石灰石-石膏濕法脫硫的工藝簡介及影響因素

曹雪飛

（新疆眾和股份有限公司 烏魯木齊 830013）

1 概述

當前，全球氣候變暖，低碳經濟正成為時代潮流，我國面臨人均能源資源少的現實問題，這些因素都對我國的高耗能和高排放火電行業構成了巨大的壓力，火電行業節能減排勢在必行。特別是對火電廠的脫硫提出了更高要求。我國的能源以燃煤為主，占煤炭產量75%的原煤用于直接燃燒，煤燃燒過程中產生嚴重污染，如煙氣中CO2是溫室氣體，SOx可導致酸雨形成，NOX也是引起酸雨元兇之一，同時在一定條件下還可破壞臭氧層以及產生光化學煙霧等。總之燃煤產生的煙氣是造成中國生態環境破壞的最大污染源之一。中國的能源消費占世界的8%～9%，SO2的排放量占到世界的15.1%，燃煤所排放的SO2又占全國總排放量的87%。隨著人們環境意識的不斷增強，減少污染源、凈化大氣、保護人類生存環境的問題正在被億萬人們所關心和重視，尋求解決這一污染措施，已成為當代科技研究的重要課題之一。因此控制SO2的排放量，既需要國家的合理規劃，更需要適合中國國情的低費用、低耗本的脫硫技術。煙氣脫硫技術是控制SO2和酸雨危害最有效的手段之一，按工藝特點主要分為濕法煙氣脫硫、干法煙氣脫硫和半干法煙氣脫硫。

2 石灰石—石膏濕法煙氣脫硫技術

2.1 石灰石—石膏濕法的工藝流程

濕法煙氣脫硫技術中的石灰石-石膏法的工藝包括增壓風機、氣－氣加熱器、吸收塔、石灰石制漿系統、石膏脫水系統和廢水處理等部分，其中吸收塔是煙氣脫硫反應的關鍵部分，見圖6所示。濕法煙氣脫硫工藝的主要原理是以石灰石漿液作為脫硫劑，在吸收塔（洗滌塔）內對含有SO2的煙氣進行噴淋洗滌，使SO2與漿液中的堿性物質發生化學反應生成CaSO3和CaSO4而將SO2去除，其化學反應如下：

吸收塔由兩層攪拌器（上、下各3臺）、漿液噴淋盤（4層，交錯排列）、兩級除霧器組成，在添加新鮮石灰石漿液的情況下，石灰石、石膏和水的混合物通過4臺循環泵至噴淋盤，漿液經噴嘴霧化成霧滴，從上部向下噴灑。煙氣從爐煙道引出，經增壓風機至氣－氣加熱器，煙溫從135℃降至100℃左右，然后進入吸收塔下部，在塔內上升過程中與霧滴充分接觸，大部分SO2、SO3、HCl等從煙氣中去除，反應后的凈煙氣通過除霧器，以除去夾帶的液滴，然后進入氣－氣加熱器被加熱后排至煙囪。

2.2 影響石灰石—石膏濕法脫硫效率的因素

2.2.1 氧量

O2參與煙氣脫硫的化學過程，使HSO3-氧化為SO42-，隨著煙氣中O2含量的增加，CaSO4·2H2O的形成加快，脫硫率也呈上升趨勢。當原煙氣中氧量一定時，可入為往吸收塔漿液中增加氧氣，所以多投運氧化風機可提高脫硫率。

2.2.2 石灰石品質

石灰石品質對脫硫效率影響十分敏感，不同品質的石灰石反應性能差異很大，在CaCO3含量、晶體結構和孔隙特征上也有所不同。一般應測定其反應率對石灰石做熱重分析，測定其反應率指標，從而準推算出Ca/S摩爾比。

圖1 石灰石—石膏濕法的工藝流程

2.2.3 煤種特性

爐內脫硫效率的高低，直接取決于煤中含硫量的高低。一般來講，燃煤中含硫量越高，脫硫效率就越高，但這并不代表SO2排放濃度低。在燃用高硫煤時，脫硫效率能達到90%甚至更高，但SO2排放濃度仍然不能達到國家排放標準的要求。所以，為了降低SO2排放量，首先希望選用低硫煤，當設計煤中確定后，則必須通過提高脫硫效率來降低SO2排放量。當燃煤中含硫量過高時，單靠爐內添加石灰石脫硫，已經很難達到SO2國家排放標準要求了，這時，還要進行尾部煙氣的二次脫硫。

2.2.4 Ca/S摩爾比

隨著爐內添加石灰石量的增加，脫硫效率逐漸提高，在Ca/S摩爾比小于2.5范圍內，脫硫效率隨Ca/S摩爾比增加提高很快，當繼續增加Ca/S摩爾比時，脫硫效率增加速度會明顯減慢。而且，Ca/S摩爾比過高還會帶來一些副作用，比如灰渣熱物理損失增大、鍋爐熱效率下降、排放濃度升高、尾部飛灰量增加、石灰石價格造成鍋爐運行成本增加等。所以，我們在設計鍋爐時，設置合格、經濟的Ca/S摩爾比為2～2.5。

3 小結

隨著國民經濟的高速發展，各行業對電力需求的不斷增大，火電作為近期我國最主要的發電源，其排放的污染物位列第一，在當今大力加強節能減排工作的同時，必須繼續加大火電廠煙氣脫硫技術的投資力度和研發力量，盡快將國外先進的脫硫技術與國內實際情況相結合,攻克一些技術瓶頸，促進我國火電行業脫硫產業更快、更好地發展。

[1]武文江編著.石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術.北京：中國水利水電出版社，2006.

[2]孫克勤.電廠煙氣脫硫設備及運行.北京：中國電力出版社，2007.

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