摘要：近年来，我国越来越重视生态文明的建设，对企业排放的废气等有毒物质提出了严格的要求。众所周知，火电厂在生产中会排放一定的污染物，而且设备的容量的增加无疑加大了耗电量，影响企业的经济效益。很多火电厂已意识到问题的严峻性，对脱硫系统进行优化设计改造，提高脱硫系统的运行效率。本文介绍了火力发电厂燃煤机组石灰石湿法脱硫原理和工艺流程，影响烟气脱硫效率的因素，以及控制脱硫效率的措施。
关键词：湿法脱硫；影响因素；提高脱硫效率
引言
目前，火电厂装机容量也较之前相比较明显增大，与之相配套设备湿法脱硫装置容量也在不断增大，尽管电能产量得到了明显的增强，然而对环境的污染也日益加剧，而且大容量的设备耗电量也相对较多，降低企业的经济效益。某机组的烟气脱硫装置通过采取石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺，并结合实际情况选取行之有效的运行方式，一方面降低了能耗，为企业节省了一定的成本支出，另一方面也能起到减排的作用，该工艺值得大力推广与应用。
1石灰石-石膏湿法脱硫系统脱硫原理概述
为了控制二氧化硫排放量、实现绿色生产，利用石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术。经过相关处理后的烟气通过引风机直接进入到气换热器中，在温度下降后进入脱硫吸收塔。脱硫吸收塔采用喷淋式的工作设计，保障了石灰石浆液与烟气的充分混合。当浆液蒸发了部分水分后，烟气得到了一定程度的冷却，循环石灰石浆液会对烟气中的酸性气体进行洗涤，期间烟气中的大部分硫将脱除，烟气中的氟化氢与氯化氢等气体也会得到有效的去除。在烟气离开脱硫吸收塔收后将进入烟囱。烟气在进入烟囱前会穿过换热器，换热器会对烟气进行加温。脱硫烟气进入烟囱的温度为80℃。石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统的构成较为复杂，其主要由吸收系统、吸收剂制备系统、烟气系统、工艺水系统、排空系统、石膏脱水及贮存系统、废水处理系统等子系统构成，各子系统都发挥了不可替代的作用。电厂吸收塔反应池中贮存了大量的石灰石-石膏浆液，这些浆液将进入吸收塔顶部的喷淋层中，该过程的动力由浆液循环泵提供。浆液在下落过程中与烟气接触混合，由于二氧化硫气体具有一定的水溶性，在烟气与浆液接触后，烟气中的二氧化硫气体会溶于水溶液中，浆液中的碱性物质会中和二氧化硫，从而实现烟气的硫脱除。浆液吸收了二氧化硫气体下落至吸收塔反应池，而经过脱硫处理后的烟气将在吸收塔顶部完成翻转，此后烟气将向下流动，最终由烟气出口进入烟气再热系统之中。氧化风机的作用是为浆液中亚硫酸盐与碳酸钙的化学反应提供足量的氧化空气，在经过充分的反应后，吸收塔反应池中将积淀石膏。随着时间的推移，溶液会逐渐析出石膏。吸收传质过程为：溶质由气相主体扩散至气液两相界面、气体穿过相界面、气体由液相界面扩散至主体。二氧化硫气体抵达界面后，将立即与液体反应而到达平衡状态。与液流主体相较，界面二氧化硫的平衡分压相对较高。
2影响烟气脱硫效率的因素
2.1浆液循环量与液气比
在一定范围内，系统脱硫率随液气比数值的增大而增大，这是因为液气比数值反映了液气的接触几率，液气比越大，则液气的接触几率越大，浆液与烟气的混合效果就越好。值得注意的是，吸收液与二氧化硫气体存在液气平衡，液气比超出一定数值后系统脱硫速率将不再上升。如果循环泵浆液出口的喷嘴发生堵塞，则系统脱硫效率会发生下降。除此之外，如果系统浆液循环泵内部受浆液等物质的腐蚀较为严重，导致循环泵的运行压力无法达到正常水平，则系统的脱硫效率也会显著下降。
2.2吸收剂与烟气的接触时间
与石灰石浆液雾滴接触并发生反应，二者接触的时间越长，则化学反应进行的越充分，二氧化硫的脱除效果会更好。烟气与吸收剂接触时间越长，系统的脱硫效率就越高。
2.3烟气温度
