關于濕法脫硫工藝探析

鹿瑤

摘 要：石灰石-石膏濕法脫硫工藝是我國脫硫行業的主要煙氣脫硫方法。文章結合濕法脫硫工藝的實際運行情況，從設計角度討論了影響脫硫裝置安全和脫硫效果的各種因素，并提出相應建議，希望能夠對我國濕法脫硫工程設計工作有所幫助。

關鍵詞：濕法脫硫；系統設計；影響因素

引言

隨著人們對環境污染問題重視程度不斷提高，環境保護理念已經成為社會生產和生活中的重要主導思想之一。依法加強污染源治理，降低工業生產對周邊生態環境的負面影響，是現代社會工業企業必須履行的重要職責。含硫煙氣是工業企業常見污染源之一。做好煙氣脫硫處理，是我國工業企業環保工作的主要任務之一。目前我國煙氣脫硫常用方法是石灰石-石膏濕法脫硫工藝，約占我國工業脫硫總量的90%以上。隨著現代工業生產規模的不斷擴大，環境保護壓力持續增加，煙氣脫硫工作面臨局勢日趨嚴峻。由于負荷過大，煙氣脫硫裝置的運行安全問題一直受到工業企業和環境監管部門的高度重視。加大濕法脫硫工藝研究力度，改善脫硫設施運行狀態，確保脫硫安全，是當前脫硫行業的重要任務之一。

1 系統設計

我國煙氣脫硫工程普遍采用由脫硫公司EPC總承包的方式進行建設。工程設計是整個脫硫工程的藍圖，也是脫硫裝置安全高效運行的基礎保障。設計方案水平的高低，直接影響到工程建成投入使用后的服務質量和工作效率。在設計過程中，要嚴格遵循相關規范，確保各項數據計算準確，參照標準應用適當。

1.1 氧化系統的設計

強制氧化是當前有石膏脫水系統的脫硫裝置主要采用的方式，通過將石膏漿液內的亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣，達到穩定硫化物的目的。在這個操作中，濕法脫硫裝置強制氧化過程工藝水平受亞硫酸鹽氧化程度的影響很大，強制氧化程度越高，說明脫硫系統設計水平越理想。最好的情況下，強制氧化率應基本達到百分之百。

實際工作中，部分脫硫裝置氧化環節的設計存在缺陷：氧化過程中空氣分布不均，或者為了追求經濟效益而縮小氧化風機容量與氧化區體積，結果投入使用后導致氧化裝置極易形成結垢，結垢增多成塊，導致噴嘴堵塞，蝶閥卡住，部分小口徑管道堵塞乃至流道面積縮小等問題發生。這使得裝置故障率變高，出力大幅降低甚至容易非正常停機。同時，亞硫酸鈣氧化率變低會導致脫硫效率和石灰石利用率下降，生成的石膏質量也會下降，脫水機還會出現工作不正常的問題，從而使得脫硫設備整體運行安全穩定受到負面影響。

進行氧化系統設計時，要全面考慮各種因素的影響，把機組特性、煙道漏風率、煤種硫份、當地大氣壓、當地平均氣溫、氧化空氣的流動性、氧化空氣的利用率等都納入設計影響因素的評價范圍，科學合理地開展設計工作。

1.2 關于漿液里氯離子的處理

石灰石-石膏濕法脫硫漿液中含有大量的氯離子，燃煤、脫硫過程中補充的水和吸收劑是其主要來源。其中，來自燃煤氯離子所占比例最高。工藝運行正常的情況下，漿液中氯化物含量基本維持不變。液中的Cl-濃度對FGD系統結構材料的選擇有很大的影響。高濃度的Cl-濃度還影響脫硫效率和石灰石利用率，如果石膏中含有過量的可溶性氯化物會導致石膏利用價值明顯下降。基于上述原因，在設計時要針對不同環節分別規定適合工藝需要的氯離子濃度，以符合原料特性，滿足設備的正常運轉需求。根據相應的廢水處理標準，設計符合生產實際和環保要求的廢水處理及排放系統，從而使系統始終運行于工藝參數范圍之內，并實現高效運轉。

