关于电厂飞灰湿式烟气脱硫试验研究

关于电厂飞灰湿式烟气脱硫试验研究

付竞

陕西清水川能源股份有限公司 陕西 . 榆林 719499

摘要：控制SO₂排放是控制烟气污染物的关键技术，电厂飞灰可有效吸收烟气中的SO₂，湿式脱硫后可实现烟气的清洁排放，有效实现了固体废物和气体废物的综合利用，降低脱硫成本。本文通过比较研究固液比、pH值及温度等因素的影响，为电厂飞灰湿式烟气脱硫技术提供参考。

关键词：电厂飞灰，湿式脱硫，固液比

我国年均煤产量达到18亿吨以上，是我国最主要的能源来源。但是，70%以上的煤炭资源用于直接燃烧，燃烧过程中排放大量的含有CO2、SO2、NOx等污染物的烟气，是造成我国生态环境恶化的最大污染源之一。其中SO2对大气的污染尤为严重，它是产生酸雨的最重要污染气体。

随着人们环保意识的日益增强，国家在大气环境保护方面的政策法规的严格要求，寻求高效低成本的大气污染物控制技术成为当今环保领域重要的研究课题之一。烟气脱硫技术是控制SO₂和酸雨危害的有效方法，湿式烟气脱硫技术是脱硫领域的最主要方法，其中石灰石法、氨法等各种碱性物质的湿法脱硫技术占主流地位。

而电厂燃煤发电，每年都排放大量的煤灰渣，大量灰渣如不加控制和处理，会造成大气污染，进入水体会淤塞河道，其中某些化学物质对生物和人体造成危害。飞灰对大气污染危害很大，其中含有较多的CaO、MgO等碱性成分，可很好地直接应用于湿式烟气脱硫中。并且能大大降低因使用碱性物质而产生的经济成本，取得更好的经济效益。有研究表明，采用飞灰湿式烟气脱硫每年可比石灰法节约近50万美元的成本。我国具备非常有利的电厂飞灰湿式烟气脱硫条件。本试验对固液比、pH值、温度等参数对脱硫效果的影响进行了比较研究。

1 实验条件

1.1实验材料

实验中烟气采用SO₂加水静态法配制。

吸收液采用飞灰和蒸馏水配置。

气体流量控制在0.2±0.05L/min。

1.2 飞灰成分

实验用的飞灰取自于本地电厂，分析飞灰成分发现主要含有各种碱性成分物质，其中CaO、MgO、K₂O、Na₂O等的比重之和超50%，可见电厂飞灰具备为烟气脱硫提供碱性成分的能力，详见表1。

表1 飞灰主要组成成分

2实验结果

本试验就固液比、pH值、温度等因素对脱硫的影响展开研究。

2.1固液比对脱硫效率的影响

飞灰吸收液对烟气中SO₂的吸收主要取决于飞灰吸收液中碱性物质的溶出量，固液比不同，其溶出的碱性成分量不同，吸收液对SO₂的吸收去除能力自然也不同。通过试验表明，随着固液比的增加，SO₂的吸收去除率增大，两者存在线性关系。见图1所示。

考虑系统运行过程中的可操作性，以及运行成本，固液比控制在0.08-0.1之间较合适。

2.2 pH值对脱硫效率的影响

通过pH值对SO₂的去除效率研究发现，该因素的影响较大，从图2可见，pH值越大， SO₂的去除率越高，但并不成线性关系。当pH值在1~2之间，SO₂的去除率基本忽略不计；当pH值在2~6之间时，SO₂的去除率随着pH值的升高而急剧增大，成线性关系；当pH值大于6时，SO₂的去除率随着pH值的升高基本不变，但去除率都较高，均超过98%。因此，在实际操作过程中，为了降低成本，试验过程中控制pH值大于6即可，无需使用酸剂调节pH值。

2.3温度对脱硫效率的影响

试验通过研究不同温度对SO2的去除率的研究发表，温度的升高，会使SO2的去除率降低，温度为20℃时，SO2的去除率高达97%，而温度升高至80℃时，SO2的去除率降低到40%以下。详细见图3所示。

同时要注意的是，当温度过高（高于75℃）时，吸收塔中会出现结构现象，引起气液接触器的堵塞，而且一旦结垢后很难去除，影响到所有与脱硫吸收液相接触的阀门、管道、水泵等装置，会影响操作正常进行。因此，在实际操作过程中，要控制系统温度，尽量降低飞灰湿式脱硫的温度。

3.结论

严格控制烟气中的SO2是当今节能减排的重点，而电厂飞灰是一种性能优良的低成本的SO2烟气脱硫吸收剂，因此其经济效益更好。只要控制电厂飞灰湿式烟气脱硫过程中固液比控制在0.08~0.1之间，pH值控制在6以上，尽量降低系统温度，即可获得非常好的脱氮除硫效果。在社会方面，综合利用了电厂飞灰，降低了废物处理处置成本，降低了固体废物污染。

因此，电厂飞灰湿式烟气脱硫技术真正做到了以废治废，变废为宝，在满足环保达标的前提条件下通知实现社会效益和经济效益最大化。

参考文献

[1] 美国国家灰渣协会，第四届国际灰渣利用会议文集，中国建筑工业出版社，1980年。

[2] 郝吉明，马广大，王书肖等.大气污染控制工程[M]. 北京：高等教育出版社， 2010.

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