影響燃煤電廠濕法煙氣脫硫效率的主要因素

摘? 要：近年來，酸雨天氣頻繁出現(xiàn)，致使環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)峻。酸雨的出現(xiàn)主要來自于燃煤電廠煙氣中的SO₂，由于SO₂的排放量超出了排放標(biāo)準(zhǔn)要求，所以對環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的危害，面對這種現(xiàn)象，為了能夠有效改善我國的大氣環(huán)境質(zhì)量，就需要使用煙氣脫硫技術(shù)來達(dá)到控制燃煤電廠中SO₂排放量的目的。鑒于此，本文立足于灰石-石膏濕法脫硫工藝流程，對影響燃煤電廠濕法煙氣脫硫的主要因素展開了探討，具體內(nèi)容如下。

關(guān)鍵詞：濕法;煙氣脫硫效率;影響因素

一、石灰石-石膏濕法脫硫工藝流程

1.脫硫系統(tǒng)簡介

如今，國內(nèi)應(yīng)用范圍最廣的煙氣脫硫技術(shù)是石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)，即FGD技術(shù)，截至目前為止，該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展比較成熟，對于SO₂的控制效率也比較高。該項(xiàng)技術(shù)效用的發(fā)揮主要借助的是脫硫吸收劑石灰石，而石灰石具有價格低廉易得的優(yōu)勢，其能夠使煙氣中的SO₂和碳酸鈣漿液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終生成脫硫石膏CaSO₄·2H₂O，將剩余的煙氣經(jīng)過除霧器進(jìn)行處理之后能夠使其達(dá)到環(huán)保要求^[1]。

2.脫硫系統(tǒng)工藝流程

脫硫系統(tǒng)包含了多個子系統(tǒng)，其中有氧化系統(tǒng)，石膏脫水系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)以及脫硫廢水處理系統(tǒng)等等，每一部分都發(fā)揮著不可替代的作用，而最為關(guān)鍵的是氧化系統(tǒng)以及吸收塔SO₂吸氣系統(tǒng)。

二、影響脫硫效率的主要因素

在使用濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的過程中，脫硫效率直接決定著SO₂的吸收能力，該項(xiàng)指標(biāo)是橫梁吸收塔中脫硫設(shè)備能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵。因此，要想保障脫硫效率，就必須深入分析影響效率的因素，通過采取優(yōu)化脫硫系統(tǒng)以及降低脫硫過程中的運(yùn)行成本來達(dá)到全方位提升脫硫效率的目的。

1.吸收塔漿液pH值對脫硫效率的影響

從吸收塔的層面而言，漿液PH值直接反映了脫硫效率，因此，為了保障脫硫效率，就必須嚴(yán)格把控石膏的質(zhì)量。在實(shí)際開展脫硫工作的過程中，漿液PH值和吸收塔中的傳質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系如下：（1）隨著吸收漿液中PH值的提升，液相主體的傳質(zhì)系數(shù)也會隨之增加，這樣一來就能夠?yàn)镾O₂的吸收提供便利，將石灰石漿液對設(shè)備的腐蝕降到最低^[2]。（2）隨著吸收漿液中PH值的不斷減小，就會對石灰石的溶解提供便利，有利于鈣離子的析出，但是會阻礙SO₂的反應(yīng)。漿液中的PH值會隨著SO₂的吸收持續(xù)下降，進(jìn)而增加酸度，CaSO₃的析出量隨即增加。在析出的CaSO₃將CaCO₃細(xì)本顆粒表面包圍的情況下，會對CaCO₃的繼續(xù)分解產(chǎn)生影響，繼而使pH值持續(xù)降低，對SO₂吸收反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用。所以，石灰漿液的PH值應(yīng)該控制在5.0-5.8的范圍內(nèi)為宜。

2.Ca/S比對脫硫效率的影響

Ca/S比也就是漿液中固體含量的體現(xiàn)，隨著Ca/S比值的不斷提升，就會對漿液中SO₂的吸收創(chuàng)造良好的條件。但是，Ca/S比也具有適度的區(qū)間，應(yīng)該將其控制在1.02～1.05范圍內(nèi)，如果太高就會影響到鈣的使用效率，增加石灰石的漿液量，導(dǎo)致生成的副產(chǎn)品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，進(jìn)而加劇設(shè)備的損耗，增加對石灰石的消耗，降低整個脫硫系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)成本^[3]。

3.液氣比對脫硫效率的影響

循環(huán)漿液量與標(biāo)態(tài)下的煙氣流量之比即為液氣比，二者之間呈正比例分布關(guān)系，隨著其中一項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)增加或者減小，另一項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)也會相應(yīng)增加或者減小，比如，如果漿液循環(huán)量增加，就會增加凈煙氣中的含水量，進(jìn)而加劇設(shè)備的腐蝕程度，增加除霧器的壓力，致使脫硫系統(tǒng)處于異常的運(yùn)行狀態(tài)。值得注意的是，液氣比越低，脫硫效率將會越低。而在脫硫過程中，可能對液氣比產(chǎn)生影響的因素主要有煙氣的流速、噴淋層間距等，因此，需要高度重視這些影響因素，為脫硫工作的高效開展提供可靠的保障。

