脫硫煙氣系統(tǒng)出口二氧化硫的控制研究

劉志強

摘 要：進入到新世紀以來，隨著我國國民經(jīng)濟水平的高速發(fā)展，我國的各行各業(yè)也都取得了飛速的發(fā)展和進步，同樣我國的火力發(fā)電企業(yè)也得到了快速的發(fā)展和壯大，而隨著我國科學技術(shù)水平的不斷進步，我國火電廠的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫也已經(jīng)更加的成熟，并且現(xiàn)階段這一工藝在我國電廠煙氣脫硫中的應用也是最為廣

從實際的情況來看，我國早已是世界上煤炭生產(chǎn)和消費的最大國了，在煤炭的燃燒過程中勢必會對環(huán)境產(chǎn)生污染，我國二氧化硫排放總量的超過90%都是來源于煤炭的燃燒的。這些年來，我國針對污染物的排放情況已經(jīng)逐步的實行了收費政策，可是二氧化硫的排放量仍然是超標嚴重的，嚴重了危害了我國的生態(tài)環(huán)境和生物體。現(xiàn)階段，人們的環(huán)境保護意識越來越強，那么有效的控制二氧化硫的排放工作也就是勢在必行的。

1 石灰石-石膏濕法煙氣脫硫的工藝原理

石灰石-石膏濕法煙氣脫硫的技術(shù)原理就是借助硝化機和給料機等設備將石灰石碳酸鈣以及細粉等原料加工成石灰石漿液，這部分乳濁的漿液能夠有效的吸收煙氣中的二氧化硫，在脫硫塔中能夠?qū)崿F(xiàn)石灰石漿液和煙氣的充分接觸，那么石灰石漿液就會與二氧化硫發(fā)生化學反應并生成硫酸鈣和亞硫酸鈣并沉淀在吸收塔的底部，氧化風機會向漿池中送入空氣促使亞硫酸鈣氧化成石膏，這一技術(shù)有著較高的脫硫效率，我們將其歸納成了以下四個反應過程：

1.1 吸收反應

二氧化硫會先和水發(fā)生化學反應并生成亞硫酸，三氧化硫同樣也會和水發(fā)生化學反應并生成硫酸。

1.2 中和反應

碳酸鈣和亞硫酸發(fā)生化學反應并生成亞硫酸鈣、二氧化碳和水，而碳酸鈣和硫酸發(fā)生化學反應則生成了硫酸鈣、二氧化碳和水。

1.3 氧化反應

在有氧的環(huán)境下，亞硫酸鈣會逐步的被氧化成硫酸鈣。

1.4 結(jié)晶反應

硫酸鈣與水發(fā)生化學反應并生成了副產(chǎn)品石膏。

石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)具有較高的脫硫效率，其脫硫的效率已經(jīng)超過了95%，并且能夠最大化的利用了鈣元素，其利用率可達90%。同時這一技術(shù)對于系統(tǒng)負荷的變化情況以及煤的種類都有著良好的適應性，煙氣脫硫的過程在鍋爐尾部煙道以后是獨立的，對鍋爐的整體燃燒過程不會產(chǎn)生太大的干擾，也不會影響鍋爐機組的熱效率和運行效率。

2 影響煙氣脫硫系統(tǒng)出口二氧化硫的主要因素

2.1 系統(tǒng)入口處的二氧化硫濃度

對于煙氣脫硫系統(tǒng)入口位置處的二氧化硫濃度來說，其不宜太高，也不宜偏低，如果入口處二氧化硫的濃度較高，那么就會提升二氧化硫的吸收率，隨著不斷的吸收二氧化硫，系統(tǒng)的ph值就會隨之降低，當這一值降低到某一個極限值時，那么就會抑制吸收二氧化硫了，此時要想有效控制出口處二氧化硫的濃度就變得十分困難了；如果入口二氧化硫的濃度偏低，那么吸收二氧化硫的速率肯定也低，與入口處二氧化硫的濃度相比，出口二氧化硫的濃度降幅不會太大，同時還會升高脫硫塔內(nèi)的ph值，設備易出現(xiàn)結(jié)垢的問題，會影響系統(tǒng)整體的工作效率。因此，應將入口二氧化硫的濃度控制在一個合理的范圍內(nèi)，其應在500mg/m3-2000mg/m3的范圍內(nèi)，并且系統(tǒng)實際運行的過程中還要與鍋爐密切協(xié)作。

