石灰石—石膏濕法脫硫技術問題及脫硫效率研究

王瑞

摘要：石灰石-石膏濕法脫硫技術目前在我國燃煤工礦行業當中應用較為頻繁，石灰石-石膏濕法相對于其他脫硫技術來說，技術使用的質量較高，效率較高，并且經過多年的實踐應用，技術水平也在不斷提高，方法的應用也逐漸完善。但是在實踐應用的過程中，仍容易出現結垢、腐蝕等問題，需要在重點注意，并做好防止措施。本文對石灰石-石膏濕法脫硫技術問題及脫硫效率進行研究。

關鍵詞：石灰石-石膏；濕法脫硫；技術問題；脫硫效率

一、石灰石-石膏濕法脫硫技術應用原理

石灰石-石膏稀漿從吸收塔沉淀槽中泵入安裝在塔頂部的噴嘴集管中，在石灰石-石膏稀漿沿噴霧塔下落過程中它與上升的煙氣接觸，煙氣中的SO2溶入水溶液中，并被其中的堿性物質中和，從而使煙氣中的硫脫除。石灰石中的碳酸鈣與二氧化硫和氧（空氣中的氧）發生反應，并最終生成石膏，這些石膏在沉淀槽中從溶液中析出。石膏稀漿由吸收塔沉淀槽中抽出，經濃縮、脫水和洗滌后先儲存起來，然后再從當地運走。廢棄處理單元流程如下圖1所示。

二、石灰石-石膏脫硫技術問題與處理策略

1.結垢、堵塞問題與處理策略

（1）問題成因

在石灰石-石膏脫硫技術應用的過程中經常會出現結構、堵塞和腐蝕等問題。首先，技術應用后生成的石膏稀漿，會隨著反應的持續進行而呈現不斷遞增的趨勢，當石膏稀漿濃度達到一定的飽和狀態之后，石膏就會逐漸轉換成晶體結構，石膏所轉化的晶體就會附著在懸浮液中原有的晶體物質表面，使液體中的晶體結構體積會不斷的擴大，當晶體結構擴展晶核結構。晶體結構也同樣會在溶液當中其他物質的表面進行附著，逐漸的晶體結構就會被吸在吸收塔的內壁表面，形成結垢，結垢體積變大就發生堵塞情況。

其次，在系統當中技術的應用需要石灰石發生氧化反應，在系統氧化反應效果較差的情況下，系統內部的化學反應就會生成軟垢，使系統出現結垢和堵塞。最后，系統內部吸收液的pH值，如果出現不穩定的情況也會導致結垢，當pH值偏低的情況下，就會導致吸收液中的Na2SO3的溶解度就會相應被弱化，溶液中就會反應出石膏，并分解出來，從而生成硬垢；當pH值偏高的情況下，硫酸鹽的溶解度就會下浮，導致Na2SO3被析出，生成軟垢。

（2）處理策略

對于結垢和堵塞問題，可以采取的處理策略較多，具體包括：提高系統氧化反應度，進行完全氧化反應。要使CaSO3的氧化率≥95.00%，這樣就能是石膏稀漿當中含有標準密度的石膏晶體；做好除塵、防塵工作；對吸收液的水分含量進行控制，降低水分蒸發的速度，并對石膏的飽和度進行控制，飽和度要≤130.00%；保持吸收液pH值的穩定性；在吸收液當中加入Mg2+或H2C2O2；根據系統運行情況，適當的將液氣比進行上調。

2.腐蝕問題及處理方法

腐蝕問題也是比較常見的問題，針對腐蝕的問題可以采取以下幾種方法進行處理：對系統溶液的pH值穩定性進行有效的控制；脫硫設備的煙氣入口溫度需要進行合理的選擇，并根據溫度值對應著選用標準的防腐內襯；提高防腐內襯施工的規范性；使用高質量的防腐材料；吸收塔的焊接結構表面要保證平整度和光滑性。

三、石灰石-石膏脫硫效率的影響因素探究

1.吸收液pH值

吸收液pH值需要保持在一定的標準范圍內，pH值不同，脫硫技術應用的效果也會存在差異。當pH值為6時，脫硫的效果是處于極佳狀態的，但是卻容易導致結構堵塞的問題出現；當pH值過小時，CaSO3的氧化反應程度較大，石灰石的溶解速度會加快，但是SO2的吸收量會減少，導致脫硫的效率降低；當pH值為4時，SO2的吸收量趨近于0，吸收液酸性變強，從而導致腐蝕的問題出現。吸收液處于4≤pH值≤6的時候，是屬于標準范圍，但是具體的值需要進行現場調試來確定。

2.液氣比與漿液循環量

首先，液氣比上升，脫硫效率就會同比例上升，但是當到達一定的平衡狀態時，脫硫效率將維持最高的水平，不會在上升。其次，石灰石噴淋漿液與煙氣接觸，產生循環反應，反應的過程中SO2會逐漸的被去除，漿液循環量增加，反應去除的SO2量就會增加。

3.石灰石粒度及純度

相同含量的石灰石，將石灰石的粒度變細，石灰石裸露在外部的表面積就會越大，這樣與煙氣之間的接觸面積就會越大，從而反應的就會更加充分，SO2的吸收量就會增加。脫硫技術應用期間石灰石的純度越高，吸收效果越好，純度不需要達到100%，但需要超過90.00%。在反應過程中，石灰石的反應率越高，脫硫的效率就越高。

4.氧化空氣量

在脫硫氧化反應期間，氧氣的含量越高，氧化反應越迅速，氧化空氣量增加，脫硫的效率就隨之增加。氧化反應的過程中，氧氣能夠加速CaSO4·2H2O的反應形成，從而使脫硫的速度也隨之提升。因而在脫硫技術應用期間可以適當的增加氧氣的含量，來提高脫硫效率。

5.煙塵

煙塵當中含有四處飄的飛灰，這些飛灰會減少SO2與脫硫劑之間的接觸面積，從而抑制石灰石氧化溶解的速率，這樣鈣離子的脫離效果就會大打折扣。并且飛灰物質在反應的過程中會溶解出重金屬物質，導致鈣離子與HSO3-之間的反應速度變慢。因而煙氣中的飛灰物質的含量若是過多，脫硫的效率就會下降，在脫硫技術應用期間需要減少飛灰的含量。

6.煙氣溫度

煙氣溫度也是脫硫技術反應時需要合理控制的影響因素。吸收塔吸收的煙氣溫度需要保持較低的狀態，低溫條件下，SO2氣體融進石灰石漿液更加容易。在脫硫技術多年實踐當中證明，當煙氣溫度在60℃左右的條件下，進行煙氣吸收，吸收后的反應效果較高，脫硫效率較高。

7.氯離子的含量

氯在脫硫技術系統當中主要是以CaCl2的形式存在的，氯離子的含量過多會降低脫硫的效率，但是氯離子的結構方式很難去除，因而在脫硫技術應用的過程中需要對氯離子的含量控制在標準的范圍內，防止對脫硫效率產生過大的影響。

結語：

石灰石-石膏脫硫技術的應用能夠有效的保護生態環境，避免有害物質破壞大氣層。脫硫技術的科學應用對我國生態經濟發展是有重要幫助的，因而針對其中存在的技術問題，需要采取有效的措施進行優化處理。

參考文獻

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[2]郭軍，江松，魏強.石灰石-石膏濕法煙氣脫硫物料平衡模型研究[J].環境科學與技術，2014（s1）：457-463.

（作者單位：云南曲靖鋼鐵集團雙友鋼鐵有限公司）