摘要：近年来，随着工业生产规模的扩大和节能、环保理念的提出，烟气脱硫处理技术越来越受到业内同仁的重视。湿法烟气脱硫作为烟气脱硫技术中的常见方法，系统的分析了石灰石、吸收塔、石膏等物质在湿法烟气脱硫技术中的应用，并探讨了其有关作用和运行情况。
关键词：化验分析；湿法烟气脱硫装置；运行；作用
1湿法烟气脱硫装置概述
随着可持续发展战略的实施，烟气处理技术越来越受到业内的重视已成为企业、政府最为关心的问题之一。但是我国目前经济条件与技术条件还不允许像发达国家那样投入大量的人力、物力和财力去研究二氧化碳、二氧化硫处理技术同时我国对于这些处理技术的研究起步晚至今还处于一个摸索阶段。但是我国一些生产厂家通过不断引进国外先进的技术和设备已经在烟气处理上取得了良好的效果尤其是湿法烟气处理技术更是得到各行业的认可和关注。湿法烟气脱硫处理概念湿法脱硫是通过在烟道的末端、除尘器之后设置一个脱硫装置然后通过石灰石、石膏、吸收塔将烟气中存在的二氧化硫吸收和处理从而减少了烟气中硫含量肩效的环节空气污染问题。在这种脱硫处理工作中整个反应温度低于露点因此在反应之后需要对烟气进千动口热排放。但是由于气液反应本身存在着速度快的特征因此这种脱硫技术在利用上还有这反应速度快、工作效率高、脱硫添加剂的利用高适合各种国内外大型工厂的使用但是其在应用中因为需要进行废水处理因止咖期投资大、运行费用也比较高。
2化验分析在湿法烟气脱硫装置中的作用
2.1石灰石的品质
2.1.1 CaCO3的质量分数
石灰石CaCO3质量分数高则品质好，能增加浆液吸收SO2的反应速率，有利于提高脱硫效率和石灰石的利用率，减少对设备的磨损。FGD装置使用的石灰石中CaCO3的质量分数应高于90%。
2.1.2 MgCO3及杂质的质量分数
石灰石中除主要成分CaCO3以外，还含有一定量的MgCO3及少量的Al2O3、Fe2O3、SiO2、Mn等杂质。MgCO3质量分数高会降低石灰石的活性，因此MgCO3含量应控制在3%以下。石灰石中SiO2质量分数应低于2%，含量过高将导致设备磨损、能耗增大。石灰石中的杂质对石灰石颗粒的溶解起阻碍作用，并且杂质质量分数越高，这种阻碍作用越强，最终还将导致脱硫副产品石膏品质的下降。
2.1.3粒径分布
石灰石反应速率与石灰石粉颗粒比表面积成正比，颗粒的粒度越小，质量比表面积越大，溶解性能好，脱硫效率及石灰石利用率高。同时降低脱硫副产品石膏中石灰石质量的分数，利于提高石膏品质。通常要求石灰石粉95%可以通过325目（44μm）筛。
2.1.4石灰石的活性
石灰石的活性即溶解速率是影响脱硫效率的主要因素，在石灰石颗粒粒度和溶解条件相同的情况下，溶解速率大则石灰石活性高。对该FGD的石灰石粉末进行溶解速率测试，与标准石灰石的溶解速率曲线比较，该石灰石的溶解速率曲线没有出现一个平稳的平台，且反应一开始pH值即迅速下降，该FGD装置运行异常是由于石灰石的溶解速率较差造成的。经过更换石灰石，清空吸收塔内的浆液并重新制浆，使该FGD装置的运行状况得到了恢复。
2.2吸收塔浆液成分
2.2.1浆液pH值
表1不同pH值下CaCO3、CaSO3、CaSO4的溶解度
吸收塔浆液的pH值是脱硫系统的重要控制参数，脱硫效率的高低和石膏品质取决于吸收塔浆液pH值的控制。pH值低，影响CaSO4的生成，SO2的吸收速率减小，脱硫效率降低，浆液中HSO-3的质量分数增加，造成吸收塔浆液成分中CaSO3质量分数的增加，影响石膏品质；pH值高，有利于增大SO2的吸收速率，但脱硫反应中间产物CaSO3和CaHSO3的溶解度减少，氧化反应受阻，极易达到过饱和而结晶在塔壁和部件表面上，形成很厚的垢层，造成系统严重结垢，使脱硫无法进行，而且浆液中CaCO3过剩，使石膏纯度下降，增加石灰石耗量，使运行成本增加。通常吸收塔的浆液pH值控制在5.2～5.8之间。表1为运行环境温度为50℃时不同pH值下的CaCO3、CaSO3、CaSO4溶解度（S）。
