新型雙堿法煙氣脫硫技術在碳素生產工程中的應用

石懷鐸

摘 要：隨著社會公眾對環境問題的日益關注，國家政府在工業發展與生態文明的雙重衡量下頒布的一系列政策和環保標準使得企業面臨著巨大的經營負擔與經濟利益。傳統煙氣脫硫技術在實際應用中是一把雙刃劍，提高效率必須要付出大量成本，維持低廉的成本則要長期面臨污染事故。新時期各工程產業在不同的脫硫技術的基礎上就脫硫效率、污染程度、處理成本、工作流程等方面不斷改進與優化，研究出了新型脫硫技術。本文基于新型雙堿法煙氣脫硫技術在碳素生產工程（后面簡稱為工程）中的應用展開論述，探討其必要性意義以及實踐運用，提出幾點意見和建議，以供參考。

關鍵詞：煙氣脫硫;雙堿法脫硫;技術原理;碳素

在我國二氧化硫空氣污染狀況逐漸由形勢緊張轉變成穩定控制的大前提下，相關企業仍要加強節能減排各項措施的實行，加大脫硫工程建設，就脫硫技術原理開展根本性分析，有效解決脫硫技術中存在的不足和缺陷，尋找兼具環保效益和經濟收益的脫硫方法。本文主要探討新型雙堿法的脫硫技術原理，簡要分析具體應用。

1 新型雙堿法脫硫技術原理分析

相對于干法脫硫，我國鍋爐燃煤火電產業在脫硫處理方面為了達到污染排放標準，不僅在脫硫劑、凈化裝置等問題上需要耗費大量成本，而且在處理工藝上存在一定技術難度。濕法脫硫技術由于技術成熟、脫硫效率高、操作簡便，因此我國濕法脫硫是煙氣脫硫的主流工藝[1]。常見的濕法脫硫技術包括石灰石--石膏法、間接的石灰石--石膏法、檸檬吸收法，就地域特征還有海水脫硫法、磷銨復肥法、液相催化法等脫硫技術。濕法脫硫由于脫硫過程中產生的工業廢料和殘渣難以處理，再加上個別產物的化學性質對金屬、管道存在一定腐蝕性，凈化裝置和清潔裝置即使安裝也不能治本，不僅需要專業人士定期進行設備運維，而且能耗與運作成本高，一次性投入大，不利于中小企業的資金鏈維持，也影響大型企業的經濟效益。新型雙堿法煙氣脫硫技術主要是針對脫硫過程中產物處理進行了優化，應用可溶性的堿性清液作為吸收劑在吸收塔中吸收SO2，然后將大部分吸收液排出吸收塔外再用石灰乳對吸收液進行再生。由于在吸收和吸收液處理中，使用了兩種不同類型的堿，故稱為雙堿法。雙堿法包括了鈉鈣、鎂鈣、鈣鈣等各種不同的雙堿工藝。鈉鈣雙堿法是較為常用的脫硫方法之一，成功應用于燃煤火電廠和工業鍋爐等工程[2]。雙堿法脫硫除塵一體化，主塔內采用液相吸收，吸收劑在塔外的再生池中進行再生，吸收SO2后反應產物溶解度大，不會產生過飽和結晶，可有效避免塔內結垢，從而有效避免反應塔內結垢和漿料堵塞管道設備的情況。再者，鈉基脫硫劑堿性較強，脫硫率能達到80%以上，應用范圍較廣。雙堿法煙氣脫硫在反應速度、脫硫效率和整體流程能耗等方面都有較大優勢。然而，其缺陷在于設計局限導致的生成物需要集中同期處理，對再生池與澄清池的面積范圍要求較大，而且針對于硫酸鈣等鈣垢，需要每天定期添加專用的處理劑，存在一定人工管理費用。

2 新型雙堿法煙氣脫硫技術在工程中的應用分析

2.1 雙堿法煙氣脫硫技術的工藝設備分析

雙堿法煙氣脫硫主要適用于需要長時間運作的發電設備、石化生產設備來保證生產與能源的持續，其能源產量與效率直接決定了產品生產質量。因此，在高效生產的大前提下，如何有效煙氣脫硫，減少污染氣體排放，提升煙氣脫硫生成物的處理效率是應用雙堿法煙氣脫硫的目的。

