石灰石-石膏湿法脱硫系统节能降耗策略

石灰石-石膏湿法脱硫系统节能降耗策略

吴敏 徐新宇

中冶南方都市环保工程技术股份有限公司 湖北 武汉 430205

摘要：随着环境保护意识的提高和环境法规的日益严格，石灰石-石膏湿法脱硫技术作为一种常用的烟气脱硫方法，在煤电、钢铁、化工等行业得到了广泛应用。然而，脱硫系统的能耗和资源消耗问题日益突出，给企业的生产成本和环境压力带来了巨大挑战。基于此，下文将对石灰石-石膏湿法脱硫系统节能降耗策略展开详细的分析。

关键词：石灰石-石膏；湿法脱硫系统；节能降耗策略

1 石灰石-石膏湿法脱硫工艺的原理

石灰石-石膏湿法脱硫工艺是一种常用的烟气脱硫技术，其原理如下：

（1）石灰石石膏湿法脱硫工艺利用石灰石（CaCO3）和石膏（CaSO4·2H2O）的化学反应来去除烟气中的硫化物（SO2）。

（2）首先，石灰石石膏浆液被喷射到烟气中，烟气中的SO2与石灰石中的CaCO3发生反应，生成石膏（CaSO4）和二氧化碳（CO2）。

CaCO3 + SO2 + 1/2O2 → CaSO4 + CO2

（3）然后，石膏以固体颗粒的形式与废气一起被捕集下来。

（4）最后，石膏可以进一步加工成干燥的石膏粉末，用于建筑材料等领域，而废气则经过净化后排放到大气中。

这种湿法脱硫工艺是一种有效的脱硫方法，因为石灰石和石膏都是相对廉价和广泛可得的材料，并且生成的石膏可以得到利用，减少了废弃物的排放。然而，该工艺也存在一些问题，如处理量较大时所需的设备和运行成本较高，以及处理后的石膏产生的废水需要进行处理等。因此，在实际应用中，需要综合考虑经济性、环保性和可行性等因素。

2 石灰石-石膏湿法脱硫系统节能降耗的重要性

石灰石-石膏湿法脱硫系统的节能降耗具有重要性，主要体现在以下几个方面：（1）能源消耗：脱硫系统需要消耗大量的能源，如电力和燃料。通过节能降耗措施，可以减少能源消耗，降低企业的生产成本，提高经济效益。（2）石灰石和石膏的使用效率：石灰石和石膏是湿法脱硫系统中的主要原料，其使用效率直接影响到系统的运行成本和废物排放。通过采用先进的设备和技术，提高石灰石和石膏的利用率，可以减少原料的浪费和废物的产生。（3）水资源利用：湿法脱硫系统需要大量的水来制备石灰石-石膏浆液和处理石膏。合理利用水资源，减少废水排放，对于缓解水资源紧张和环境保护具有重要意义。（4）设备能效：脱硫系统中的设备运行效率直接影响到系统的能耗。通过优化设备设计、提高设备的能效，可以降低能源消耗和运行成本。综上所述，石灰石-石膏湿法脱硫系统的节能降耗对于企业的经济效益、环境保护和可持续发展具有重要意义。企业应积极采取节能降耗措施，不断提升脱硫系统的能效和资源利用效率。

3 石灰石-石膏湿法脱硫系统节能降耗策略

3.1 完善烟气脱硫系统指标考核体系

进一步完善节能降耗有效的考核指标体系。通过对机组负荷、煤中硫含量、烟气流量和进出口SQ浓度、脱硫效率中石膏质量、设备电耗、水质和用水量、石灰石粉质量和用量等主要参数的长期监测和统计分析。探索各参数之间的相互作用规律，找出影响脱硫效率和石膏质量的主要因素。讨论了达标排放基础上的最小电耗、水耗和粉耗，确定了不同工况下各参数的最佳范围和调整方式，建立了以系统电耗、水耗和粉耗、出口SO、浓度和石膏质量为主要衡量标准的考核指标体系。