4.入口煙氣溫度對脫硫效率的影響

脫硫效率還會受到入口煙氣溫度的影響，實(shí)踐表明，最佳的入口煙氣溫度應(yīng)該控制在100-160度為宜，影響入口煙氣溫度的主要因素有鍋爐的燃燒狀態(tài)、煤質(zhì)以及SO₂的吸收過程有關(guān)，如果入口煙氣溫度超出了標(biāo)準(zhǔn)限值，就會導(dǎo)致吸收塔液面中的SO₂平衡分壓上升，致使SO₂的溶解度下降，最終降低脫硫效率。同時，吸收塔中的一些材質(zhì)的會在過高的煙氣溫度的影響下導(dǎo)致使用壽命下降。由此可見，煙氣入口溫度和SO₂的吸收速率呈反比例分布的關(guān)系，煙氣入口溫度的升高會降低脫硫效率^[4]。所以，在實(shí)際開展脫硫工作的過程中，對于高溫?zé)煔馔ǔ＝柚鸁煔鈸Q熱器來達(dá)到降低煙氣入口溫度的目的。

5.入口煙氣含塵濃度對脫硫效率的影響

脫硫效率還會受到入口煙氣含塵濃度的影響，如果含塵濃度過高，漿液中就會殘留大量的飛灰，進(jìn)而降低脫硫效率。如果煙塵中含有氟化氫，一旦其與水發(fā)生反應(yīng)，就會與CaCO₃中的Ca²⁺與F^-發(fā)生反應(yīng)生成CaF₂，而且飛灰中的鋁離子在脫硫塔的漿液中溶解，就會生成A1Fn多核絡(luò)合物，降低石灰石的溶解效率，導(dǎo)致pH值下降。在飛灰化合為復(fù)合物的情況下，就會形成在石灰石表面形成顆粒薄膜，致使生成的石膏副產(chǎn)品質(zhì)量下降。

6.石灰石品質(zhì)對脫硫效率的影響

石灰石的質(zhì)量好壞直接影響著脫硫FGD系統(tǒng)可靠性以及脫硫效率。如果石灰的純度比較低，就需要從數(shù)量上進(jìn)行補(bǔ)充，這樣一來就會加重吸收塔的負(fù)荷，增加吸收塔中控制漿液密度的難度，降低生成石膏的純度。粒度越細(xì)的石灰石，其溶解性能則越好，和SO₂的反應(yīng)就越充分，石灰石的利用率相對越高。通常情況下，為了能夠提高脫硫效率，就需要使用石灰石中質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于90%的CaCO₃，而且必須保障石灰石的過篩率大于90%、石灰石細(xì)度在325目、粒徑在40-60μm范圍內(nèi)^[5]。

在整個燃煤電廠濕法煙氣脫硫過程中，除了以上因素會對脫硫效率產(chǎn)生影響之外，吸收塔漿液中的Cl^-也會影響到脫硫效率，由于文章篇幅受限，在此就不做贅述。

三、脫硫技術(shù)發(fā)展趨勢與建議

為了能夠提高脫硫效率，就需要使用資源化的脫硫技術(shù)，電磁輻射煤炭脫硫作為近年來發(fā)展起來的一種新的脫硫方法，相比于其他脫硫技術(shù)，該方法具有反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)速度快以及易于控制等優(yōu)勢，尤其是在優(yōu)化煤質(zhì)以及降低中高硫煤的硫份方面得到了高效應(yīng)用。如今，從總體上而言國內(nèi)外的電磁輻射脫硫仍然處于試驗(yàn)階段，脫硫效率低以及相關(guān)裝置的應(yīng)用無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)等問題仍然存在。國內(nèi)在介質(zhì)復(fù)合強(qiáng)化電磁輻射原煤脫硫及資源化技術(shù)方面的研究上已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，煤中無機(jī)硫?qū)α蚍葸w移轉(zhuǎn)化規(guī)律、電磁輻射吸收特性以及強(qiáng)化介質(zhì)配方等方面的研究仍需進(jìn)一步加強(qiáng)，應(yīng)該盡快解決工藝操作流程優(yōu)化升級等方面的問題，以便快速形成電磁輻射介質(zhì)復(fù)合強(qiáng)化多級分選原煤脫硫及資源化成套技術(shù)，并且將其全面推廣應(yīng)用。同時，對于中高硫煤脫硫工作，仍然需要將源頭脫硫和燃燒后脫硫結(jié)合起來，確保脫硫工作朝著經(jīng)濟(jì)、高效的方向發(fā)展。

四、結(jié)論

總而言之，本文針對影響燃煤電廠濕法煙氣脫硫效率的因素展開了探討，分析了影響脫硫效率的液氣比、PH值以及石灰石的質(zhì)量等方面的因素。由此可見，燃煤電廠煙氣脫硫工作的開展，應(yīng)該結(jié)合電廠的實(shí)際情況，從煙氣影響上控制粉塵濃度、入口煙氣溫度;從設(shè)備方面控制液氣比;從脫硫劑方面控制石灰石的質(zhì)量;從運(yùn)行參數(shù)上控制吸收塔中的PH值，實(shí)現(xiàn)對各項(xiàng)影響參數(shù)的有效控制，使脫硫運(yùn)行相關(guān)參數(shù)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，為人們創(chuàng)建良好的生存環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1] 杜家芝，曹順安.濕法煙氣脫硫技術(shù)的現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].應(yīng)用化工，2019，48（06）：1495-1500.

[2] 楊超玉.燃煤電廠濕法脫硫廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2019，（15）：110.

[3] 商趙健.燃煤煙氣濕法脫硫增效劑的應(yīng)用與改進(jìn)[D].浙江大學(xué)，2018.

[4] 張想.濕法煙氣脫硫吸收塔理論建模[D].華北電力大學(xué)，2018.

[5] 賈西部.燃煤電廠濕法煙氣脫硫化學(xué)專業(yè)的精細(xì)化管理[J].電站系統(tǒng)工程，2018，34（01）：76-78+80.

作者簡介：

趙羽（1988—），男，回族，河南信陽人，本科，中級工程師，研究方向：煙氣脫硫。