摘要：当前，企业的环保功能日益成为国家经济可持续发展的必备要素，在电厂锅炉烟气排放中，控制SO2的排放一直为各国在环保及经济领域的重要研究课题。石灰石-石膏湿法脱硫工艺是当前国际上应用最广泛的烟气脱硫工艺。
关键词：石灰石-石膏；湿法脱硫；优化
1引言
我国是一个产煤大国，国民经济电力供应以火力发电为主，由于燃煤SO2的排放，酸雨的形成，给自然环境带来了非常大的危害。基于此，烟气脱硫成为我国火力发电企业保护环境一个非常有效的措施，也是我国实行可持续发展一个重要因素。以往，干法脱硫工艺在工业领域的应用比较普遍，其工艺过程简单，无污水、污酸处理问题，但是脱硫效率较低，设备庞大、投资大、占地面积大，操作技术要求高。为了规避干法脱硫所产生的负面效果，业界经过技术研究，提出了一种石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺。该工艺脱硫效率高、技术成熟、吸收剂资源丰富，价格便宜，很好的规避了干法脱硫工艺的缺陷，逐渐成为我国烟气脱硫的主要形式。且FGD关键设备国产化水平的不断提高不仅可以大大降低FGD工程造价、加快我国二氧化硫和酸雨的治理步伐，而且必将极大的刺激我国环保产业的发展和机电制造业竞争力水平的提高，促进我国电力事业更快发展。
2 石灰石-石膏湿法脱硫工艺介绍
石灰石-石膏湿法脱硫原理是SO2在吸收塔内与吸收剂的气液传质过程，在整个反应过程中，吸收剂通过吸收，吸附，氧化还原等反应而分离生产出脱硫产物。
其工艺流程为：从锅炉出来的烟气首先经过电除尘器进行除尘，去除烟气中的大颗粒状物质，经除尘后的烟气在增压风机的作用下进入到吸收塔中，同时，将石灰石粉制成浆液，并将此浆液通过气-气换热系统进行降温，降温后的浆液通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中。在吸收塔内烟气向上流动，浆液向下流动，两种物料在吸收塔内进行逆流接触混合，此时，SO2与浆液中的碳酸钙相接触，在空气作用下进行化学反应，形成石膏（CaSO4・2H2O）。
3 影响石灰石—石膏湿法脱硫系统脱硫率的因素
3.1液气比
液气比是指单位时间内吸收塔在循环浆液和吸收塔出口烟气的体积比，提高液气比等于增加了吸收塔循环喷淋的密度，使液气接触面积增大，提高了脱硫效率。
3.2烟气流速和温度
烟气流速的提高会提高气液两相流速的变化，同时降低了液体和气体间的膜厚度提高了传质的效果，但相对烟气速度而言，喷淋的速度就会降低，单位时间内接触浆液的时间缩短，脱硫效率降低，温度上因为脱硫吸收在较低的温度下一般在60度左右进行，吸收效果最好，
3.3钙硫比
钙硫比越大吸收剂也就相对越多，吸收的效果也就越好，进而可以很好的提高脱硫效率。但由于石灰石的溶解低，过多的浆液供给最终导致结晶现象的发生，易沉积堵塞管道影响了正常的运行。
3.4浆液的pH值
pH值的合适控制对于脱硫效果具有非常重要的影响。
4 石灰石-石膏湿法脱硫技术的优化设计
4.1增加气液接触的措施
随着石灰石-石膏湿法脱硫技术应用范围的扩大和实践经验的积累，人们逐渐认识到，增加气液接触的面积可有效提高脱硫效率。当前阶段所采用的增加气液接触的主要措施有两种：（1）设置更多的喷嘴，增加喷淋覆盖面积；（2）采用更小粒径的吸收剂颗粒，增加吸收剂颗粒与浆液接触的实际面积。在第二种措施中，要想获得粒径更小的吸收剂颗粒，必然需要对颗粒剂进行研磨，如此一来就会导致运行费用的增加，而且，细小的颗粒也会堵塞喷嘴，导致循环回路中的压降升高，因此，具体采取哪种措施需要根据脱硫塔内的实际情况进行综合考量。
4.2除湿系统的优化设计
除湿装置作为整个烟气脱硫净化的重要组成部件，虽然在脱硫过程中具有重要的作用，但是由烟气除湿装置所造成的系统停运状况并不多见，针对除湿系统的优化设计则应当着重考虑除湿装置本身的结构造型。如果除湿装置设计不合理，就会导致小颗粒滴的排放，也就是形成“烟道雨”，造成烟道尾部形成结垢进而增加维护费用，此外，除湿装置运行不佳还会导致脱硫塔中的平衡系统受到干扰，增加排水系统的负荷甚至发生堵塞现象。针对上述问题，可以不采用回热的烟气脱硫系统，从而有效防止“烟道雨”的形成。
4.3过程反应的优化设计
早期关于除湿装置的设计只注重空间、方向等物理结构方面，往往忽略了化学反应过程对除湿装置的影响作用。烟气通过除湿装置时，除湿装置表面的浆液会吸收SO2，浆液中的成分为溶解的离子和悬浮状的颗粒，SO2被吸收后，浆液中就会形成大量的亚硫酸盐和硫酸盐，浆液在除湿装置中停留一段时间之后，就会产生结垢现象。因此，从化学反应的角度来讲，可采用强制氧化或抑制氧化的方式避免结垢的形成，进而保证除湿装置的稳定运行。
4.4石灰石-石膏湿法脱硫技术综合评价
对该脱硫系统进行综合评价需要从以下四个方面进行分析：（1）运行可靠性。由于该技术简化了脱硫系统的内部结构，并且优化了化学反应过程，因此，运行起来也更加安全可靠；（2）脱硫效率。石灰石（石灰）湿法脱硫技术作为一种烟气净化的成熟技术，能够消除烟气中95%以上的SO2，脱硫效率值得肯定；（3）运行费用。经过设计改进，一般情况下，湿法脱硫设备的项目投资只需要电厂总投资的13%-18%，而且改造费用和维护费用也大大降低。根据美国的一项调查研究报告显示，当前世界各国所使用的湿法脱硫系统的投资运行费用与上世纪八十年代相比已大大降低，而且随着机组容量的增加，单位投资和运行成本也越低；（4）废弃物的处理。石灰石（石灰）湿法脱硫技术所产生的废弃物要远远少于其他脱硫技术，化学反应过程中所产生的脱硫副产品也可以回收利用，像石膏等副产品都可以用于公路建设和地基填埋中。
5 结语
新一代的石灰石-石膏湿法脱硫技术不仅脱硫效率和吸收剂利用率更高，运行更加稳定、可靠，而且不需要备用吸收塔，在降低运行费用的同时也提高了脱硫水平，成为工业生产中一种首选的烟气脱硫技术。
参考文献：
[1]钟史明.石灰石―石膏湿法脱硫FGD在燃煤锅炉脱硫工程中的应用[J]. 沈阳工程学院学报（自然科学版），2012，02：112-115+92.
[2]邓双，杨丽，刘宇，等.石灰石-石膏湿法烟气脱硫的生命周期和可持续性分析[J].环境工程技术学报，2015，3：186-190.
论文作者:王彦丽
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
标签：烟气论文; 湿法论文; 石灰石论文; 浆液论文; 石膏论文; 吸收塔论文; 装置论文; 《电力设备》2018年第29期论文;