摘要：近年来，影响湿法烟气脱硫效率的因素得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，并结合相关实践经验，分别从运行参数的影响，以及入口烟气参数的影响等多个角度与方面，就影响湿法烟气脱硫效率的因素展开了研究，阐述了个人的看法与认识，望有助于湿法烟气脱硫相关工作的实践与开展。
关键词：湿法；烟气脱硫；效率；影响因素
1前言
作为一项要求较高的实践性工作，湿法烟气脱硫的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对湿法烟气脱硫效率影响因素的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化湿法烟气脱硫工作的最终整体效果。
2石灰石-石膏湿法脱硫工艺过程
某电厂烟气脱硫工艺系统主要有7个子系统：石灰石制浆系统、烟气系统、SO2吸收系统、石膏脱水及储运系统、排空系统、工艺水系统和压缩空气系统组成。
2.1石灰石制浆系统
该系统主要功能是将满足粒度要求的石灰石块卸入石灰石仓和制备脱硫所需的石灰石浆液。
2.2烟气系统
该系统主要功能是将锅炉原烟气经过气气换热器（GGH）换热降温后引入吸收塔，将脱硫后的净烟气经过GGH换热升温后引入烟囱排放。
2.3SO2吸收系统
该系统主要功能将引入的锅炉原烟气在喷雾吸收塔内通过吸收塔浆液的喷雾洗涤去除大量的SO2，脱硫反应生成的脱硫产物在吸收塔浆池中被通入的氧化空气强制反应生成硫酸钙并在浆池中结晶生成二水石膏。石膏浆液通过石膏浆液排除泵送入石膏脱水系统，吸收塔脱硫率在设计煤种BMCR工况下可达95%以上。
2.4石膏脱水及储运系统
该系统主要功能将由石膏浆液排除泵的浆液进行脱水以制成所需品质的石膏。吸收塔内的石膏浆液通过石膏浆液排出泵送入石膏浆液旋流站浓缩，浓缩后的石膏浆液（含固量约为700gL）全部送入石膏浆液缓冲箱，再由石膏浆液输送泵送至真空皮带脱水机进行脱水。脱水后表面含水率小于10%的石膏由皮带输送机送入石膏储存间存放待运。
2.5排空系统
该系统主要功能将吸收塔区域、吸收剂制备间和石膏脱水间的浆液管道放液或管道冲洗水通过集水坑泵回收利用。同时设计事故浆液池系统用于吸收塔检修放液和缩短吸收塔启动时间。
2.6工艺水系统
该系统主要功能工艺水提供除雾器冲洗水、吸收塔补充水和氧化空气冷却用水、滤布及滤饼冲洗水、浆液管道冲洗水等。由于工艺水系统中瞬时用水量占有很大比例，所以除雾器冲洗水泵及工艺水泵的选取应能满足瞬时最大用水量要求。
2.7压缩空气系统
压缩空气系统为4套脱硫装置公用系统，共设置2台螺杆式空气压缩机，1台杂用空气储气罐。该系统主要功能提供FGD装置GGH吹扫用压缩空气及其他杂用气。
3影响湿法烟气脱硫效率的因素探讨
湿法烟气脱硫工艺涉及一系列的化学和物理过程，脱硫效率取决于多种因素。通过以上分析，结合某电厂在机组负荷250～300MW，吸收塔入口烟气量1350～1450km3/h，入口SO2浓度1800～2100mg/Nm3，pH值5.6和出口烟气含氧量6%（体积分数）左右波动的工况条件下得到的运行数据，并运用数据处理软件MATLAB将数据拟合成数据图形曲线，可以直观地观察到各因素对于脱硫效率的影响情况。
3.1入口烟气温度
在其他参数不变的情况下，对于一定的气体溶质和溶剂，气体的溶解度随温度的升高而减小，吸收塔温度越低，越有利于SO2气体溶于浆液，形成HSO－3；再者，脱硫化学平衡反应是放热反应，温度低有利于生成硫酸钙方向进行。故吸收塔温度越低，越有利于脱硫效率的提高。但是温度过低，则会引起净烟气出口烟温达不到排放标准。为了既能获得较为理想的脱硫效率，又使出口烟气达到排放标准，吸收塔入口烟温应控制在一定范围内，根据图1中入口烟温对脱硫效率的影响曲线可以看出，在该工况下，入口烟温应控制在130～140℃的范围内。
