石灰石濕法脫硫運行分析

【摘 要】現今隨著國家對環境保護的重視，為了促進人們生活的可持續發展，眾多污染凈化技術得到了發展，而對于石灰石濕法脫硫技術的應用就是有效降低工業燃煤SO2的重要技術應用，然而因為石灰石濕法脫硫的運行經費較大技術運用較高等現狀所以現今還沒有在燃煤工廠中得到更加廣泛的運用，因此本文首先對濕法脫硫技術進行概述，然后探討石灰石脫硫運行的影響的因素，最后提出石灰石脫硫的優化運行策略。

【關鍵詞】石灰石 濕法脫硫 運行策略

二氧化硫是一種無色不燃的氣體，具有強烈的刺激氣味，如果遇水則會產生強大的腐蝕作用，如果因為燃煤而排放到空氣中的SO2與空氣中的氧氣和二氧化碳反應會產生光化學反應，從而形成腐蝕性更加巨大的強硫酸，如果隨雨水降到地面則會產生危害極大的酸雨。對人和建筑造成巨大的危害，會使人的呼吸道系統受到損壞，因此有效的控制SO2的排放已經成為了國家生態發展的重要規范環節。然而我國是以燃煤為主要能源的國家之一，因此為了更好的控制二氧化硫的排放，必須通過各項舉措來有效的控制燃煤行業的二氧化硫的排放濃度，石灰石濕法脫硫技術的運用正是從技術上得到了很大的控制支持，但是與眾多發達國家相比我國的濕法脫硫技術的研究比較慢，因此現今的發展還不是很普遍，近幾年國家國家對控制SO2技術研究不斷提上議程，因此在今后的不斷研究和實踐中將得到進一步的提升。

1 石灰石濕法脫硫技術概述

濕法煙氣脫硫的運行主要是在燃煤燃燒后進行二氧化硫的控制，脫硫的主要過程都是在液體中進行，脫硫劑的使用以及脫硫后生成的物質都是濕態，運用濕法脫硫具有反應速度快，脫硫效率高等眾多優勢?，F今濕法脫硫有許多種技術支撐，如雙減法、海水脫硫、氨氣吸收法等多種應用，但是石灰石濕法脫硫的應用最為普遍。

1.1 石灰石濕法脫硫工藝運行流程

主要是運用比較容易獲得的石灰石作為脫硫劑進行脫硫，具體的脫硫運行的過程是：

（1）將石灰石研磨成粉末狀與水進行攪拌之后形成泥狀吸收漿。（2）把泥漿放入吸收塔內和排放的含有SO2的煙氣進行混合。（3）煙氣中的SO2和泥漿中的碳酸鈣以及空氣中的氧氣進行氧化反應，然后形成二水石膏。（4）經過脫硫后的煙氣要運用除霧器把煙氣中攜帶的小的液態顆粒進行去除，然后在經過換熱器的加溫蒸發后排出煙囪。（5）把二水石膏放入脫水裝置進行脫水然后放出。（6）經過脫硫后的石膏通常情況下都采用直接拋棄和利用回收兩種方法進行處置，運用拋棄的方法主要是將石膏放在灰場或者在舊的礦坑進行回填，而回收再利用的方式，主要是將石膏作為建筑材料的組成和水泥的緩凝劑等[1]。

1.2 石灰石濕法脫硫的特點

（1）脫硫的效率較高，用石灰石進行脫硫的技術運用其效率可以達到95%，進行脫硫之后的煙氣不僅可以有效的降低二氧化硫的濃度，同時也大大降低了煙氣的含量。尤其是大規模的脫硫設置，更是能有效的提高脫硫效率。（2）運行穩定，眾多燃煤工廠尤其是大型的火電廠運用石灰石濕法脫硫的投運率通常達到98%以上，并且因為該技術應用的范圍廣和時間長，所以應用的技術比較純熟，因此脫硫的研發和安置也相對較穩定，不會影響鍋爐的正常運行。（3）石灰石資源豐富，價格低廉，運用石灰石作為脫硫的吸收劑，在我國的分布范圍和數量比較大，因此易于獲得，同時許多區域的石灰石質量較好，碳酸鈣的含量可以達到90%以上，所以在眾多的脫硫工藝的運用中石灰石的價格最為低廉，并且也易于研磨，可以將鈣很好的利用。（4）脫硫后的產物可以回收利用，石灰石濕法脫硫后所產生的二水石膏可以進行回收之后應用建筑材料的研制和水泥的緩凝劑，不僅可以從一定方面增加火電廠的效益。

2 影響石灰石濕法脫硫運行的因素

2.1 SO2的質量和濃度的影響

如果煙氣中SO2的實際濃度較低，濕法脫硫的效率將不會很高，這主要是因為吸收塔中出口的二氧化碳濃度一般都會高于平衡的濃度。所以總結來看當SO2的實際濃度在一定范圍內達到較高的的值，相應的脫硫效率也會升高，但是當超過這個峰值達到更高的情況下，就會隨著SO2的濃度增加而效率降低。