1.3 關于系統防腐、防磨損設計

由于漿液中含有大量電解質和固態物質，使得脫硫裝置的腐蝕和磨損現象非常顯著，加強裝置防腐、防磨損設計是脫硫裝置設計的固定項目之一。主要由煙氣中及漿液中的硫化物﹑氯化物、漿液介質所導致的設備腐蝕與磨損會嚴重影響系統的安全穩定性能。所以在脫硫裝置設計時必須考慮防腐和防磨損設計。

在實際工作中，經常會有因裝置內玻璃鱗片襯里、橡膠襯里沖刷過快而脫落，從而導致罐體、泵、管道、閥門等腐蝕、磨損嚴重，最終影響系統運行的現象發生。深究其原因，往往是設備設計和材料選擇不夠科學恰當。為妥善解決設備腐蝕、磨損過度問題，保障裝置正常安全運行，在設計時，必須針對設備防腐、防磨損問題開展專項設計，要從結構和材料兩個方面做好相應處理，提高設備防腐和抗磨損能力。

1.4 系統防堵塞、結垢設計

濕法脫硫工藝中，結垢和堵塞是最主要、最嚴重的兩個問題，也是導致濕法脫硫裝置發生故障停機的最主要原因。結垢乃至堵塞是濕法脫硫工藝的固有產物，不能完全避免。實際上，結垢現象遍布裝置各處，包括吸收塔、氧化槽、管道、噴嘴、除霧器甚至換熱器等處都會形成石膏垢，結垢量達到一定程度就會導致設備壓損增加，形成堵塞，造成設備故障。開展防結垢堵塞設計，就是要通過科學合理的設計方案，在保障工藝正常運行和脫硫效果下，盡可能地減少結垢乃至堵塞的產生，保障系統的安全穩定。

1.5 系統防冰凍設計

濕法脫硫工藝的漿液中含有大量水分，冬季氣溫降到零度以下時，會產生結冰現象，影響工藝正常進行。所以針對冬季氣溫低的地區，開展濕法脫硫工程設計時要把防凍措施納入考慮范圍之內，按照相關規范進行保溫處理。如果處置不當，特別是伴熱效果不佳，當氣溫過低時就會導致漿液結冰凍結，管道堵塞，嚴重威脅FGD裝置的安全運行。濕法脫硫裝置通常采用的防凍措施包括沿管道敷設保溫層、伴熱帶等。增壓風機稀油站關系到增壓風機的正常運行，必須做好防凍措施。對于時開時停的泵、管道及管件等部位，特別是易形成死區的管段，排空不暢的管道，小管徑且走向復雜的管段尤其要加強保溫防凍處理，在場地條件許可以及投資容許的范圍內盡量設計在室內。

2 進入脫硫系統的介質參數與設計值的差異

雖然我們全面考慮的濕法脫硫工藝的各種影響因素，并有針對性地采取必要措施，以降低各種負面影響，提高系統運行的安全性和可靠性。但實際工作中，進入脫硫系統的介質的特性往往變化較大，超出預設情況，造成系統運行的不穩定。這正是現階段濕法脫硫工藝共有的問題。

2.1 燃煤煤質的變化

脫硫裝置設計對燃煤含硫量都是采取了預設的方法。但實際生產中，燃煤含硫量超出預設指標范圍的現象常常發生，有時甚至高出預設指標數倍以上。過高的含硫量導致整個吸收反應系統動態平衡受到破壞，脫硫工作難以為續。

2.2 吸收劑品質的變化

吸收劑的質量直接關系到脫硫效率、石膏質量和設備磨損程度。如果吸收劑的性能指標與設計值不符，甚至出現較大偏差，就會導致脫硫效率和石膏質量大幅下降和設備磨損程度的上升，其結果就是經濟成本的增加和環保效益下降。

3 結束語

我國正處于經濟快速發展階段，環境保護形勢非常嚴峻。加強工業三廢處理，是提高我國社會主義建設事業經濟效益和社會效益、實現我國經濟可持續發展的重要保證。石灰石-石膏濕法脫硫工藝是處理工業含硫廢氣主要手段，脫硫企業要高度重視濕法脫硫工藝的重要意義，下大力氣深入開展濕法脫硫工藝的分析與研究，不斷提高設計水平，優化設計方案，從源頭消除脫硫裝置危險隱患，保障裝置安全穩定運行，為國家經濟穩定發展作出自己的貢獻。

參考文獻

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