石灰石-石膏湿法脱硫工艺技术问题和脱硫效率探讨

石灰石 -石膏湿法脱硫工艺技术问题和脱硫效率探讨

刘春生

江西大唐国际新余发电有限责任公司江西省 ,新余市 338000

摘要：本文主要分析了石灰石-石膏湿法脱硫工艺技术的概况，阐述此技术两个主要系统的实践情况，最后探讨了提高脱硫效率的方法和技术的应用，推动该技术的实践发展。

关键词：脱硫工艺；流程；技术分析；实践效率

前言

石灰石-石膏湿法脱硫技术的发展已逐渐成熟。以脱硫技术为主，以石灰石浆液为吸收剂，与烟气中的SO2进行一系列化学反应，达到环保、纯化气体的目的。

1石灰石-石膏湿法脱硫工艺技术概况

石灰石-石膏湿法脱硫是燃烧后脱硫技术，它是利用酸碱中和的原理，将烟气中的SO2脱除，目前被认为是控制SO2排放的最行之有效的途径，此技术对降低生产成本、减少污染排放、保护生态环境，具有非常重要的现实意义。在实际应用中，该系统脱硫效率高，运行效果好，能适应不同的煤炭品种，且成本低，其吸附剂为石灰石，在我国物产丰富，价格低廉。另外二水石膏是此工艺的副产物，可用于建筑材料的生产，不会造成材料的浪费和对环境的污染，值得推广应用。

石灰石-石膏湿法脱硫工艺技术主要由SO2吸收、石灰石溶解、中和、氧化石膏结晶和分离等过程组成。

吸收塔内石灰石-石膏湿法脱硫过程示意图

2石灰石-石膏湿法脱硫运行两个主要系统的技术实践探索

（1）吸收塔系统运行调整

吸收塔系统主要设备为浆液喷淋系统、氧化风机、搅拌器及管道、除雾器和浆液循环泵。

①PH值调整。吸收过程中受pH值影响较大的吸收塔SO2，pH值越高，SO2吸收速度就快，但不利于石灰石的溶解，且系统设备结垢严重。pH值降低，虽利于石灰石的溶解，但是SO2吸收速度又会下降，当pH值下降到4时，几乎不能吸收SO2了。因此，选择合适的pH值是保证系统良好运行的关键因素之一。根据运行实践吸收塔浆液pH选择在5.2～5.8之间为宜。

②浆液循环泵调整。浆液循环泵数量主要是根据实际运行中锅炉负荷、入口烟气中SO2含量变化、石灰石浆液供浆量和最终达到环保出口SO2要求确定。

③除雾器冲洗调整。除雾器的性能直接影响湿法脱硫系统的连续和可靠运行。在运行期间，必须监控通过除雾器的烟气的压力损失，并且可以及时发现并解决问题。确保除雾器的冲洗水压在指定范围内。如果冲洗水压低，冲洗效果差。如果冲洗水压力过高，则很容易增加烟道中的水并缩短叶片的寿命。除满足除雾器本身的要求外，除雾器的冲洗量还必须考虑系统水平衡的要求。在某些情况下，短期冲洗需要大量的水，有时会采用小水量长时间冲洗。在冲洗时，应根据条件确定特定冲洗量。一般情况下，除雾器断面上瞬时冲洗耗水量约为1～4m³/h。除雾器冲洗周期，由于除雾器冲洗期间会导致烟气带水量加大（一般为不冲洗时的3～5倍），冲洗不宜频繁，但也不能间隔太长，否则易产生结垢现象，除雾器的冲洗周期主要根据烟气特征及吸收剂确定，不超过2h为最佳。

（2）石膏脱水运行调整

脱水系统主要设备包括石膏排出泵、石膏旋流器、真空泵和脱水皮带机，运行中若发现石膏品质差，含水率超标时应做以下调整。

①应定期检测石灰石浆液的颗粒度和测定石灰石碳酸钙和酸不溶物含量是否符合规定值，使用较高纯度的石灰石，提高石灰石研磨细度。

②从烟道中去除的粉煤灰“阻碍”石灰石的活动，会间接影响石膏的质量。粉煤灰的直接作用是大多数粉煤灰进入石膏中，成为石膏排列第三杂质成分。烟尘对石膏纯度的影响程度与烟尘浓度和去除的SO2相对量有关。烟尘含量越高，去除的SO2越少，烟尘对石膏质量的影响越大。

