石灰石

張鵬

【摘? 要】針對石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統吸收塔設備的運行和調整，介紹了影響脫硫效率的幾大要素，包括吸收塔漿液的pH值，液位調整，漿液濃度控制等因素，以達到脫硫系統安全高效運行的目的。

【關鍵詞】燃煤電力;電解鋁業; 濕法脫硫技術;吸收塔系統; 工藝調整

引言

隨著國家對環境保護的日益重視，以及對燃煤電力、電解鋁業的廢氣處理達標排放標準的日趨嚴格，特別是減少二氧化硫排放對大氣污染的重視程度的提高，如何保證煙氣脫硫系統的安全、高效運行就成為了各個企業重點研究的課題。

1.石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統工藝原理

石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統以脫除煙氣中的二氧化硫為核心。吸收塔漿液通過噴嘴霧化噴入吸收塔，分散成細小的液滴并覆蓋吸收塔的整個斷面。這些液滴與塔內煙氣逆流接觸，發生傳質與吸收反應，煙氣中的SO2、SO3被吸收。SO2吸收產物的氧化和中和反應在吸收塔底部的氧化區完成并最終形成石膏（CaSO4·2H2O）。

為了維持吸收液恒定的PH值，石灰石被連續加入吸收塔，同時吸收塔內的吸收劑漿液被攪拌機、氧化空氣和吸收塔循環泵不停地攪動，以加快石灰石在漿液中的均布和溶解。

1.1吸收塔中SO2、SO3的吸收

煙氣中的 SO2和SO3首先溶解于漿液微滴的水中，進行下列反應：

SO2+H2O → HSO3-+H+

SO3+H2O → H2SO4

為了維持SO2、SO3的吸收，生成的酸性物H2SO4、H2SO3應迅速被中和。

1.2石灰石漿的反應

SO2、SO3及石灰石漿微滴繼續下落至吸收塔氧化區中，進行下列反應：

CaCO3+2H++HSO3-→ Ca2++HSO3-+CO2↑+H2O

CaCO3+H2SO4 → CaSO4+CO2↑+H2O

CaCO3+2HCl → CaCl2+CO2↑+H2O

上述反應是在吸收塔氧化區中進行的離子反應。

1.3吸收塔中CaSO3 的氧化

CaSO3 的氧化需要向吸收塔中注入氧化劑——空氣，氧化過程為：

2Ca2++2HSO3-+O2 → 2CaSO4+2H+

而氧化是伴隨石膏的結晶同時進行的，結晶過程為：

CaSO4+2H2O → CaSO4·2H2O

上述反應過程均在吸收塔中完成。

2.脫硫系統的正常運行和調整

2.1 SO2脫除效果

有兩個因素影響吸收塔脫硫效率，即吸收塔再循環液體的流量和漿液的PH值。

（1）吸收塔再循環漿液流量。為了保持預定的脫硫效率，要求有一個合理的液氣比。為了防止噴嘴噴出的漿液分布不均勻以及結垢等不良現象的發生，循環泵都應處于運行狀態。對于低負荷的情況，即進入吸收塔煙氣量和二氧化硫總量都低于設計值較多時，可以根據脫硫效率減泵運行。

（2）吸收塔PH值。當吸收塔PH值降低時，SO2的脫硫效率就要降低。相反，增加PH值可以提高脫硫效率，但此時鈣的利用率就要降低，在吸收塔中未反應的石灰石數量就要增加。考慮到SO2的脫除效率和鈣的利用率，吸收塔應在PH值為5.2-5.6的范圍內運行。各項目由于運行條件和輸入參數不同，特別是石灰石活性和成分不同，吸收塔運行最佳的PH值是不同的，需根據實際運行摸索總結經驗，化驗吸收塔漿液成分和石膏成分，確定最佳的PH值控制范圍。石灰石漿液的補給是根據PH值進行控制。通過石灰石供漿泵向吸收塔添加石灰石漿液，控制吸收塔漿液的PH值維持在一定范圍。電磁流量計安裝在石灰石供漿泵的下游，進入吸收塔的石灰石漿液量將被顯示、記錄。在每次供漿完成后，都要打開沖洗閥，供漿管道沖洗完成后關閉。吸收塔的PH計雖然采用工藝水定期沖洗（沖洗時間及間隔在現場調試后確認），但還是要求對PH計進行定期檢查、標定和調整。