2.2.2吸收塔浆液密度
在不同的吸收塔浆液密度条件下，吸收塔浆液成分也有所变化。过低的密度不利于CaCO3反应的进行，过高的密度也将抑制CaCO3反应，最终脱硫产物石膏和废水中的CaCO3质量分数也增高，只有保持在合适的浆液密度条件下，才能使石膏中的CaCO3质量分数保持在较低的水平，脱硫效率维持在较高水平。而CaSO3•1/2H2O的质量分数则随着密度的增加也出现增大的趋势。运行中一般吸收塔浆液密度控制在1080kg/m3左右。
2.2.3吸收塔浆液的含固量
石灰石浆液吸收SO2后生成CaSO3和CaSO4。CaSO3和CaSO4可在溶液中达到很高的饱和度，当超过某一相对饱和度值后，石膏晶体就会在悬浊液内已经存在的石膏晶体上生长。当相对饱和度达到某一更高值时，会形成晶核，同时石膏晶体会在其他物质表面上生长，导致吸收塔浆液池表面结垢。此外，晶体还会覆盖那些还未及反应的石灰石颗粒表面产生沉淀，造成石灰石利用率和脱硫效率下降以及浆液泵的磨损。为使这种现象最小化，使吸收塔循环浆液的固体质量分数维持在较高水平，将含固量控制在规定范围内十分重要，吸收塔浆液的含固量质量分数控制在25%较为适宜。
2.2.4吸收塔浆液中的CaCO3
CaCO3作为脱硫的吸收剂，在脱硫系统运行过程中要不断的补充。为了保证脱硫效果，吸收塔内要保持一定的pH值，浆液中的CaCO3质量分数高可使浆液的pH值上升，增加中和反应的速率，提高脱硫效率。CaCO3质量分数过高会使石灰石浆液供给量过大，钙硫摩尔比增加，提高成本，并使石膏纯度降低，影响石膏的品质，而且吸收剂过饱和凝聚，会使反应的比表面积减小，从而影响脱硫效率。实际运行中，吸收塔浆液的CaCO3质量分数可通过改变供浆量来调整，一般控制在1.0%～2.5%较为适宜。
2.2.5吸收塔浆液中的Cl-和F–
吸收塔浆液中的Cl-主要来自烟气中的HCl。由于脱硫系统水的循环使用，Cl-在浆液中逐渐富集，使浆液中含有大量的Cl-，Cl-的浓度过高，将加剧设备腐蚀、使石膏脱水困难、吸收剂溶解困难。在运行中应严格控制系统中Cl-质量浓度（一般控制在20g/L以内），但出于对FGD装置安全和稳定运行的考虑，建议吸收塔浆液的Cl-质量浓度不要高于10g/L。降低浆液中Cl-质量浓度的途径是连续地排放脱硫废水，吸收塔浆液中的F-主要来自烟气中的HF。F-对脱硫系统的影响与Cl-基本类似，而且F-比Cl-更容易与Al3+形成络合物，对石灰石的化学活性影响更严重，一般来说，F-的质量浓度应控制在0.1g/L以下。
3石膏的品质
3.1石膏含水率
一般要求石膏的含水率小于0.1%。当石膏含水率超标时即表明石膏脱水系统运行出现异常。影响石膏含水率的因素较多如石膏在浆液中的过饱和度、浆液的pH值、氧化空气用量、石膏晶体的颗粒形状和大小、石膏脱水设备的运行状态及参与反应控制过程的仪表的准确度等。
3.2石膏纯度和CaC03质量分数
石膏的主要成分是CaSO4。一般要求石膏的纯度大于90%。若石膏颜色较深则其含尘量过大应及时调整除尘器的运行情况降低含尘量。CaCO3是脱硫石膏的主要杂质。一部分CaCO3以石灰石颗粒形态单独存在这是由于反应过程中部分颗粒未参与反应另一部分CaSO3则存在于石膏颗粒中这是由于CaCO3与SO2反应不完全所致。CaSO3的存在影响石膏性能。一般要求石膏中CaCO3质量分数小于5%。
结束语
FGD装置运行中的化学参数对系统的高效稳定运行起到十分重要的作用，在日常工作中应加强对脱硫系统相关参数进行定期检测，以此来调整FGD装置运行工况。
参考文献：
[l]杨志忠，张军吸收塔喷淋层设计经济性能分析田.东方电气评论，2007（1）：147.
论文作者:王晓敏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/18
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