③控制氧化效率。当氧化效率过低时，吸收塔内氧化不足，二水硫酸钙不足，亚硫酸钙偏多，皮带脱水效果差，为保证氧化效率，运行人员应根据入口SO2浓度、烟气流量及时合理的调整氧化风量。加强检查氧化风机运行情况，及时清理或更换入口滤网，保证氧化风量。此外，运行中保持较低的PH值也是提高氧化效率的有效手段。

④控制运行中PH值。当入口烟气条件不变时，降低浆液PH值即可降低浆液中CaCO3的含量，有利于提高石膏纯度，但是将以损失脱硫效率为代价。PH值高可能对石膏产生负面影响，增加浆液中的有害离子浓度，有可能封闭石灰石活性。提高PH值，脱硫效率升高，但是石膏纯度下降，当PH值超过5.8时，不仅脱硫效率提高率低，未反应的石灰石浓度却增加较多，石膏纯度明显下降。因此，运行中，保证合适的PH值是提高石膏质量的重要保证，一般控制在5.2-5.8。

3提高脱硫效率的方法

1. 合理控制吸收液的pH值，偏高的pH值意味着浆液中石灰石的浓度很高，有利于SO2的吸收。为了保证较高的SO2吸收速率，就必须保证较高的pH值，但并非pH值越高越好。而低pH值则有利于产物的析出，二者相互对立。随着吸收塔浆液pH值的升高，脱硫效率呈上升趋势，因为高的pH值意味着浆液中有较多的CaCO3存在，对脱硫有益。但pH>5.8后脱硫效率不会继续升高，反而降低，因为随着浓度的降低，产物的析出越来越困难。如果将pH值调整为则太低，可能会影响SO2的吸收，导致设备腐蚀，因此浆液pH值控制在5.2-5.8能使脱硫反应的Ca/S（物质的量）保持在1.02左右，获得较为理想的脱硫效果。

（2）控制脱硫剂与烟气之间的反应时间。烟道气从底部流到顶部，并与喷洒的石灰石浆不断接触，并在接触过程中发生反应。反应程度取决于接触时间。反应时间越长就越彻底，如果选择扬程更高的循环泵，则可以使两者长期接触以促进反应并提高脱硫效率。

（3）维持持一定液气比，由于SO2和吸收液具有气液平衡，因此当液气比超过规定范围时，吸收塔内反应会变慢，与二氧化硫有关的气体不会与石灰石完全相互作用。此时，该反应仅仅是循环反应，可以找到增加浆液循泵运行数量的方法，以确保碳酸钙和二氧化硫之间的完全接触和充分反应，并最终确保二氧化硫的去除率。

（4）为了确保有效和彻底的反应，应控制石灰石的粒径以达到细态并增加吸收率。纯度至少应达到90%以上。

（5）烟气中氧化空气的量不能满足将亚硫酸根离子转化为硫酸根离子的要求。缺乏氧化性空气会导致亚硫酸钙过多，导致浆料中毒，降低脱硫效率，并且在吸收塔中发生结垢，为了更快地加速CaSO.2H2O的形成并提高脱硫效率，运行应确保有足够的氧化风量。

（6）控制烟灰和粉尘的浓度。烟道气中不可避免混合一定量的烟灰。这种烟灰会影响脱硫效率，导致石灰石中的钙离子不能有效地溶解。烟灰中含有重金属，会干扰钙离子和亚硝酸氢盐。当烟灰含量太大时，离子之间的反应会影响浆液的反应效率，影响脱硫效率，并且真空皮带机很难脱水，因此必须控制脱硫吸收塔入口处的粉尘,提高除尘器效率。

结语

随着我国经济的快速发展，以煤炭为主要能源的能源需求也在不断增长。煤炭的最大缺点是燃烧过程中排放的SO2和粉尘等污染物会严重危害人体健康和生态环境。在国家政策法规的支持下，我国燃煤脱硫产业发展迅速，国外许多技术的引进和逐步国产化的实现大大降低了脱硫系统的建设成本。

参考文献

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