图1：入口烟温与脱硫效率的影响关系
3.2入口烟气
SO2浓度SO2的吸收是一个可逆反应，各组分浓度受平衡浓度的制约。在其他工况不变的情况下，按照双膜理论，增大吸收塔入口处SO2的质量浓度，一方面可使气相主体中SO2的分压增大，从而增大了气液传质的推动力，有利于SO2通过浆液表面向浆液内部扩散，加快反应速度，脱硫效率随之提高；另一方面过高的SO2浓度也将迅速耗尽浆液中的碱性，导致吸收SO2的液膜阻力增加，使脱硫效率下降。入口烟气SO2浓度对脱硫效率的影响曲线如图2所示。在当前运行工况下，脱硫效率随着烟气中SO2浓度增加而降低。入口烟气SO2浓度的设计值需根据设计煤种以及烟气的脱硫效率、成本核算来确定。
图2：入口SO2浓度与脱硫效率的影响关系
3.3液气比及浆液循环量
液气比是指流经吸收塔单位体积烟气量相对应的浆液喷淋量的比值。液气比决定了酸性气体吸收所需的吸收表面积。在其他参数一定的情况下，提高液气比相当于增大了吸收塔内的喷淋密度，使气液间接触面积增大，吸收过程的推动力增大，脱硫效率也增大。但二氧化硫与吸收液有一个气液平衡，液气比超过一定值后，脱硫效率将不再增加，而吸收剂及动力的消耗将急剧增大。新鲜的石灰石浆液喷淋下来与烟气接触后，SO2等气体与吸收剂的反应并不完全，需要不断地循环反应，以提高石灰石的利用率。增加浆液循环量，可加强气液两相的扰动量，改变相对速度，消除气膜与液膜的阻力，加大了CaCO3与SO2的接触反应机会和数量，从而提高了SO2的去除率。研究表明，烟气中的SO2被吸收剂完全吸收需要不断地循环反应，增加浆液循环量，有利于混合浆液中的HSO3－氧化成SO42－形成石膏，提高脱硫效率。但当液气比过大时，会加重烟气带水的现象，排烟温度降得过低，不利于烟气的抬升扩散。液气比对脱硫效率的影响曲线如图3所示。由图可以看出，随着液气比的增大，脱硫效率增长迅速，当液气比大于7以后，脱硫效率可达到95%以上，液气比接近9时，脱硫效率以接近98%，此时，再增大液气比增长效果就不明显了，因此，合理的液气比控制范围应控制在7～9之间。
图3：液气比与脱硫效率的影响关系
3.4pH值
SO2的吸收反应大部分在烟气与喷淋浆液接触的瞬间就完成了，而石灰石的溶解和石膏的结晶则需要一定的时间才能达到平衡。吸收塔浆液中平衡态pH值的大小取决于溶解的石灰石浓度和浆液中的CO2的平衡分压。浆液pH值升高，一方面可以使液相传质系数增加，从而引起SO2的吸收速率增加；另一方面也造成吸收剂CaCO3的溶解速率降低，利用率降低。同时，高的pH值不利于亚硫酸盐的氧化，脱硫主要产物为CaSO3?1/2H2O，这样不仅极易达到过饱和而结晶在吸收塔内壁和部件表面上，形成结垢，同时也影响了脱硫产物石膏的纯度，不利于石膏的脱水和利用。
图4：pH值与脱硫效率的影响关系
4结束语
综上所述，加强对湿法烟气脱硫效率影响因素的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的实践中，应该加强对湿法烟气脱硫效率的重视程度，并注重其具体应对实施策略与方法的科学性。
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论文作者:任仰成
论文发表刊物:《电力设备》2016年第17期
论文发表时间:2016/11/10
标签：烟气论文; 浆液论文; 吸收塔论文; 石膏论文; 效率论文; 湿法论文; 系统论文; 《电力设备》2016年第17期论文;