摘要：本文对石灰石-石膏法烟气脱硫工艺设计中常见问题进行了分析，并提出了相应的解决措施，以期为烟气脱硫系统的正常高效运行提供可靠的保证。
关键词：石灰石-石膏脱硫；工艺设计；问题
前言 随着电力需求的不断增大和火电厂的不断建设，电厂烟气排放带来的环境污染问题成为必须要解决的难题。国家规定火电厂建设必须要安装烟气脱硫脱硝设施、除尘装置，要采取合理的措施控制二氧化硫排放、氮氧化物排放和粉尘排放。烟气脱硫是控制火电厂SO2污染的重要措施，在脱硫技术中，石灰石-石膏法烟气脱硫在我国火电厂大中型机组烟气脱硫改造中应用广泛。本文对石灰石-石膏法烟气脱硫工艺设计中常见问题进行了分析，并提出了相应的解决措施，以期为烟气脱硫系统的正常高效运行提供可靠的保证。
石灰石－石膏法脱硫系统主要包括原料输送系统、吸收剂浆液配制系统、烟气系统、SO2吸收系统、石膏脱水及贮存、石膏抛弃系统。烟气借助锅炉引风机全部引进FGD系统，未脱硫烟气通过气热交换器降温，导入吸收塔进行脱硫反应，完成脱硫后，净化过的烟气经溢流槽和两级除雾后，通过热交换器的烟气吸热侧重新加热，最后经过烟囱向上排出。
1吸收系统设计问题及处理
吸收系统是脱硫工艺的核心和关键，脱硫工艺设计不仅要统筹考虑脱硫效率、脱水效果和脱硫的经济性能，还要考虑到后期运行中的维护问题。吸收塔选择是设计的核心，脱硫系统吸收塔一般分为栅格式、鼓泡式、喷淋式、液柱塔四种型式。不同类型的吸收塔吸收区的设计也会不同，栅格式吸收塔因为具有系统阻力大、栅格宜堵、宜结垢的缺点，已经渐渐淡出了设计舞台；鼓泡式吸收塔的系统阻较大、脱硫效率不高，应用的也相对较少；喷淋式吸收塔系统阻力小、脱硫效率高达95％以上，所以应用较多。但需要注意的是塔的喷嘴磨损较大容易引起堵塞，需要定期检修维护，经过对喷嘴技术不断改进，降低了维护量；液柱塔不仅系统阻力小、脱硫率高，还能有效避免喷嘴堵塞和结垢问题，具有广阔的应用前景。所以在当前吸收塔的设计选择上从经济性和效率性等方面综合考虑，首选液柱塔其次喷淋塔。
2烟气及再热器系统设计问题及处理
烟气再热器系统在脱硫工艺中也占据重要位置，烟气系统和再热器系统设计上需要注意下列问题。一是合理调整FGD入口SO2浓度。一些电厂将低硫份煤和高硫份煤掺烧，因为混煤不均匀导致入炉硫含量变化和燃烧排放出的SO2浓度波动大，FGD入口SO2浓度变化频率大，FGD运行惯性大，系统自动运行时会导致系统脱硫率波动大较大；SO2浓度变化大致使一定周期内吸收塔内的PH值不符合标准要求，系统脱硫率不高。所以脱硫系统设计时要要求电厂用煤要保证均匀。二是科学调整FGD入口烟尘浓度。要确保脱硫系统平稳运行，FGD入口设计是提醒厂家必须安装烟尘浓度检测装置。如果除尘器满足不了设计效率，会致使烟尘浓度过高，影响脱硫系统正常运行。三是科学设计旁路挡板和进出口挡板。FGD系统启动和关闭时，烟气会在旁路和主烟道间切换，由于烟道阻力的不同会对锅炉负压产生影响，当烟道阻力相差较大会导致锅炉的负压波动较大。使用劣质煤容易导致熄火现象。旁路挡板设计时，要选择合适的弹簧，旁路挡板通过预拉弹簧打开时间要在2.5ｓ以上。同时，为防止FGD系统停运时烟气漏入FGD系统，造成系统腐蚀，设计时要对进出口挡板配备风机。四是科学选择烟气换热器GGH。脱硫系统设置GGH不仅能有效降低进入脱硫塔的烟气温度、保护塔内防腐内衬，而且能使脱硫塔出口烟气温度升高减少对烟囱腐蚀。脱硫装置烟气再热系统包括回转式、管式、蒸汽加热等几种方式，脱硫系统设计过程中，应综合考虑脱硫率、锅炉尾部烟气量、尾部烟道材料、脱硫预留场地等情况，进行科学合理的设计，优选最佳方案。
