸收幾乎無(wú)法進(jìn)行，且吸收液呈酸性，對(duì)設(shè)備也有腐蝕。為此，除熱工班組定期校驗(yàn)PH表計(jì)外，化驗(yàn)室每周定點(diǎn)化驗(yàn)吸收塔漿液PH值，供運(yùn)行人員和熱工人員作參考。所以最為合適的PH值應(yīng)維持在5.4。

1.2液氣比及漿液循環(huán)量

液氣比增大，表明氣液接觸機(jī)率增加，脫硫率增大。但二氧化硫與漿液液有一個(gè)氣液平衡，液氣比超過(guò)一定值后，脫硫率將不再增加。初始的石灰石漿液噴淋下來(lái)后與煙氣接觸，SO2等氣體與石灰石漿液的反應(yīng)并不完全，需要不斷地循環(huán)反應(yīng)，增加漿液的循環(huán)量，也就加大了CaCO3與SO2的接觸反應(yīng)機(jī)會(huì)，從而提高了脫硫效率。

若脫硫吸收塔漿液循環(huán)泵出口的部分噴嘴堵塞，噴淋效果就會(huì)較差；脫硫系統(tǒng)停運(yùn)后，就需要通過(guò)吸收塔檢查孔對(duì)吸收塔噴淋層進(jìn)行噴淋檢查，查看噴嘴堵塞情況是否嚴(yán)重；若吸收漿液循環(huán)泵內(nèi)部腐蝕或磨損嚴(yán)重，運(yùn)行壓力不足，均會(huì)導(dǎo)致脫硫效率下降。

故每次機(jī)組停運(yùn)檢修時(shí)，都需安排人員對(duì)噴淋層噴嘴進(jìn)行逐個(gè)檢查，并根據(jù)漿液循環(huán)泵運(yùn)行周期定期更換腐蝕和磨損的部件。吸收塔漿液循環(huán)泵葉輪磨損程度很大，而吸收塔漿液循環(huán)泵葉輪的使用壽命為8000小時(shí)左右，所以吸收塔漿液循環(huán)泵葉輪應(yīng)定期進(jìn)行修復(fù)。

1.3煙氣與吸收劑接觸時(shí)間

煙氣自進(jìn)入吸收塔后，自下而上流動(dòng)，與噴淋而下的石灰石漿液霧滴接觸反應(yīng)，接觸時(shí)間越長(zhǎng)，反應(yīng)進(jìn)行得越完全。因此，長(zhǎng)期投運(yùn)對(duì)應(yīng)高位噴淋層的漿液循環(huán)泵，有利于煙氣和脫硫吸收劑的充分反應(yīng)，相應(yīng)的脫硫率也高。而且合理控制進(jìn)入吸收塔的煙氣流速，也會(huì)增加漿液和煙氣的接觸時(shí)間，提高脫硫效率。

1.4石灰石粒度及純度

石灰石是目前煙氣濕法脫硫中最常用的吸收劑。其脫硫反應(yīng)活性主要取決于石灰石的粒度和顆粒的表面積之比以及石灰石中CaCO3的含量。石灰石顆粒越細(xì)，純度越高，其表面積越大，反應(yīng)越充分，吸收速率越快，石灰石的利用率就越高。要求CaCO3含量大于90%，對(duì)燃用中高硫的鍋爐，石灰石粉的細(xì)度不低于325目90%過(guò)篩率。

1.5氧化空氣量

O2參與煙氣脫硫的化學(xué)過(guò)程，使HSO3-氧化為SO42-，隨著煙氣中O2含量的增加，CaSO4•2H2O的形成速度加快，脫硫率也呈上升趨勢(shì)。保證氧化風(fēng)機(jī)向吸收塔的供氣量可提高脫硫率。

1.6煙氣中灰塵含量

影響吸收塔內(nèi)水質(zhì)的因素之一是煙氣中塵埃含量大。由于在脫硫過(guò)程中煙氣中灰塵大量進(jìn)入吸收塔內(nèi)，與塔內(nèi)石灰石、石膏漿液混合在一起，阻礙了石灰石漿液對(duì)SO2的吸收，降低了石灰石中Ca2+的溶解速率，同時(shí)煙塵或溶液中不斷溶出的一些重金屬離子會(huì)抑制了Ca2+與HSO3-的反應(yīng)。若煙氣中粉塵含量持續(xù)超過(guò)設(shè)計(jì)允許量，將使脫硫率大為下降，甚至噴嘴堵塞。同時(shí)成品石膏中也含有大量的灰塵及消耗的石灰石量也相應(yīng)增加，影響石膏品質(zhì)。