從工藝設備的角度分析，雙堿法脫硫要滿足脫硫劑制備系統、脫硫液塔內循環系統、外循環系統、生成物處理系統以及水路系統。脫硫劑制備系統包括鈉堿漿液輸送泵、鈉堿漿液池、石灰漿液輸送泵、鈉堿漿液攪拌器、石灰制漿攪拌器以及石灰漿液池。內循環系統由于是脫硫技藝的重要組成部分，對于脫硫液體進入反應池與石灰漿產生反應生成氫氧化鈉，對于具體輸送的頻率參數控制要實現可控[3]。考慮到固液分離過程中對清液池中的酸堿度會影響后續脫硫劑的添加量，因此也要維持實時監控池內pH值，保證反應能夠正常循環。外循環系統則是基于脫硫漿液由再生池、沉淀池、清液池及輸送泵等組成，對于具體占地面積要結合煙氣脫硫工作量合理計算，保證能夠足夠容納規定鍋爐數量同時運作產生的煙氣脫硫處理。生成物處理系統則是在脫水樓，內設氧化池、旋流器和真空皮帶脫水機等設備。進行自動過濾、干燥和人工清理。要求。水路系統則是儲藏水庫與水泵的水路供給，輸水點的高度位置要明確，同時對于除霧器、壓濾機等沖洗設備也要提供清潔功能，在必要情況下，可以根據運作效率和污染產物建立廢水庫和相關處理系統。

2.2 雙堿法煙氣脫硫技術的應用效果分析

入口煙氣中二氧化硫濃度與脫硫效率是有影響的，煙氣中的二氧化硫濃度越高，反應漿液中的二氧化硫濃度就越高，那么反應速率就會越快，脫硫率較高，所以控制入口煙氣中的二氧化硫，集中排入，能夠有效提升煙氣脫硫效率。相應的，入口煙氣中的粉塵濃度如果不進行除塵處理，那么會大幅降低脫硫率。考慮到粉塵顆粒直徑以及溫度等影響因素，需要使用低溫電除塵器降低入口處煙氣粉塵濃度[4]。

液氣比對脫硫率的控制來說也要控制在一個穩定的區間內，單位時間內吸收塔再循環漿液的體積値和吸收塔出口處煙氣的體積値決定了整個雙堿法脫硫系統的工作效率，如果入口處煙氣吸收過程過快，液氣比比值過小，對于生成物的處理系統就要加強設備和工藝，加大投入，保證設備正常運作;如果液氣比比值較大，不能保證液漿反應成分，影響脫硫率。實際運轉期間的液氣比一般在略小于常規標準，在具體區間內穩定控制。

煙氣流速對脫硫效率的影響在于參數差異，如果只談流動速度，其他相關數值變量不變，液氣比值的標準區間可以適時提升，噴淋液滴的下落速度可以通過提高單位體積的持液量來提高傳質面積，從而提高脫硫率。但是煙氣流速太高會導致煙氣在塔內停留時間減少，脫硫效率其實提升不明顯，并且提升煙氣流速需要保持相應設備高效運轉，能耗與運維成本都有所提升。因此，煙氣流速也要結合各項參數，控制在理想數值內。

3 結語

雙堿法濕法煙氣脫硫技術脫硫率高、反應率快，脫硫除塵一體化，生成物易處理，在實現超低污染排放的大環境下應用形勢較好，不僅能夠有效保護空氣環境，而且從煙氣脫硫工藝的整體角度分析，各環節的經濟成本也有一定優勢，能夠提高企業經濟效益。由于脫硫劑來源廣泛、生成物為鈣化合物，使用率大、適用煤種多及脫硫率大等諸多優點，在實際工程運用中能夠有效減少工程造價，在滿足國家污染排放標準的大前提下，促進企業穩步發展。

參考文獻：

[1]劉志禹，齊慧敏，趙磊，等.雙堿法在FCC再生煙氣脫硫中的問題及關鍵技術[J].安全健康和環境，2018，18（8）：24-28.

[2]宿愛蕊.雙堿法煙氣脫硫技術治理方法淺析[J].區域治理，2018（5）：141.

[3]楊春莉，劉敖.雙堿法煙氣脫硫技術影響因素之管窺[J].科技創新導報，2015（19）：116-116.

[4]安雷.雙堿法煙氣脫硫技術在供熱行業的應用[J].中國高新技術企業（中旬刊），2016（1）：51-52.