煙氣脫硫系統(tǒng)出口二氧化硫的控制

摘 要：石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝目前在電廠煙氣脫硫中已得到廣泛應(yīng)用。伴隨著國家對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，有效地控制二氧化硫的污染已成為國家規(guī)劃的一部分。文章介紹了石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中出口SO2污染的產(chǎn)生，SO2的工藝原理，分析運(yùn)行中影響煙氣脫硫效率的因素從而有效的控制出口SO2。

關(guān)鍵詞：石灰石濕法脫硫；SO2；工藝原理；影響因素

我國是世界上煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)大國，燃燒中產(chǎn)生嚴(yán)重污染，我國排放的SO290%均來自燃煤。近年，我國采取了排污收費(fèi)政策，但是SO2仍超標(biāo)嚴(yán)重，對(duì)環(huán)境和生物體造成嚴(yán)重的危害。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，SO2排放的控制勢(shì)在必行。

1 石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝原理

石灰石-石膏濕法煙氣脫硫采用石灰石CaCO3細(xì)粉經(jīng)給料機(jī)、硝化機(jī)加工成石灰石漿液作為SO2吸收劑，通過煙氣與石灰石漿在脫硫塔中充分接觸，使煙氣中的SO2與石灰石漿液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成亞硫酸鈣和硫酸鈣，在吸收塔底部攪拌器上部鼓入空氣，使亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣，結(jié)晶分離得副產(chǎn)品石膏[1]。此過程主要分為四個(gè)步驟：

該技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是脫硫效率高，一般可達(dá)95%以上，鈣的利用率高，可達(dá)90%以上；煤種的適應(yīng)性好，煙氣脫硫的過程在鍋爐尾部煙道以后是獨(dú)立的，對(duì)鍋爐燃燒的干擾性小，不會(huì)對(duì)鍋爐機(jī)組的熱效率、利用率產(chǎn)生影響。

2 影響出口SO2的主要因素

2.1 入口SO2濃度

入口SO2的濃度較低時(shí)，由于保證出口SO2的濃度，但是吸收速率低，脫硫塔出口SO2濃度與入口SO2濃度相比降幅不大，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致塔內(nèi)PH值升高，增加設(shè)備結(jié)垢的可能性，不利于運(yùn)行，使脫硫系統(tǒng)的效率降低。

入口SO2的濃度較高時(shí)，SO2吸收率增加，但試著SO2的吸收，PH值下降，當(dāng)降到一定程度時(shí)，就會(huì)抑制SO2的吸收，此時(shí)出口SO2的濃度難以控制。

因此，入塔SO2的濃度要控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。在實(shí)際操作中，一般要求入塔SO2濃度為500mg/m3-2000mg/m3。而入塔SO2濃度是由鍋爐專業(yè)爐內(nèi)脫硫?qū)崿F(xiàn)的，因此在實(shí)際操作運(yùn)行中要與鍋爐協(xié)作，控制好入塔SO2濃度。

2.2 吸收塔漿液的PH值

煙氣脫硫系統(tǒng)漿液的PH值對(duì)SO2的吸收影響很大，一般新配制的漿液PH值約在8～9之間。隨著吸收進(jìn)行，PH值迅速下降，當(dāng)PH值低于6時(shí)，下降變得緩慢，當(dāng)PH值小于4時(shí)，吸收幾乎不進(jìn)行。

PH值高時(shí)，SO2的吸收速度加快，出口SO2含量顯著降低，隨著SO2的吸收，溶液pH降低，溶液中CaSO3的量增加，CaSO3的溶解度又使?jié){液的PH值上升，溶解度的變化使?jié){液中CaSO3析出并沉積在石灰石粒子的表面，形成一層外殼，使粒子表面鈍化。鈍化的外殼阻礙了CaSO3的繼續(xù)進(jìn)行溶解，抑制了吸收反應(yīng)的進(jìn)行[2]。因此，漿液PH值應(yīng)控制適當(dāng)。采取石灰漿液時(shí)，PH值控制為5～6，采用石灰石漿液時(shí)，PH值控制為6～7。

2.3 脫硫塔漿液密度

煙氣脫硫系統(tǒng)采用石灰石作為脫硫吸收劑。隨著煙氣與石灰石漿液的不斷反應(yīng)，塔內(nèi)漿液密度不斷升高，當(dāng)密度大于1200Kg/m3時(shí)，漿液中CaCO3、CaSO4·2H2O的濃度已趨于飽和，抑制SO2的吸收，出口SO2增加，應(yīng)及時(shí)脫石膏，降低漿液密度。當(dāng)漿液密度小于1120Kg/m3時(shí)，CaSO4·2H2O的含量較低，CaCO3含量相對(duì)較高，此時(shí)雖有利于SO2的吸收，但是如果繼續(xù)脫石膏，將導(dǎo)致石膏中CaCO3含量增大，品質(zhì)下降，造成石灰石的浪費(fèi)。因此，脫硫塔漿液應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)（1120Kg/m3-1200Kg/m3）。