1.7煙氣溫度

若進(jìn)入FGD吸收塔的煙氣溫度較高，煙氣膨脹，流速和壓力增大，會(huì)使脫硫效率下降；若進(jìn)入吸收塔煙氣溫度越低，越利于SO2氣體溶于漿液，形成HSO3-，即：低溫有利于吸收，高溫有利于解吸。通常，將煙氣冷卻到60℃左右有利于吸收SO2；煙氣較高溫度時(shí)，SO2的吸收效率降低，因此氧化空氣增濕水要保證投入，一是為了防止氧化空氣管堵塞，二也是為了降低氧化空氣溫度，控制吸收塔漿液溫度。

1.8煤質(zhì)影響

由于燃煤品質(zhì)的不同，煤中所含的微量物質(zhì)也不同，某些燃煤煙氣中HCl、HF含量較高，由于吸收塔內(nèi)漿液濃度在18%左右，HCl、HF就會(huì)溶解于漿液中而使F-、Cl-含量增加，從而影響石灰石漿液對(duì)SO2吸收，影響PH值的測(cè)量。

1.9Cl-含量

漿液Cl-對(duì)系統(tǒng)性能的影響是潛在的，在系統(tǒng)中主要以氯化鈣形式存在，去除困難，影響脫硫效率，達(dá)到一定程度時(shí)才會(huì)顯現(xiàn)，主要是干擾了離子間的反應(yīng)。通常Cl-的設(shè)計(jì)上限為20000ppm，實(shí)際上一般當(dāng)Cl-高于12000ppm時(shí)，就表現(xiàn)出對(duì)FGD運(yùn)行的一些負(fù)面影響，如pH值的自控能力稍微減弱，副產(chǎn)物石膏中CaCO3含量略有增加等。

漿液Cl-濃度高低與原煙氣中HCl的含量直接相關(guān),也與系統(tǒng)的廢水排放量有關(guān)。針對(duì)廢水運(yùn)行中污泥處理的困難，各廠濕法脫硫設(shè)施可考慮將脫硫廢水澄清池底部污泥排至真空皮帶機(jī)（避免了脫硫廢水脫泥機(jī)的繁瑣操作）與石膏漿液一起進(jìn)行脫水，可大幅提高脫硫廢水設(shè)施的投運(yùn)率。

1.10煙氣流量變化

機(jī)組負(fù)荷增減時(shí)，進(jìn)入吸收塔的煙氣量隨之變化。通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)整石灰石漿液的加入量，以穩(wěn)定漿液pH值；再適時(shí)改變有關(guān)設(shè)備的運(yùn)行方式。因此，可根據(jù)實(shí)際煙氣量來(lái)決定增加（或減少）循環(huán)泵的運(yùn)行數(shù)量或切換循環(huán)泵，不同循環(huán)泵之間的優(yōu)化組合運(yùn)行方式需經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)后才能確定。

1.11原煙氣SO2濃度波動(dòng)

火電廠燃煤硫分變動(dòng)的情況經(jīng)常發(fā)生，原煙氣中SO2濃度并不穩(wěn)定。SO2濃度的突然上升往往使吸收塔漿液pH值在短時(shí)間內(nèi)下降，如果此時(shí)控制系統(tǒng)跟不上工況變化，就可能造成pH值無(wú)法恢復(fù)到正常值，降低脫硫效率，影響石膏品質(zhì)。

1.12儀表指示影響

在線檢測(cè)系統(tǒng)（CEMS）傳輸信號(hào)不準(zhǔn)，導(dǎo)致控制系統(tǒng)（或人為判斷）出現(xiàn)問(wèn)題，從而影響脫硫效率。因此，保證儀表的準(zhǔn)確投運(yùn)，對(duì)于提高脫硫效率尤為重要。

1.13煙氣中含油成分

在特殊情況下，鍋爐投油燃燒，來(lái)不及退出電除塵、脫硫（FGD）系統(tǒng)，煙氣中的油氣進(jìn)入吸收塔，導(dǎo)致石灰石漿液污染，甚至脫硫系統(tǒng)中毒癱瘓。因此，出現(xiàn)類似情況應(yīng)加大廢水排放，提高吸收塔漿液品質(zhì)。

2結(jié)語(yǔ)

脫硫運(yùn)行中會(huì)存在各種各樣的問(wèn)題，只要堅(jiān)持按照脫硫技術(shù)監(jiān)督的技術(shù)指標(biāo)要求，對(duì)脫硫劑、石灰石漿液、石膏漿液、石膏進(jìn)行化學(xué)分析和比對(duì)，嚴(yán)格控制各項(xiàng)指標(biāo)，在保證脫硫效率的同時(shí)，可適時(shí)調(diào)整運(yùn)行方式，降低脫硫耗電率。

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