2.2 吸收塔漿液的ph值

濕法煙氣脫硫系統(tǒng)漿液的ph值也會直接的影響到二氧化硫的控制效果，通常情況下，漿液的初始ph值應在8-9之間，而隨著系統(tǒng)的不斷運行，ph值就會越來越低，當其值低于6時，系統(tǒng)的運行就變得較為緩慢了，而當ph值低于4時，系統(tǒng)幾乎就停止運行了。而如果ph值較高，那么就會顯著提升系統(tǒng)的吸收速度，降低出口的二氧化硫含量，隨著吸收工作的不斷進行，溶液的ph值會不斷降低，溶液中就會產(chǎn)生越來越多的亞硫酸鈣，亞硫酸鈣的溶解度又會升高溶液的ph值，這一就會析出一部分亞硫酸鈣并沉積在石灰石粒子的表面，粒子的表面就會出現(xiàn)鈍化的情況。那么亞硫酸鈣就無法繼續(xù)溶解了，吸收反應也會被抑制進行。所以，還應科學的控制漿液的ph值，如果是石灰石漿液，其初始ph值應控制在6-7之間，如果是石灰漿液，其初始的ph值應控制在5-6之間。

2.3 脫硫塔的漿液密度

濕法煙氣脫硫系統(tǒng)所采用的脫硫吸收劑就是石灰石，那么在石灰石漿液和煙氣發(fā)生化學反應的進程中，塔內(nèi)的漿液密度是會隨之不斷上升的，當這一密度值超過了1200kg/m3時，漿液中所產(chǎn)生的石膏濃度就是趨于飽和了，那么自然就會抑制二氧化硫的吸收了反應了，此時要想有效的降低漿液的密度，就必須立即進行脫石膏的操作。當漿液的密度小于1120kg/m3時，雖然是有利于二氧化硫的吸收的，但是會增加石膏中碳酸鈣的含量，影響石膏的品質(zhì)，造成了石灰石的浪費。因此，建議將脫硫塔漿液的密度控制在1120kg/m3-1200kg/m3的范圍內(nèi)。

2.4 入塔的粉塵濃度

在正式入塔脫硫之前，電袋除塵器會將煙氣中的大部分粉塵除去，在脫硫塔的運行過程總，漿液中會留下煙氣中的大部分粉塵，而粉塵是肯定會阻止脫硫劑與二氧化硫的順利接觸的，那么石灰石中鈣離子的溶解速率也會隨之降低，粉塵中還會不斷的溶解汞、鋅和鎂等重金屬粒子，它們都可能與水中的亞硫酸粒子和鈣離子發(fā)生化學反應，那么石灰石的溶解過程也會被影響，降低了漿液的ph值，同時還會增加出口二氧化硫的含量。當出現(xiàn)了這一問題時，應立即啟動真空皮帶機并將漿液中的雜質(zhì)排出，之后才可恢復正常。

2.5 煙氣中氧氣的濃度

為了更好的促使二氧化硫的吸收反應，應適量的增加煙氣中氧氣的含量，當然并不是氧氣含量越高越好，如果煙氣中的氧氣含量過高，那么系統(tǒng)就會出現(xiàn)嚴重的漏風問題，增加了入塔的煙氣量，煙氣在塔內(nèi)的停留時間不足，反而會降低系統(tǒng)的脫硫效率。

2.6 入口的煙氣溫度

要想保證二氧化硫氣體更好的溶在漿液中，那么入口的煙氣就應具有較低的溫度，這樣才更有利于生成亞硫酸鈣，簡單來說，就是高溫更利于溶解，而低于則更利于吸收。一般情況下，在進行吸收作業(yè)之前，應先適當?shù)亟档蜔煔獾臏囟龋ㄗh將其控制在60攝氏度左右，如果進行吸收操作時溫度偏高，那么就一定會降低二氧化硫的吸收效率。通常情況下，在煙氣剛進入到塔入口的位置處時，其溫度可在80攝氏度左右，之后進入到塔內(nèi)后對煙氣進行進一步的冷卻，將其溫度控制在60攝氏度，此時在進行各項操作是最合理的，并且也保證了系統(tǒng)具有較高的脫硫效率。

3 結(jié)束語

通過以上的論述，我們對石灰石-石膏濕法煙氣脫硫的工藝原理以及影響煙氣脫硫系統(tǒng)出口二氧化硫的主要因素兩個方面的內(nèi)容進行了詳細的分析和探討。石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中出口二氧化硫的控制工作是一項復雜的系統(tǒng)工程，會對其產(chǎn)生的影響因素也有很多，因此，我們應進一步的改進并完善現(xiàn)有的脫硫技術(shù)工藝，大力的研發(fā)新材料、新設備和新技術(shù)，開發(fā)性能更加優(yōu)良的脫硫吸收劑，降低脫硫的綜合成本，同時最大限度的提升脫硫的實際效率，真正的做到高效、環(huán)保并且綠色的脫硫。

參考文獻：

[1]蔣思國.石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)及其應用[J].工程科技，2010.

[2]曹雪飛.石灰石-石膏濕法脫硫的工藝簡介及影響因素[J].新疆有色金屬，2014.

[3]韓琪.石灰石-石膏濕法煙氣脫硫的化學過程研究[J].電力環(huán)境保護，2012.

[4]呂明.火電機組煙氣脫硫系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化運行[J].動力工程學報，2012.

[5]王蒙.對煙氣脫硫效率影響因素及節(jié)能減排方法的探討[J].化工管理，2016.