2.2 石灰石的質量

我們主要石灰石質量的三個指標進行探討：

（1）石灰石的實際純度，如果石灰石的純度比較低，則會產生許多雜質，所以會在脫硫塔中進行堆積，為脫硫塔的正常運行帶來不利影響，同時還會使吸收劑的石灰石使用量增加，從而成本增加，也會影響脫硫的運行效率。（2）石灰石的實際反應活性，反應活性主要是指當吸收劑處于一種酸性條件下所產生的轉化特性，通常情況下反應活性較高的石灰石，在數量相同的吸收劑使用情況下，其運行效率較高，且反應活性還會影響石灰石的使用純度。（3）石灰石的細度（粒徑），石灰石的粒徑決定所使用的石灰石的比表面積，在整個石灰石濕法脫硫系統中（FGD）與水進行溶解的石灰石的總體表面積直接影響吸收劑的PH值和吸收塔中石灰石的運量，所以間接的也影響脫硫運行的效率[2]。

2.3 PH值

酸堿度（PH值）主要是指泥漿中的PH值，是整個石灰石濕法脫硫系統中非常重要的一個參數，當PH值較高時，也就是說泥漿的石灰石濃度較高，可以提高SO2的吸收速率，因此有利于更好的進行脫硫。所以為了提高SO2的吸收速率，就必須采取相應的方法來有效的提高泥漿中的PH值。但是并不是越高的PH值就越好，當PH值過大時將不利于碳酸鈣的溶出，所以應該將PH值控制在一個合理的范圍內。

3 石灰石濕法脫硫的優化運行策略

進行石灰石濕法脫硫的優化運行，主要是為了確保脫硫運行的安全性、穩定性和經濟型，從而有效的提高運行的效率。

3.1 循環泵的運行優化

脫硫運行中所應用的液、氣比是影響SO2吸收面積的重要影響因素，液、氣比增大會相應的提高吸收塔中的噴淋效率，從而有效的提高脫硫運行效率，但不是最高的液、氣比就是最好，當高度增加到一個固定峰值時，其脫硫的運行效率就會隨著比值的增大而下降。所以需要進行合理的控制，通常情況下液、氣比與鍋爐的符合直接相關，而鍋爐符合的變化又受到循環泵設置的影響，所以通過實驗分析有效的控制液、氣比可以對循環泵的運行進行優化：

（1）在鍋爐低負荷和低硫情況下，可以選擇下面兩層的循環泵同時運行，將PH值設置在5.6以下。（2）在鍋爐高負荷和高硫的情況下，選擇三臺循環泵同時進行，并將PH值控制在6.2以下。（3）在鍋爐低負荷和高硫的情況下，可以運用上和中層的兩層循環泵，并對PH值進行適當控制。（4）當鍋爐高負荷和低硫的情況下，可以運用上和下兩層的循環泵，并對PH值進行合理控制。

3.2 PH值的優化

（1）首先需要選用流量較小的連續性的供漿控制方式，在有效SO2的控制值范圍內，保證PH值控制的穩定性，為了有效的避免大浮動的變動可以把PH值控制在5.0-6.0之間。（2）如果SO2的濃度過高，可以相應的提高供漿的數量，并且將PH值提高到≦6.2.同時必須保證PH值的保持時間不能過長，會使泥漿的質量下降，脫硫塔反應不足等現象發生。（3）可以自動調節供漿量，主要通過吸收塔中的泥漿的PH值來獲得反饋信號，然后將吸收塔中SO2的負荷信號作為之前回饋的信號，現今大多采用CEMS也就是煙氣排放的連續監測系統，來有效的獲得吸收塔中的SO2流量和濃度的前饋信號。然后與PH值調節器進行串聯，來有效的根據PH值調節供漿量[3]。

3.3 泥漿濃度優化控制

從上文中我們得知，合理的對泥漿的石灰石濃度進行控制，可以有效的提高脫硫運行的效率，也可以增大SO2的吸收率，提高脫硫后產生的二水石膏的質量。具體的所采用的控制泥漿濃度的方法主要有兩種：一是合理控制石灰石泥漿的停留時間，可以使石灰石和二氧化硫發生完全反應，，而有效的控制泥漿的濃度又受到吸收塔的體積限制，所以根據眾多的實驗分析運用石灰石進行濕法脫硫的泥漿停留時間可以在12-24小時。二是控制石灰石泥漿的過飽和度，有效控制過飽和度可以通過強制氧化和提高氧化進程來控制，可以添加一些增加劑，如二水硫酸鈣，來降低硫酸鈣的過飽和度。

4 結語

我國是一個工業大國，尤其是伴隨著經濟發展速度的進一步提升，各項工業事業不論是在規模上還是在發展水平上都帶來了巨大的提升，而工業的發展所帶來的環境污染也是不能小覷的，特別是工業燃煤所產生的二氧化硫（SO2）以及酸雨的污染和危害，所以需要通過不斷的實踐來有效的運行石灰石進行濕法脫硫。

參考文獻：

[1] 余鵬，高小春，何德明 等.石灰石-石膏濕法脫硫系統的經濟運行[J].熱力發電，2009（7）：34-36.

[2] 王星久.大型燃煤機組石灰石——石膏濕法脫硫系統運行優化研究[D].保定：華北電力大學，2012.

[3] 蘇暉.火力發電廠石灰石-石膏濕法脫硫技術運行優化研究[D].北京：華北電力大學，2012.

作者簡介：曹東明（1986—），男，河北人，本科，畢業于北京科技大學，助理工程師，研究方向：石灰石濕法脫硫運行分析。