石灰石—石膏法脫硫濕法系統節能運行的措施和效果

【摘要】隨著社會的發展和人民生活水平的提升，供熱和供電面積都在迅速增加，這在很大程度上滿足了人們需求，但也正是因為如此，環境問題更加突出，如何貫徹落實節能減排、做好環境保護工作已成為我們面臨的重要課題。文章對石灰石-石膏法脫硫濕法系統進行了能耗分析，介紹了影響濕法煙氣脫硫效率的因素，在此基礎上，對脫硫濕法系統節能運行措施和效果做出了探討。

【關鍵詞】石灰石-石膏法；濕法煙氣脫硫；節能措施；煙氣系統；吸收系統

二氧化硫是我國環境污染的主要來源，其中火電二氧化硫排放量占我國二氧化硫排放總量的50%以上，據相關數據統計，2010年底我國電力總裝機容量為9.5億KW，火電就占了7億KW，而瞻觀我國能源結構現狀和特點，火電仍然是未來供熱、供電的主要來源，也就是說，我國二氧化硫排放量仍會呈現增長趨勢。由此可見，我國面臨著嚴峻的環境問題，而節能減排、環境保護的落實工作難度也將會增加。石灰石-石膏法脫硫是我國目前針對二氧化硫污染的最為有效的脫硫措施，隨著環境標準的不斷提升，該方法也逐漸得以強化。筆者主要在對石灰石-石膏法脫硫濕法系統進行能耗分析的基礎上，探討系統節能運行措施和效果，試圖使企業實現經濟效益和社會效益雙收。

1.石灰石-石膏法脫硫濕法系統能耗分析

要想實現系統節能運行的優化，首先就應當對濕法脫硫系統進行能耗分析，以準確掌握系統能耗分布狀態。通過能耗分析，明確能耗瓶頸，這樣才能找出節能降耗重點所在。某廠采用的是300MW的燃煤機組，系統主要由增壓風機系統、漿液循環泵、石灰石磨制系統等組成，該廠濕法脫硫系統的主要電負荷除了上述三個6000V高壓電耗系統外，還包括氧化風機、吸收塔上層攪拌器、石膏漿液排出泵、真空泵、工藝水泵這些380V低壓電耗系統，其中高壓電耗實際功耗為4012KW，低壓電耗實際功耗為807KW，高壓電耗占總功耗的83.25%，可見，如何將6000V高壓設備的電耗降到最低是控制整個濕法脫硫系統能耗的重點。

2.影響濕法煙氣脫硫效率的因素

影響濕法煙氣脫硫效率的因素主要來自于煙氣側和吸收液側。煙氣系統的實際運行中，室外溫度并非一直處于穩定狀態，隨著室外溫度的變化，鍋爐負荷也必然會出現一定變化，而煙氣溫度、煙氣流速、煙氣二氧化硫質量濃度、煙氣飛灰都將會隨著鍋爐負荷的變化而有所變化，這些會在不同程度上對濕法脫硫系統的脫硫效率產生影響。吸收系統在運行中吸收液來源、吸收液流量、吸收液飽和度、吸收液滯留時間以及液氣比也會出現變化，這些變化也會影響脫硫效率，通常吸收液即石灰石漿液的純度越高，二氧化硫就越容易吸收，并能夠產生較為優質的脫硫石膏，而石灰石粒度越小，有效反應面積就越大，脫硫效率和質量就會越高。

在液氣比方面，其與系統脫硫效率之間的關系可用下式表示：

式中，η為脫硫效率，a為吸收速率系數，q為吸收液噴淋量，qg為煙氣處理量。在相同煙氣流速下，液氣比越大，脫硫效率也會越大。而事實上，當液氣比達到一定程度后，脫硫效率就不會有顯著的提升。

3.石灰石-石膏法脫硫濕法系統節能運行的措施和效果分析

3.1 煙氣系統的節能運行措施和效果

在設計階段，最為關鍵的是對整個煙氣系統的阻力降進行合理估算，合理選擇系統參數，拿增壓風機來說，其煙氣流量參數主要由主機系統負荷煙氣量決定，但是由于濕法脫硫系統沒有主動調節的空間，所以在進行這部分的優化設計時應當保證前期參數選取與主機系統匹配的合理性。濕法煙氣脫硫系統的阻力降主要有煙道阻力、吸收塔阻力、無GGH阻力等，在煙道阻力方面，包括沿程阻力以及局部阻力，所以，要想將煙道阻力降到最低，首先就要對煙道走向進行優化設計，選擇最為合適的煙道截面形式和煙氣流速，可在煙道內局部設置導流板；通常，對于煙道走向的確定可根據實際工程項目特點和設計總圖布置，盡可能將煙道長度縮短，并減少轉彎特別是急轉彎數量；煙道截面形式也需根據具體情況來確定是采用矩形截面形式還是圓形截面形式，實踐表明，減小煙氣系統阻力方面，在流速不變、煙道截面面積相同、其他條件也不變的情況下，圓形煙道比矩形煙道的阻力約小18.5%。