2.2吸收塔液位調整

吸收塔液位設置有液位傳感器進行測量。在PLC中顯示、記錄和接收每個儀表的液位信號。需注意：液位傳感器顯示的液位由壓力轉換而來，并與漿液密度直接相關。液位計應定期清洗，如果液位計出現較大偏差，則必須對它們交替清洗或通過人工檢查進行校準。正常運行時，吸收塔的進水量主要由除霧器沖洗決定，通過除霧器沖洗之間的等候時間，吸收塔的進水量得以控制基本穩定。所以吸收塔的液位主要與煙氣帶走的蒸發水、吸收塔的供漿量、石膏排出泵的排漿量相關，當吸收塔液位低過吸收塔液位下限設定值時，開除霧器沖洗水進行補充。所有這些吸收塔液位控制功能動作，不要求值班人員直接操作。建議進行吸收塔液位監控，值班人員才會熟悉正常系統參數。運行中維持吸收塔液位正常。當液位低時，應確認吸收塔補充水管路無泄漏或堵塞，除霧器沖洗水噴霧正常，同時開大除霧器沖洗水閥門。

2.3吸收塔漿液濃度控制

吸收塔漿液密度如果調整不當，會對脫硫裝置產生較大的影響。密度太高，可能造成管道及泵的磨損、腐蝕結垢及堵塞，從而影響脫硫裝置的正常運行。若密度太低，會影響石膏品質。吸收塔密度計應采用工藝水定期沖洗，沖洗時間及間隔在現場調試后確認。旋流器正確地進行分離效果主要取決于至石膏旋流器的供漿壓力。為了觀察正確的供漿壓力，在旋流器的入口裝有就地壓力指示。值班人員應定期檢查旋流器入口壓力，觀察和記錄其變化，可以更有效的監視旋流器的工作情況。

2.4吸收塔漿液成分

根據實驗室分析結果，將實際漿液成分與設計值進行比較：若漿液中CaCO3過多，應及時調整供漿量，并連續化驗石灰石漿液品質及石灰石原料品質。若漿液中CaSO3過多，應及時檢查氧化空氣量是否正常，以保證吸收塔氧化池中CaSO3充分氧化。

2.5除霧器沖洗系統

為防止吸收塔除霧器堵塞，應提供沖洗水，除霧器沖洗水量由流量計監測，對應的信號將會顯示、記錄、趨勢記錄和累計。當一個沖洗閥打開或所有的閥門都關閉時，如果高于設定流量意味著通過關閉的除霧器沖洗閥可能發生泄漏、破裂或沖洗噴嘴丟失;水量低于設定值意味著閥門未打開或噴嘴可能部分堵塞。除霧器沖洗母管的水壓由一個壓力控制閥來維持。 正常運行時，值班人員應密切監視除霧器壓差，當壓差接近或達到高值時，需要強制沖洗;值班人員應密切監視除霧器沖洗水流量、壓力，根據流量和壓力數值的變化，可以判斷沖洗系統是否正常;除霧器要求至少4小時沖洗一次;除霧器沖洗程序也可手動操作。

2.6漿液循環泵

脫硫系統正常運行時，至少需要1臺循環泵在線運行。工作的循環泵使漿液在吸收塔內不間斷地再循環。除了核查泵的運行狀態之外，不要求值班人員進行操作。值班人員應關注泵、電動機軸承、電動機繞組溫度來熟悉正常運行工況，這樣能在事故或泵跳閘發生之前意識到潛在的問題。值班人員應定期檢查泵的運行電流并記錄。

2.7吸收塔攪拌器

吸收塔攪拌器為側進式攪拌器，如果吸收塔液位過低而攪拌器運行，將會對機械密封造成損壞。只要吸收塔內漿液高于2.3m，所有攪拌器都應運行，防止漿液堆積。如果吸收塔液位低于2.1m，所有攪拌器停運，重新啟動時，必須用工藝水將葉輪處的漿液沖開，避免啟動荷載過大，對設備造成損壞。

2.8氧化風機

吸收塔配備有兩臺羅茨式氧化風機將空氣噴入吸收塔。在氧化風機故障停止后，備用風機應立即投入運行。羅茨式氧化風機啟動前打開放空閥。只要氧化風機向吸收塔注入空氣，氧化空氣冷卻水閥門就應打開，噴射足夠數量的水使氧化空氣冷卻，這樣可以避免空氣噴槍出口附近形成固體顆粒集聚結垢。

2.9吸收塔排出系統

脫硫系統設置一般有2臺石膏排出泵。一臺工作，一臺備用。

如果兩臺排出泵都停止運行時，值班人員必須沖洗整個排漿管路。運行一段時間后，值班人員應手動切換工作泵和備用泵，以確保備用設備正常。

3.結束語

根據以上內容，石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統為了達到長周期安全高效運行，吸收塔系統各參數就要進行及時的調整，保證設備在最佳工況下運行，降低各種消耗，以使脫硫系統保持安全高效的運行工況，以保證環保數據達標排放。