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3吸收剂浆液配制系统设计问题及处理
在脱硫工艺方案选择首先要调查石灰石的品质和供应量，品质不高的石灰石容易导致阀门堵塞或损坏，甚至堵塞脱硫塔的管道和喷嘴，脱硫系统不能正常运行。所以要保证石灰石粉的空气干燥，防止堵塞送粉管道，设计时要保持管道流畅，少用阀门和连接部件，同时要设计密封防止石灰石外漏。
4石膏脱水贮存和石膏抛弃系统设计问题及处理
石膏具有一定黏性，容易堵塞水力旋转器漏斗而致使脱水系统停运，要在漏斗底部设计工艺水供应管道，或定期人工清洗。烟气进行脱硫后，抛弃泵会将一部分石膏浆液排到灰渣池，输送管道设计要保持最短路线，中间要设计易拆卸法兰，方便检修。根据有关实践研究表明，石膏的生成速率和质量会随着脱硫效率的提高而增大和改善，SO2吸收过程中，影响脱硫效率的因素主要有吸收塔设计、烟气温度、脱硫剂的选用等几方面。吸收塔设计时，要保证能提供合理的液气比，在减小液滴直径、增加传质表面积的基础上，增加烟气与脱硫剂接触时间，大大提升脱硫效率；提高烟气温度是提高脱硫效率的有效途径，不仅能提高浆池内温度，还能提高亚硫酸钙的氧化速率；另外，吸收剂的化学当量影响着脱硫过程的效果，一般情况下，使用化学当量为1.2的吸收剂脱硫剂，能一定程度上保证石膏的质量。需要指出的是，石灰石质量不高生成的石膏杂质也会增多，比如石灰石中的石英砂容易造成磨损，陶土矿物质会影响脱水性能，所以要尽量保证石灰石的纯度。除此之外，烟气中飞灰、粉焦、焦碳等杂质经脱硫装置洗涤仍会有一部分残存进入浆池，不仅影响石膏质量，也会影响到脱硫装置的正常运行。所以要设计除尘装置，提高除尘的效果。如果烟气内的杂质较多，为防止影响脱硫装置的正常运行，要使用旁路脱硫装置。同时，要及时对脱硫塔底部、浆池管道、石膏脱水设备进行清洗，减少杂质入侵而影响石膏质量，提高设备运行的安全性和运行效率。
5供水系统设计问题及处理
脱硫系统的工艺供水方案一般包括两种，一种供水来源于锅炉机组的工业水，一种设计单独的供水系统。前者方案设计时，因为脱硫系统供水具有一定周期性，机组设备的冷却水压力会产生波动，导致排粉风机、磨煤机等设备轴承冷却效果降低，所以设计方案时要打出一定提前量，留出一定宽裕度。对脱硫工艺进行单独供水系统设计，一般应用于新电厂脱硫系统设计中。
6其它腐蚀问题及处理
石灰石-石膏法脱硫系统形成腐蚀的因素很多，比如烟气中的硫化物、烟温、石灰浆黏性堵塞等，设计中要考虑采取防腐措施，比如管道和衬里材料采用合金材料、用玻璃纤维增强热固性能、采用旁路热烟气调节等。需要指出的是，湿法脱硫工艺中结垢和堵塞经常出现，吸收塔、氧化槽、管道、喷嘴、除雾器等严重结垢，会增加压损和堵塞设备，致使设备停运。当前结垢主要有碳酸盐结垢、亚硫酸盐结垢、硫酸盐结垢等几种类型，碳酸盐结垢、亚硫酸盐结垢可以通过降低pH的形式减少结垢现象。
7结语
石灰石-石膏法脱硫工艺优点多，但系统复杂，在系统设计方面，要在综合考虑防腐、防堵等因素的基础上，注意设备的优化和完善，针对问题提出相应的优化措施。
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论文作者:张旭,张祥志
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/7
标签：烟气论文; 系统论文; 石膏论文; 石灰石论文; 吸收塔论文; 工艺论文; 旁路论文; 《基层建设》2018年第17期论文;