3.2 应用三层屋脊除雾器

吸收器是湿法脱硫系统的关键设备，是脱硫氧化反应的主要场所。如果吸收塔能在湿法脱硫过程中长期安全稳定运行，则可有效保证整个湿法脱硫系统的运行效率，减少烟气脱硫过程中的能量损失。脱硫过程中，除雾器在吸收塔中容易堵塞。该故障的主要原因是泥浆浓度高和pH值高。为避免除雾器堵塞故障，降低脱硫效率，产生额外损失，凯斯电厂采用三层脊式除雾器取代传统的两级平板除雾器，并增加自动冲洗程序。脱硫时可根据实际需要进行调整，调整除雾器冲洗方式。三层脊式除雾器使用后，冲洗水喷嘴角度可在90°~110°范围内独立调节，喷雾覆盖面积扩大到150%，使除雾器出口雾滴携带量（干基）不大于15mg/Nm3。另外，在日常工作中，除雾器应定期清洗，严格控制浆液浓度和pH值，以降低除雾器堵塞故障的发生率，保证湿法脱硫的整体效率，避免额外的能量损失。从吸收塔安全运行的角度来看，如果在湿法脱硫过程中使用劣质石灰石，镁离子会超标，吸收塔浆液中会出现气泡。为保证脱硫效果和效率，应详细分析浆液组成，确定重金属离子和负离子的具体含量，结合检测分析的实际情况选择消泡剂，更换内浆液，去除杂质，保证脱硫反应顺利进行。

4 吸收系统节能降耗

4.1 合理控制吸收液参数

在吸收系统运行过程中，吸收液的纯度、液气比、PH值、饱和度以及滞留时间都是关键的操作参数。吸收液纯度越高，石灰石粒径越小，二氧化硫越容易被吸收。但在确定吸收液纯度和石灰石粒径时，需要综合考虑成本和能耗因素，可将吸收液纯度控制在90%以上，石灰石粒径保持在48~74um范围内。液气比是吸收系统中重要的参数，合理的液气比可以在降低设备造价和能耗的同时保持较高的脱硫效率，一般适宜的液气比为10-12L/m

2。

4.2 优化吸收液PH值和饱和度

吸收液的PH值应选择最适宜的范围，过高会导致石灰石颗粒表面结晶，过低则会增加吸收液的腐蚀性。因此，必须仔细控制吸收液的PH值，确保其处于合理范围内。另外，吸收液的饱和度也需要控制在适当范围内，避免过饱和导致系统产生结垢。一般将吸收液饱和度控制在110%~130%之间，可以有效提升吸收液利用率，有利于后续石膏颗粒的脱水处理。

4.3 加强员工技能培训和职业道德教育

加强对操作人员的培训，通过组织学习脱硫操作规程等脱硫系统技术资料，不断提高操作人员的岗位技能。建立班组之间的学习和沟通机制，分享烟气脱硫系统调整优化的技术经验，及时改变个人或班组不当的操作习惯。同时，要注意提高员工的职业道德，增强部门凝聚力，激发员工的工作积极性，为保证烟气脱硫系统的长期稳定和经济运行创造有利条件。

4.4 注意节能细节

为了进一步实现湿法脱硫系统的节能优化，应调整循环浆液泵的运行，控制吸收塔的pH值和液位，以减少脱硫过程中的能量损失。一般情况下，根据湿法脱硫工程的实际情况，计算循环浆液泵的运行量，灵活调整循环浆液泵的启停状态，做好循环浆液泵的切换。在此基础上，从吸收塔的角度进一步精确pH值，实现能耗控制。在对湿法脱硫系统吸收塔进行优化时，在实现节能环保的同时，尽可能降低脱硫成本，要求湿法脱硫项目人员定期操作数据，总结节能效果，并在制浆过程中控制外购石灰石粉的纯度、石灰石粉颗粒的均匀性（包括细度）和石灰石浆的密度，通过提高石灰石的利用率，达到节能降耗的目的。

5 结束语

石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统庞大而复杂。不仅有大量的机械设备实现除SO反应，还有大量的在线监测仪器提高自动化程度。运行过程能耗大，脱硫成本控制关系到整个机组的经济运行，而整个烟气脱硫系统的复杂流程和自动化控制对运行管理要求较高。根据烟气脱硫系统的工艺特点、工艺流程和存在的主要问题，总结分析了烟气脱硫系统的长期运行情况，合理制定了节能降耗措施，使脱硫系统环保、稳定、高效、经济运行，最大限度地降低系统的厂用电消耗率，降低脱硫系统的生产成本，拓宽企业的节能降耗空间。

参考文献：

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[3]张义斌,陈祥君,高原.石灰石-石膏湿法脱硫系统节电运行优化[J].黑龙江电力,2017,39(04):357-361.