2.4 入塔粉塵濃度[3]

煙氣要經(jīng)過電袋除塵器，先除去大部分粉塵，才入塔脫硫。因?yàn)闊煔饨?jīng)過脫硫塔時(shí)，煙氣中的粉塵大部分留在漿液中，而粉塵在一定程度上阻擋了SO2與脫硫劑的接觸，降低了石灰石中鈣離子的溶解速率，同時(shí)粉塵中不斷溶解出的一些重金屬，如Hg、Mg、Cd、Zn等離子會(huì)抑制鈣離子和HSO3-反應(yīng)。如果除灰、除塵設(shè)備故障，引起漿液中的粉塵、重金屬雜質(zhì)過多，則會(huì)影響石灰石的溶解，導(dǎo)致漿液PH值降低，出口SO2增加。若出現(xiàn)上述情況，開啟真空皮帶機(jī)，連續(xù)排出漿液中的雜質(zhì)，或者外排部分漿液，即可恢復(fù)正常。

2.5 石灰石品質(zhì)

石灰石中的雜質(zhì)對(duì)脫硫系統(tǒng)的性能產(chǎn)生重要的影響，常見的雜質(zhì)中包括MgCO3，MgCO3一部分可以溶解，從而對(duì)脫硫過程產(chǎn)生重要的影響，MgCO3本身可以參與脫硫反應(yīng)，適度的含量會(huì)增強(qiáng)漿液的吸收能力，含量高會(huì)阻礙CaCO3與SO2的反應(yīng)，從而抑制CaCO3的溶解，導(dǎo)致脫硫效率降低。

2.6 煙氣中O2的濃度

煙氣中O2含量增加有利于SO2的吸收，但是并非煙氣中含氧量越高越好。含氧量很高時(shí)，則意味著系統(tǒng)漏風(fēng)嚴(yán)重，入塔煙氣量增大，煙氣在塔內(nèi)停留時(shí)間減少，導(dǎo)致脫硫效率降低。因此，含氧量也應(yīng)當(dāng)控制在適當(dāng)范圍內(nèi)。

2.7 入口煙氣溫度

入口煙氣溫度越低，越有利于SO2氣體溶于漿液，有利于生成亞硫酸鈣，即：低溫有利于吸收，高溫有利于溶解。通常，煙氣溫度冷卻到60℃左右進(jìn)行吸收操作最為適宜，較高的吸收操作溫度.會(huì)使SO2的吸收效率降低。一般將塔入口煙溫控制在80℃左右，煙氣進(jìn)入塔后進(jìn)一步冷卻到60℃左右。因此，煙氣溫度應(yīng)該控制在一定范圍內(nèi)。

石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)中出口SO2的控制，是一個(gè)復(fù)雜而多變的過程，應(yīng)該進(jìn)一步改進(jìn)煙氣脫硫技術(shù)的現(xiàn)有工藝，開發(fā)新設(shè)備，探究新技術(shù)，開發(fā)性能優(yōu)越的吸附劑先進(jìn)的脫硫吸收劑，增強(qiáng)吸收效果，提高脫硫效率，減少脫硫費(fèi)用。只有正確把握各參數(shù)對(duì)出口SO2的影響規(guī)律，合理的加以運(yùn)用，才能更好的控制住出口SO2，從而實(shí)現(xiàn)高效、綠色與環(huán)保的脫硫。

參考文獻(xiàn)

[1]蔣思國.石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)及其應(yīng)用[J].工程科技，2008，6.

[2]韓琪，李忠華.石灰石-石膏濕法煙氣脫硫的化學(xué)過程研究[J].電力環(huán)境保護(hù)，2002，18（1）：1-3.

[3]中石化天津分公司熱電部2×410t/h鍋爐煙氣脫硫除塵一體化改造項(xiàng)目技術(shù)培訓(xùn)手冊(cè)[J].中國航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院，2003：14-17.

作者簡(jiǎn)介：付寶慧（1988，10-），女，漢族，黑龍江省尚志市人，畢業(yè)于哈爾濱學(xué)院會(huì)計(jì)學(xué)專業(yè)，助理工程師，主要從事煙氣脫硫方面工作。