在煙氣系統實際運行中，要合理控制煙氣溫度和流速，及時對吸收塔入口的二氧化硫質量濃度進行檢測，并最大限度降低煙氣中的飛灰。首先，煙氣系統在低溫情況下有利于吸收塔中二氧化硫的吸收，對于濕法脫硫系統來說，應當使煙氣首先經過換熱器進行降溫后才能進入吸收塔，之后經過煙氣再熱器升溫，最后煙氣進入煙囪排入大氣之中。但是同時也應認識到過低的煙氣溫度也不利于提升二氧化硫吸收效率，甚至會帶來煙道的腐蝕，最好將經過換熱器后的煙氣溫度控制在高于露點的15℃左右，并將煙囪出口煙氣流速控制在15-20m/s，從而避免冷空氣向煙囪中倒灌。較大的煙氣流速能夠有效減小吸收塔截面積，對于降低循環泵能耗和工程成本也具有重要作用，但為了避免吸收液出現溢出或煙氣帶水流動的情況，煙氣流速不應過大，最好控制在3-5m/s。另外，若煙氣中的飛灰含量過大，不但會降低脫硫效率，還會造成噴頭的堵塞，所以應在脫硫系統中裝設高可靠性的除塵設備，將系統入口粉塵質量濃度控制在200mg/m3以下。

3.2 吸收系統的節能運行措施和效果

濕法脫硫系統節能優化的另一個關鍵點是循環泵的節能優化，在整個脫硫系統中，吸收塔是最為核心的部分，所以在進行優化設計中必須確保系統運行的安全性和穩定性，使系統具備較高的脫硫效率，對于各項設計參數的確定也需要結合節能環保要求和工程具體特點。

在吸收系統運行過程中，應控制好吸收液純度、液氣比、吸收液PH值、吸收液飽和度以及吸收液滯留時間。吸收液的純度越高、石灰石粒徑越小，二氧化硫越易被吸收，但同時也應考慮到成本問題和能耗的上升問題，可將吸收液純度控制在90%以上，石灰石粒徑保持在48-74um。對于液氣比的確定，應綜合考慮設備造價、設備能耗以及吸收塔阻力等問題，對于濕法脫硫系統來說，較為適宜的液氣比為10-12L/m3。吸收液的PH值不應過高也不應過低，過高會導致石灰石顆粒表面出現結晶，過低則會使吸收液具有較強腐蝕性，所以必須選擇最為合適的PH值，保證石灰石-石膏法脫硫濕法系統能夠安全、穩定、節能地運行。此外，為了避免吸收液過飽和使系統產生結垢，應將吸收液過飽和度控制在110-130%，脫硫系統停滯時間保持在12h-24h則能夠提升吸收液利用率，并利于石膏顆粒的脫水處理。

4.結束語

總之，石灰石-石膏法脫硫濕法系統所涉及的設備數量和種類較多，為了達到工作目標，有些設備甚至需要24小時不間斷地運行，我們應當不斷總結實踐經驗，優化設備運行方式，在保證脫硫達標排放的同時，力爭節能成效最大化。濕法脫硫系統節能的重點是降低高壓負荷能耗，必須從系統設計、運行兩個階段優化系統的設計和運行，保證煙氣系統和吸收系統的運行能夠獲得良好的節能效果，使企業在實現社會效益目標的同時經濟負擔有所減輕，并創造一定的經濟效益。相信隨著科技的不斷發展，石灰石-石膏法脫硫濕法系統將會得到進一步改造，更多的先進脫硫工藝在工業實踐中的推廣和應用價值也會越來越高。

參考文獻

[1]劉沖，湯建華，張少兵.石灰石-石膏法脫硫節能運行探討[J].硅谷，2012，21（18）：149-150.

[2]雷達.石灰石-石膏法煙氣脫硫節能探討[J].化工技術與開發，2011，40（9）：60-62.

[3]徐銳.大型石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統可靠性研究[D].華中科技大學，2011（2）：14-30.

[4]王崢，王建國，邴守啟，顏署玲.石灰石-石膏濕法煙氣脫硫效率影響因素[J].煤氣與熱力，2011，31（9）：1-4.

[5]呂波，況世選.淺談石灰/石灰石-石膏法脫硫[J].科技致富向導，2010，12（7）：151.