钠碱法烟气脱硫吸收剂pH值的控制与效果

林世华，罗 凯

(北京东方石油化工有限公司东方化工厂，北京 101149)

钠碱法烟气脱硫吸收剂pH值的控制与效果

林世华，罗 凯

(北京东方石油化工有限公司东方化工厂，北京 101149)

以东方化工厂煤粉锅炉碱法烟气脱硫项目为例，分析了pH值对脱硫效果的影响以及影响吸收剂pH值的因素，并提出了调整解决方法。

钠碱法;烟气脱硫;pH值;脱硫效果

东方化工厂两台65t/h煤粉锅炉采用湿法进行烟气脱硫处理，循环吸收剂用20%的NaOH加水配制而成，每小时处理SO2含量为800～1000mg/m3的烟气1.5万m3。脱硫吸收塔采用日本技术，内部为筛板结构，吸收剂由塔顶部供给，流量为650t/h，与上升的烟气混合接触吸附烟气中SO2气体，达到脱硫的目的。

1 钠碱法脱硫控制机理

运行中循环吸收剂控制pH值为5.8～6.5。采用DCS自动控制。20%浓度的NaOH储存于50m3的储槽中，通过NaOH泵输送到供给系统。当循环吸收液pH值低于5.8时，DCS控制气动阀开启补充NaOH，当pH值达到6.5时，停止供应NaOH。

循环吸收剂的pH值是一个主要参数，它对脱硫系统的稳定运行和脱硫效果有重要影响。循环吸收剂吸收烟气中SO2的主反应式为：

由主反应式可知，吸收剂中增加NaOH的含量，提高吸收剂的pH值可以提高化学反应速度，有利于提高脱硫效果。但主反应生成物中Na2SO3的溶解度随pH值升高而下降的性质决定了吸收剂的pH值不能过高，要控制在一定的范围内。因为吸收剂pH值高过一定限制时，Na2SO3就会从吸收剂中析出，以固体盐的形式附着在塔板及系统内，造成塔板及设备系统上结垢，减少流通面积，增加流动阻力。随着运行时间的增加，Na2SO3固体盐会不均匀地附着在塔板上，造成塔板不能均匀地分配吸收剂，相当于反应空间减少，使脱硫效果下降。因此设计要求吸收剂pH值控制在6.5以下。

根据主反应式可知，吸收剂中NaOH含量低即pH值下降，化学反应就会不完全，脱硫效率下降，达不到设计要求，随着吸收剂pH值降低，对设备系统的腐蚀会加大，因此吸收剂pH值应控制在5.8以上。

2 影响吸收剂pH值的因素

烟气脱硫吸收塔运行中吸收剂的pH值是变化的，影响吸收剂pH值变化的因素很多，主要有以下几点：

（1）烟气中SO2的含量及锅炉负荷的影响

运行中由于锅炉燃煤供应渠道不同，含硫量有较大差异。原煤发热量不同，同样蒸气负荷下的燃煤量就不相同。加之锅炉蒸气负荷的变化都会造成进入烟气脱硫吸收塔SO2量的不同，使消耗的NaOH的量发生变化，造成吸收剂pH值的波动。

（2）补水对pH值的影响

烟气脱硫塔吸收剂的补水量来自烟气冷却喷淋水和每18分钟进行一次的除雾器的清洗水，水源是工厂生产水，由于水压的不稳定性和除雾器清洗的间断性，对吸收剂的pH值必然也会有一定的影响。

（3）灰尘含量对pH值的影响

烟气进入脱硫吸收塔前，先经过电除尘器除去烟气中的灰尘，电除尘器运行的不稳定性会使吸收塔内烟气含尘量变化较大，烟气含尘量增加，吸收剂会变得混浊，影响反应效果，同时也增大了吸收液的排出量，对pH值有较大影响。

（4）pH计的可靠性及碱液品质

pH计的使用及维护保养的好坏，也会影响pH值指示的正确性。pH计指示出现偏差，吸收剂pH值必然会受到影响。另外，供给的NaOH质量和浓度的变化也会对吸收剂的pH值产生影响。

