大型石灰石-石膏濕法噴淋脫硫技術研究

安志剛

（陜西清水川能源公司 陜西榆林 719400）

大型石灰石-石膏濕法噴淋脫硫技術研究

安志剛

（陜西清水川能源公司 陜西榆林 719400）

目前，火電廠煙氣脫硫使用最廣的工藝是石灰石-石膏濕法煙氣脫硫。而石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝的主要技術是噴淋塔。石灰石-石膏噴淋脫硫系統中液相系統的設計不僅對氣相系統、固相系統的設計有影響，而且還與整個WFGD系統的能量平衡有很大的關系本文對大型石灰石-石膏濕法噴淋脫硫技術進行了詳細的論述。

石灰石；石膏濕法噴淋脫硫技術；原理；工藝

引言

噴淋塔因為具有脫硫效率高、阻力小、適應性、可用率高等優點而得到較廣泛的應用，因而目前噴淋塔是石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝中的主導塔型。采用通過石灰石-石膏濕法進行煙氣脫硫處理，反應生產的副產品-優質石膏也能夠被綜合利用，具有較高的市場價值，能夠為企業創造更高的利潤與價值，讓企業獲得更好的經濟效益。

1 石灰石-石膏濕法噴淋脫硫技術工作原理

（1）石灰石-石膏脫硫系統包括煙氣換熱系統、吸收塔脫硫系統、脫硫漿液制備系統、亞硫酸鈣氧化系統、石膏脫水系統等。該工藝是目前世界上最成熟的工藝，使用最廣泛的脫硫技術。脫硫率隨吸收液pH值及噴淋密度的增大而增大，隨液滴直徑、煙氣流速、入口SO2濃度及溫度的增大而減小，其中液滴直徑、吸收液pH值及噴淋密度對脫硫率的影響較顯著，溫度對脫硫率影響不大。噴淋后塔內的溫度在進口以上部分基本隨著高度的升高而下降，未加噴淋時塔內壓力變化較小，加噴淋之后，在吸收塔內隨著高度的增加壓力逐漸降低，同時在同一水平高度，壓力基本保持不變。

（2）石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝具有脫硫率高、運行可靠、吸收劑利用率高等特點，在噴淋液滴的作用下，煙氣在噴淋塔進口上方形成的逆時針漩渦有所減小，同時在每個噴淋層的下方分別形成漩流方向相反的兩個小漩渦，湍流非常激烈。一個噴淋層包括母管和支管，母管的側向支管成對排列，噴嘴就布置在其中。噴淋層設在吸收塔的中上部，吸收塔漿液循環泵對應各自的噴淋層。吸收系統還包括除霧器及其沖洗設備，吸收塔內最上面的噴淋層上部設有二級除霧器，它主要用于分離由煙氣攜帶的液滴，采用阻燃聚丙烯材料制成。現階段我國大型火電機組以引進濕法脫硫技術為主。

2 大型石灰石—石膏濕法噴淋脫硫技術要點

（1）噴淋層對塔內煙氣的噴淋極大地影響了塔內流場和溫度場。石灰石-石膏濕法噴淋脫硫技術較為成熟，脫硫效率非常高，能夠從火電廠生產的源頭上有效控制SO2的排放，降低酸雨形成率，取得良好的環境效益。濕法脫硫吸收塔有許多種結構，如填料塔、湍球塔、噴射鼓泡塔、噴淋塔等等。漿液噴淋對吸收塔內煙氣流場具有整合作用。通過對噴淋塔脫硫效率的實驗研究，得到了重要的操作參數包括漿液pH值、液氣比、煙氣溫度、煙氣速度、入口煙氣中SO2濃度、有無強制氧化、不同噴淋層的組合等對脫硫效率的影響規律。石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術以石灰石漿液作為脫硫劑，在吸收塔內對煙氣進行噴淋洗滌，使煙氣中的二氧化硫反應生成亞硫酸鈣。噴淋塔中的煙氣和吸收劑漿液兩相接觸面積與噴淋密度成正比。該噴淋塔的結構簡單，造價低，壓降小，脫硫效率較高，缺點為煙氣分布欠均勻，選擇合適的脫硫工藝顯得尤為重要。

（2）噴淋區和進出口區是吸收塔內壓降構成的主要區域，塔徑和噴淋層數是影響噴淋塔內阻力的重要因素，而噴淋層間距對于塔內阻力影響較小，運行參數一負荷和液氣比對噴淋塔內阻力有較大影響。噴淋層的位置越高，對應的漿液循環泵的揚程越大，電耗越高；而且煙氣阻力增大，增壓風機電耗增大，導致運行費用增大。雖然SO2排污費用降低，但不足于抵消成本的增長。每個噴淋層都是由一系列噴嘴組成，其作用是將循環漿液進行細化噴霧。噴淋吸收塔為目前運用最多的塔型，煙氣自下而上運動，吸收塔內漿液則由塔頂的噴嘴呈喇叭狀垂直或以一定的角度向下噴射。噴嘴的這種布置安排可使吸收塔斷面上實現均勻的噴淋效果。吸收系統的主要設備是吸收塔，它是FGD設備的核心裝置，系統在塔中完成對SO2、SO3等有害氣體的吸收。

3 石灰石-石膏濕法噴淋脫硫技術的優化

（1）我國在引進濕法噴淋脫硫技術后，應注意對技術消化、吸收及改進，應加大對濕法煙氣脫硫過程的基礎研究力度。吸收塔循環泵將塔內的漿液循環打入噴淋層，為防止塔內沉淀物吸入泵體造成泵的堵塞或損壞及噴嘴的堵塞，循環泵前都裝有網格狀不銹鋼濾網。石灰石－石膏濕法脫硫是技術最成熟、適合我國國情且國內應用最多的高效脫硫工藝，但在實際應用中如果不能針對具體情況正確處理結垢、堵塞、腐蝕等的技術問題，將達不到預期的脫硫效果。石灰石-石膏法脫硫技術的脫硫效率和噴淋系統息息相關，只有噴淋嘴的正常運行才能保證對硫化物的有效處理，實際工藝中要定期對噴淋嘴進行檢修，防止嘴部發生堵塞，導致部分區域不能接觸到漿液而使少量硫化物漏掉。

（2）石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝是目前世界上技術最成熟、應用最廣泛的煙氣脫硫工藝，在我國大型火力發電廠的脫硫工程中也占主導地位。氧化空氣系統是吸收系統內的一個重要部分，氧化空氣的功能是保證吸收塔反應池內生成石膏。正常使用下，一般每個月應停機一次，對設備噴淋系統徹底檢查分析。提高燃煤的質量，控制吸收塔入口煙氣的含塵量，及時清洗真空皮帶脫水機的濾布，是確保石膏質量的重要的措施。單臺循環泵故障時，FGD系統可正常進行，若全部循環泵均停運，FGD系統將保護停運，煙氣走旁路。應遵循經濟有效，可靠穩妥，資源節約，可綜合利用的總體原則，在滿足大氣排放標準的前提下，根據現有電廠可利用場地情況，工藝系統布置和煙氣系統設備等因素綜合考慮最優脫硫工藝。

4 結語

石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝是我國火電廠鍋爐煙氣脫硫的最主要技術，其液相系統的設計對于整個工藝的設計具有非常重要的意義。在引進國外先進技術的同時進行消化吸收，對石灰石/石膏濕法煙氣脫硫的技術理論、設備特性和系統優化進行分析研究，將有利于加速脫硫技術國產化，推動我國火電廠煙氣脫硫的進程。

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