來源：電力之家
摘 要：
石灰石濕法脫硫（WFGD）技術被國内電廠廣泛應用，就 WFGD 法而言，從脫硫系統的專業角度出發，重點分析了對濕法脫硫系統現場運作影響效率的關鍵因素，并提出提高脫硫效率的建議，能夠確定脫硫吸收塔長期穩定運作，達到良好的脫硫效果。
随着大氣環保标準的不斷提高，國内的燃煤電廠大多已完成了脫硫系統的建立，并進一步進行超低排放改造。石灰石 –石膏濕法脫硫（WFGD）作為廣泛使用的脫硫技術，化學反應步驟較多，對反應條件要求較高，是以協調各方面因素改進脫硫工藝進而提高脫硫效率勢在必行。研究影響脫硫系統效率的關鍵因素，對目前日益嚴峻的大氣環境來說，對于大型火力電廠的脫硫工作的平穩高效運作具有一定指導意義。
01.脫硫效率
目前，90% 以上燃煤電廠采用石灰石 - 石膏濕法脫硫（WFGD）工藝。而煙氣脫硫效率是指石灰石 - 石膏濕法吸收塔反應裝置吸收 SO2 能力的大小。脫硫效率是判斷吸收裝置脫硫反應進行情況，現場運作人員能夠根據其及時找到缺陷，并通過調整與脫硫效率的高低和系統的穩定運作密切相關的參數，進而使煙氣達到排放要求。
脫硫效率按如下公式計算 ：
02.影響脫硫效率的因素
2.1 吸收塔漿液pH值對脫硫效率的影響
實驗證明，漿液 pH 值是影響脫硫效率、脫硫産物成分的關鍵參數。當漿料的 pH 值較小時，它将有助于石灰石中Ca2+的溶解，但二氧化硫 SO2的吸收速率也會降低，更難溶于漿料中，效率大大降低，并且 pH 值将逐漸降低，酸度增強，會有一定程度的腐蝕 ；pH 值越高，總傳質系數越大，減緩CaSO3· 1/2H2O 向 CaSO4· 1/2H2O 轉換的反應速率，這不利于SO2的吸收，進而形成液膜阻礙反應吸收進一步進行。此外，pH 值過高可能使脫硫産物結晶在管道或其他部位上，會加劇管道和噴嘴的磨損。
建議，針對實際的脫硫吸收塔情況，燃燒負荷設計要求的煤質參數，漿液 pH 值控制在5.5~5.7。
2.2 吸收塔漿液濃度對脫硫效率的影響
影響脫硫效果的吸收塔漿液成分主要包括碳酸鈣、鹽酸不溶物和亞硫酸鈣。在現場脫硫系統中，吸收塔漿液的濃度不斷增加，這将逐漸減少亞硫酸鈣 CaSO3· 0.5H2O 與 O2的接觸機會，漿液量持續增加将引起吸收劑過飽和聚集，這使石灰石屏蔽并阻礙了吸收液中二氧化硫與碳酸鈣的接觸。另外，二氧化硫的累積增加導緻 pH 值降低，減緩了吸收塔 SO2的吸收速率，降低了脫硫效率。一般要求亞硫酸鈣品質分數在0.3%以下。
2.3 液氣比對脫硫效率的影響
SO2的吸收過程是在吸收塔内完成的，主要過程就是煙氣中的二氧化硫在有空氣參與的狀态下借助氧氣的氧化作用與吸收漿液中的碳酸鈣進行化學反應進而被吸收。SO2的吸收效果與液氣比有關。所謂的（如圖1）液氣比即一定的時間内，吸收裝置内石灰石漿液的噴淋量與脫硫吸收反應裝置的煙氣量比值，是脫硫效率的關鍵影響參數。在（WFGD）濕法脫硫系統中，提高液氣比，使吸收塔内漿液劇烈湍動，增大了漿液噴淋密度，增加了氣 – 液傳質面積，提高了吸收塔的脫硫效率。一般情況下，運作人員應根據 SO2吸收的效果和出口資料及脫硫效率等因素來開啟循環漿液泵的數量，調整液氣比的比值，将液氣比調整到一個合适的資料，確定達到環保排放名額的要求，同時降低運作費用。
圖1 液氣比對脫硫效率的影響
随着脫硫反應的長時間運作，泵的出力降低，液氣比下降，這就要求為保證一定的脫硫效率，要根據具體情況建議調整裝置，如切換循環泵，或進行多次反沖洗進而提高比，将煙氣中的 SO2脫除掉，達到煙氣淨化的目的。
2.4 煙氣性質對脫硫效率的影響
從（WFGD）濕法脫硫的角度進行分析，除了脫硫裝置正常運作外，煙氣量會随着負荷變化比較頻繁而惡劣，當原煙氣中二氧化硫的濃度含量超過技術協定值時，脫硫效率也會惡劣變化。
吸收塔入口硫分濃度高，超過技術協定設計值，會導緻脫硫效率下降。
煙氣含塵量越高，飛灰中的重金屬離子會抑制脫硫反應的繼續，阻礙鈣離子與二氧化硫的接觸，降低了脫硫效率。
鑒于以上煙氣性質惡劣的影響脫硫反應，建議現場運作采取以下對策 ：控制好鍋爐的燃燒和電除塵器的運作，使進入 FGD 系統的煙氣參數在設計範圍内。
2.5 石灰石特性對脫硫效率的影響
吸收劑品質直接影響脫硫系統的設計和可靠運作，根據（HJT 179—2005）标準要求，脫硫系統選擇吸收劑的要求包括：純度、MgCO3含量、酸不溶性物、細度、硬度和活性等方面的要求。一般而言，石灰石最低要求 90% 通過 250目篩，石灰石純度一般要求大于 90%，若石灰石純度低于90%，雜志SiO2含量高，石料硬度大，導緻濕磨系統的出力低、顆粒度粗，漿液品質差。石灰石顆粒粒徑越小，其比表面積越大，在吸收塔漿液裡反應比表面積越大，反應越充分，吸收速率越快，石灰石使用率越高，脫硫效率越高 ；吸收劑活性影響到吸收劑溶解度和溶解速度，活性較高的石灰石在保持相同的石灰石使用率的情況下，活性随着碳酸鈣含量增加而提高，石膏純度也相應提高。
建議對策 ：嚴格執行把控石灰石入廠檢查品質和采制化制度，對不合格的石灰石進行退回。
03.結語
大陸的大氣污染主要以煤煙型為主，燃煤釋放的二氧化硫對人類健康和生态環境系統等造成了嚴重的危害，是以控制二氧化硫的排放至關重要。本文結合脫硫反應原理及脫硫現場實踐，對石灰石 - 石膏濕法脫硫系統（WFGD）在實際的應用中影響脫硫效率的各種因素進行分析，并針對性地提出相應措施，確定脫硫運作的相關參數控制在合适的範圍内，以確定脫硫工藝達到控制要求，為脫硫過程提供經驗借鑒和科學指導。
聲明
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