如果进入吸收塔的烟气温度比较高，则烟气的压力与流速数值将增大，从而导致脱硫效率的降低。结合相关理论可知，进入吸收塔的烟气的温度越低，则二氧化硫其他就越容易溶于浆液中而形成亚硫酸根离子。低温环境有利于烟气与浆液的溶合，一般情况下面，烟气温度在60℃左右时，浆液吸收二氧化硫气体的效率最高。
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2.4烟气粉尘
如果烟气中粉尘含量较大，则在脱硫过程中，粉尘会大量进入吸收塔内，与石膏浆液与石灰石等物质混合，从而影响石灰石浆液对二氧化硫气体的吸收效率。
2.5石灰石品质
如果石灰石的品质不合格，则所形成的石灰石浆液的质量也难以达标，浆液中的碳酸钙含量不足，从而降低二氧化硫气体的吸收效率。
2.6浆液pH值
如果浆液的PH值较高，则说明浆液中石灰石的浓度较大，这有利于提升脱硫效率。值得注意的是，浆液的PH值并非越高越好，相关研究表明，当浆液的PH值超出5.8后，浆液的脱硫效率随浆液PH值的上升而下降。
3烟气脱硫系统运行中主要控制措施
3.1加强对烟气含尘量的控制
烟气中含尘浓度高时，会因烟气中各种惰性物质的存在造成石灰石颗粒反应闭塞，将严重制成脱硫效率的下降。此外，烟气含尘浓度高时，还会加大循环浆液对设备和管道的磨损。因此，在运行中，应确保烟气脱硫系统上一级设备———静电除尘器的高效运行，保证除尘效率大于99.5%，脱硫系统入口烟尘含量小于30mg/Nm3。
3.2对吸收系统水质的控制
因烟气通过脱硫吸收塔时，烟气中的HCl溶于吸收浆液中，造成浆液中Cl-含量高，造成脱硫效率的降低。因此，应降低浆液中Cl-的含量。Cl-主要以CaCl、MgCl、NaCl、KCl以及其它金属氯化物的形式存在。要除去循环浆液中的Cl-，就要加强对脱硫系统废水处理的运行维护，保证循环浆液中氯离子的有效去除和排出。
3.3对循环浆液pH值的控制
pH值过低，能提高石膏的品质，但不能保证脱硫效率；而pH值过高，会造成石灰石粉的浪费，降低了石膏的品质，增加了循环浆液的密度，加大了对设备的磨损。并且当循环浆液pH值大于5.7后，再提高pH值对提高脱硫效率影响并不大，一般运行控制pH值不大于6。目前我厂脱硫系统循环浆液pH值控制在5.2-5.8之间。
3.4提高液气比
在其它条件不变的情况下，增加吸收塔循环浆液量即增大液气比，脱硫效率随之升高。在运行中，为保证脱硫效率，应适时增加浆液循环泵的运行台数。
3.5保持吸收系统的钙硫摩尔比稳定（Ca/S）
Ca/S过低不能满足运行要求，使系统脱硫效率降低。但是Ca/S过高，又使石膏的品质降低。目前大唐国际发电股份有限公司下花园发电厂脱硫系统钙硫比保持在1.03左右。
3.6吸收剂石灰石的性质
石灰石中CaCO3的含量百分比、石灰石的活性、石灰石的细度，对脱硫效率都有影响，因此在运行中，应加强对入口石灰石粉品质的检查和控制，以保证脱硫效率的稳定。
3.7循环浆液密度
当循环浆液密度过高时，浆液黏度增大，相对减小了浆液与烟气的接触面积，造成浆液中离子的扩散速度变慢，降低了SO2向浆液中的传质速度。因此在运行中应控制好循环浆液的密度。
结语
新形势下做好电厂烟气脱硫工作具有重要的现实意义，是推动环境友好型社会发展、遏制空气污染蔓延趋势的有效手段。目前，石灰石-石膏烟气湿法脱硫技术能够有效降低电厂烟气中二氧化硫、氯化氢、氯化氢等物质的含量，所以要大力发展、优化该项脱硫技术，从而实现电力工业的可持续发展。
参考文献：
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[3]张兴法，阮翔.湿法烟气脱硫系统脱硫效率影响因素分析[J].能源环境保护，2010，24（3）：41~44.
论文作者:崔健
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/23
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