3 减小吸收剂pH值影响因素的措施

脱硫吸收塔的吸收剂的pH值虽然由DCS控制在一定范围内运行。但操作人员仍需认真监视DCS的运行状态，加强对pH计的维护保养，使其准确反应吸收剂的真实状态并及时消除或减小影响吸收剂pH值的因素，以保证脱硫效果。

（1）定期检查现场pH计的使用情况，发现pH计被弄脏时应及时用清水清洗，经常校验pH计指示的准确性，发现有指示偏差或电极老化应及时更换。同时，应巡视NaOH泵和气动阀的运行情况，发现异常要及时处理。NaOH储槽应保持正常液位，搅拌机工作应正常。

（2）监视进塔烟气的含硫量不应有太大波动，发现SO2含量有异常波动时，应通知输煤岗位做好煤场配煤工作，并通知锅炉岗位适当调整蒸气负荷，保证烟气量保持在适当范围内，以减少对吸收剂pH值的冲击，进而保证良好的脱硫效果。

（3）认真监视烟气除尘设备的运行，发现电除尘的二次电流及二次电压不正常时，应及时查找原因并消除，防止高含尘量的烟气进入吸收塔加剧吸收剂的污染，影响反应效果。

（4）定期分析吸收剂中的SO32-的含量，维持在0.05～0.1mol/L的规定范围内，当吸收剂中SO32-含量接近上线或超过规定值时应及时增大吸收液的排放量，防止Na2SO3析出。

（5）吸收塔正常运行时，吸收液排出量应是连续和稳定的，数值上应等于或接近补水量减去被烟气带走水分的量，保证吸收塔液位的稳定，控制吸收剂的pH值在正常范围内。吸收液排出量的调整，是通过手动调整阀门开度来完成的，操作人员需要有一定的运行经验，尤其在烟气SO2含量或电除尘器工作异常时，更要勤调细调，以保证吸收剂pH值的稳定。

（6）吸收塔补水压力的波动，会改变吸收塔的补水量，补水压力升高时，补水量增加，吸收塔液位上升；反之，液位下降，从而使吸收塔补水量和排液量失去平衡，对吸收剂pH值产生影响。运行中要加强补水压力的监视及调整，维持补水压力稳定。

4 必要的技术改进

分析上述影响吸收剂pH值的因素和目前所采用的调整方法，想要把吸收剂pH值控制在规定范围内是有一定难度的。如果对烟气脱硫系统及控制方法进行必要的改进，会更有利于吸收剂pH值的控制及脱硫系统的稳定运行。可以考虑采取以下措施：

（1）采用两台pH计。目前监视吸收剂pH值的pH计只有一台，不能保证吸收剂pH值指示的正确性，且在故障情况下，将会失去对吸收剂pH值的监视。增加一台pH计，两台仪表可以相互校对，增加监视的可靠性。

（2）补水系统增加自动调整压力的阀门，以保证补水压力的稳定性，从而保证供水量和排液量以及吸收塔液位的稳定。

（3）变更DCS中pH值的控制范围，由原设计的5.8～6.5缩小到更合理数值，例如6.0～6.3。使补充NaOH的次数增加，每次补充的量减小。勤补、少量，有利于吸收剂pH值的稳定。

（4）电除尘器出现故障，烟气含尘量大量增加时要及时退出脱硫系统的运行。

5 结语

在烟气脱硫系统运行当中，有很多因素会直接或间接对吸收剂的pH值造成影响，甚至产生冲击，而吸收剂pH值的较大波动，会直接影响烟气脱硫效果，造成出塔烟气含硫量的不稳定或塔板结构堵塞等。所以，运行中调整、控制好吸收剂的pH值，对保证脱硫系统的稳定运行和良好的脱硫效果是非常必要的。

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PH Value Control and Result on Sodium Alkali Process of FGD Absorbent

LIN Shi-hua, LUO Kai

X701.3

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1006-5377（2010）12-0032-02