節能增效劑在石灰石－石膏濕法煙氣脫硫中的應用

殷淑霞，沈煜暉，金穎姍，蘇軍劃，任真

(1．華電招標有限公司，北京 100031;2．中國華電工程(集團)有限公司，北京 100035;3．湖北華電黃石發電股份有限公司，湖北 黃石 435002)

0 引言

在眾多的煙氣脫硫技術中，濕法煙氣脫硫一直占據著主導地位，在世界上已建成的脫硫裝置中，濕法脫硫裝置占80%。盡管濕法脫硫技術的工藝成熟，脫硫效率高，但近年來電廠燃用煤中硫的質量分數遠超設計值，因此，需增加噴淋層提高脫硫效率，從而使SO2出口質量濃度達標。但這種方法會增加電廠的投資和運行費用。研究結果表明，如果在濕法脫硫技術中加入一定量的脫硫節能增效劑，可提高脫硫效率并降低系統的運行費用。

1 脫硫節能增效劑的原理

該試驗使用的石灰石－石膏濕法脫硫系統的脫硫節能增效劑由復合催化劑、表面活性劑、含羧基類鹽等成分混合而成，具有以下3方面的作用:

(1)復合催化劑是緩沖劑，能夠緩沖吸收塔漿液pH值，增加漿液吸收SO2的能力。

(2)含羧基類鹽可以促進二氧化硫的溶解，能夠消耗二氧化硫溶解產生的H+，使二氧化硫轉換成亞硫酸鹽，從而繼續溶解二氧化硫。

(3)節能增效劑中的復合催化劑和高分子聚合物是固、液傳質的促進劑，能夠提高石灰石的利用率。

2 脫硫節能增效劑添加方案

湖北華電黃石發電股份有限公司(以下簡稱黃石發電公司)300MW機組原脫硫裝置SO2設計質量濃度為4557mg/m3(標準狀態，下同)，四層噴淋，脫硫效率為96%。在實際運行中，SO2質量濃度遠超設計值，最高為10285mg/m3，機組平均運行負荷為215MW，SO2排放質量濃度遠不能達標。

2．1 脫硫節能增效劑濃度的確定

考慮該工程氧化風機的出力、皮帶脫水機的出力及漿液制備系統的具體情況，SO2入口質量濃度不宜超過7 000mg/m3，脫硫節能增效劑的質量分數為0．5‰，可保證脫硫裝置出口SO2質量濃度小于400mg/m3。

2．2 試驗內容

(1)試驗時間:2個星期。

(2)添加位置:吸收塔地坑。

(3)每天平均添加130 kg增效劑。

(4)試驗期間，在保證脫硫裝置出口SO2質量濃度小于400mg/m3的情況下，可適當停1臺或2臺漿液循環泵。

3 試驗結果

節能增效劑添加期間，機組最高負荷為323 MW，最低負荷為167MW，脫硫裝置入口SO2質量濃度最高為10285mg/m3。脫硫設施添加節能增效劑后，運行安全、穩定，脫硫效率明顯提高，在運行中可停1臺、甚至2臺漿液循環泵，節能效果良好;在添加增效劑期間，成品石膏中碳酸鈣的質量分數小于1．5%，石灰石粉節約效果顯著。

添加節能增效劑期間的極端運行工況見表1、表2。

4 技術經濟分析

根據上述分析，確定黃石發電公司#210機組添加質量分數為0．05‰的脫硫增效劑，在此基礎上進行技術經濟分析。

表1 發電負荷最高點

表2 入口二氧化硫濃度最高點

添加成本計算依據:300MW機組，二氧化硫濃度為4 557 mg/m3;3臺泵運行下脫硫效率為94．5%;實際運行時可停運B泵或C泵，以停運B泵進行節能分析(B泵運行電流為57 A，3泵運行下增壓風機電流由140 A降低至120 A，電流降低20 A);脫硫增效劑添加質量分數為0．05%，日消耗量為130 kg，成本為2．2萬元/t，日添加成本為2 860元。增壓風機和漿液循環泵B的主要參數見表3。

節能計算:添加脫硫節能增效劑后，4臺漿液循環泵僅運行3臺，每小時節能450 kW·h(電動機功率560 kW);增壓風機每小時節能158 kW·h，2項合計608 kW·h，按照0．2元/(kW·h)計算，每天節省費用2918元。

表3 增壓風機和漿液循環泵B的主要參數

石灰石節約計算:未添加脫硫節能增效劑前成品石膏中碳酸鈣的質量分數為2．6%，添加脫硫增效劑后石膏中碳酸鈣的質量分數為1．0%，石灰石粉節約了1．6%。按設計工況(300MW)每天節約石灰石粉3．3 t，石灰石粉按照100元/t計算，每天節約成本330元。

添加脫硫節能增效劑后每天節約成本3 249元，每天添加脫硫節能增效劑130 kg，增加成本2860元。綜合收益為389元/d。具體節能情況見表4。

黃石發電公司#210機組脫硫節能增效劑添加添加質量分數為0．5‰ 的工況下，每小時節能608 kW·h，節約發電成本389元/d。

表4 具體節能情況

5 結論

經過運行試驗可以得出如下結論:脫硫設施添加節能增效劑后運行安全、穩定，脫硫效率提升明顯，完全可以保證達標排放，運行中可停1臺、甚至2臺漿液循環泵，節能效果好。在考慮使用節能增效劑時，要兼顧排放濃度達標、電耗、藥劑添加成本等因素。

［1］胡金榜，胡玲玲，段振亞，等．濕法煙氣脫硫添加劑研究進展［J］．化學工業與工程，2005，22(6):456 －459．

［2］馬立波，項光明，趙旭東，等．添加劑強化石灰石煙氣脫硫試驗研究［J］．環境科學研究，2006，19(1):39 －42．