摘要：石灰石/石灰-石膏法是我国应用最广的烟气脱硫技术，吸收塔是该工艺的核心组件。本文探讨了吸收塔在实际运行过程中存在的浆液恶化、腐蚀和结垢等常见问题，并针对性地提出了对策和安全管控措施。
关键词：脱硫；吸收塔；石膏；对策
1 前言
我国是世界煤炭大国，煤炭在我国能源结构中占据重要地位。然而，煤炭燃烧带来的二氧化硫释放问题，备受关注。二氧化硫易溶于水，进而生成亚硫酸、硫酸等酸性物质，通过人体接触吸收后，会对人眼以及呼吸道粘膜产生强烈的刺激作用，长期积累还会引起肺水肿等内部疾病，危害人体健康。另外，由二氧化硫引发的酸沉降问题，会造成植物生长不良、建筑物腐蚀和水体酸碱性异常等不良影响。热电厂是我国重要的二氧化硫排放源之一，因此，做好热电厂的烟气脱硫工作，对于减少二氧化硫污染和保护生态环境具有极为重要的意义。
2石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫
烟气脱硫技术是二氧化硫排放的有效手段之一。按照吸收剂和脱硫产物的状态不同，可分为三种：干法烟气脱硫、湿法烟气脱硫和半干法烟气脱硫。其中，湿法脱硫的处理率最高，是目前乃至今后相当长时间内，占据市场主导地位的脱硫方法。
湿法烟气脱硫是采用液体吸收剂洗涤烟气脱除SO2，最为常用的湿法脱硫工艺为石灰石/石灰-石膏法。尽管该工艺存在腐蚀、结垢、废液后处理和一次性投资大等不足，但因其具有反应速度快、脱硫效率高、技术成熟、副产物经济收益大等优点，成为我国应用最广的烟气脱硫方法。
图1 石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫工艺流程图
石灰石/石灰-石膏法的工艺流程如图1所示。锅炉烟气经过除尘、冷却后进入吸收塔，吸收塔内含有已经配置好的石灰浆液，烟气先在吸收塔内进行SO2和SO3吸收；然后经过吸收塔内的除雾器将烟气中的液滴去除，防止对吸收塔的内壁产生腐蚀；再传递至热交换器提升烟气的温度，增强烟气向烟囱的扩散能力，进而通过烟囱向大气排放。石灰浆液在与SO2反应后可通过脱水处理得到石膏。石膏可制造墙板或水泥出售，或者用于土地回填。
吸收塔是实现烟气脱硫的核心部件之一，含硫烟气在吸收塔内通过一系列的化学反应实现了含硫成分的去除。在石灰石/石灰-石膏法脱硫工艺中，吸收塔具有不可替代的地位和作用。吸收塔内气液两相的流动方式可以逆流也可并流，通常采用逆流操作，烟气从喷淋区下部进入吸收塔，与均匀喷出的石灰浆液逆流接触，可以实现烟气与吸收液的充分接触[1]。由于脱硫涉及的化学反应和传质过程，多在吸收塔内部完成，长期运行过程中吸收塔内部必然会出现一些问题，需要及时发现并加以维护管理。
3 吸收塔常见问题
3.1 吸收塔浆液恶化
吸收液与含硫气体作用过程中，会出现浆液恶化现象，其主要表现为浆液的浓度、碳酸盐与亚硫酸盐含量严重超标，从而出现石膏浆液脱水困难、石膏品质差、脱硫效率大幅下降等现象。导致浆液恶化的主要原因包括[2]：1）工艺水多为循环水，重复利用率较高，致使重金属离子、氯离子、悬浮物等有害成分富集甚至超标，抑制石灰石溶解和亚硫酸盐氧化；2）进气烟尘表面吸附的重金属会与浆液中的Ca2+竞争同HSO3—结合的机会，甚至出现浆液“中毒”现象；3）进气杂质的抑制作用或SO2浓度突变，势必造成供浆量增加，若浆液浓度过高，会促使大量晶种趋于形成微细颗粒，难以脱水，甚至难以自然沉降[3]；3）设备消缺不及时，未能检查出真正问题所在。
3.2 吸收塔内部腐蚀
吸收塔内部的腐蚀主要是因为进气中部分SO2被氧化成SO3，SO3与水蒸汽作用形成的硫酸雾沉积；其次，脱硫系统的反应温度促使浆液中的H2SO3和稀H2SO4处于活化状态，渗透能力增强，加速设备腐蚀；再者，烟气和工艺水中含有的Cl—在浆液中累积，逐步破坏塔体金属表面的钝化膜，加之金属内壁会与水及电解质形成原电池结构，导致的电化学作用亦加剧吸收塔腐蚀。
4 对策
吸收塔能否稳定运行，受到烟气特性、原料品质、工艺特点、人员培训和日常管控等诸多因素影响。因此，针对常见的浆液恶化、腐蚀和结垢等问题，我们提出了一些针对性的预防和处理方法。
1）做好脱硫前的除尘工作。吸收塔进气的烟尘成分受煤炭品质、锅炉燃烧方式、电除尘器运行效率等多种因素影响。因此，通过调换煤种、采用低NOx燃烧系统、改进锅炉点火方式、调节电除尘器运行参数等途径，减少燃煤灰分，促进完全燃烧，降低电除尘器的出口含尘浓度，提高吸收塔的运行效率。
2）强化脱硫剂的品质监管。结合定期的、规范的成分化验报告制度，保证石灰石/石灰的质量符合脱硫工艺指标要求。
3）合理调控吸收塔的浆液pH值。pH值＞6时，SO2的吸收效果较好，但大量存在的CaSO3易造成结垢、堵塞；pH值＜4.5时，虽然有助于CaSO3向石膏转化，但SO2的吸收反应几乎停滞，且存在设备腐蚀问题。因此，湿式脱硫系统中，一般控制pH值在4.5～6.0之间[5]，可通过添加氢氧化钠、己二酸等酸碱药剂加以调节。
4）加强工艺水、滤液水的水质监测，通过规范循环水杀菌剂的投加方式、调节系统废水排放量等手段，控制悬浮物、金属离子、氯离子等杂质含量。
5）制定标准化管理措施和常见故障问题的应对方案，定期对管理人员和操作人员进行安全意识教育、操作技术培训和突发事故演练，签订责任状，确保责任落实到人。
参考文献：
[1]蒋展鹏.环境工程学[M].北京：高等教育出版社，2005.
[2]况延良.脱硫吸收塔浆液品质恶化原因分析[J].东北电力技术，2013（8）：46-49.
[3]曾庭华，杨华，廖永进，郭斌.湿法烟气脱硫系统的调试、试验及运行[M].北京：中国电力出版社，2008.
[4]支宝贵.火电厂脱硫吸收塔运行中产生结垢的原因和解决办法[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（27）.
[5]卢飚.浅析电厂烟气湿法脱硫技术问题及脱硫效率[J].中国电力教育，2008，1.
作者简介：
姓名：蔡薇 1965年，女，汉，工程技术人员 研究方向：火力发电。
论文作者:蔡薇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/29
标签：吸收塔论文; 烟气论文; 浆液论文; 石膏论文; 石灰石论文; 石灰论文; 湿法论文; 《电力设备》2017年第25期论文;