脱硫增效剂与白泥在湿式FGD系统中的应用分析

于 峥，程 波，林志宁

(广州珠江电力有限公司，广东 广州 511457)

0 引言

随着我国对火电厂SO2排放控制的日益严格，对现有石灰石－石膏湿法脱硫系统的要求越来越高，在适应煤种硫分变化的前提下既保证脱硫率，满足环保要求，又利于延长设备使用寿命。因此，脱硫系统改造势在必行［1］。对现有脱硫系统来说，是对吸收塔系统中投加增效剂，还是选用费用更低的脱硫剂来提高脱硫效率，都对降低脱硫装置运行成本有重大意义［2］。

1 增效剂的应用

脱硫增效剂主要是针对CaCO3表面物性的活性剂和催化剂［3］，由多元弱酸及高效催化剂复配而成。其含有的有效成分在石灰石浆液与烟气中SO2接触时，在气、固、液三相界面处能够明显改善脱硫化学反应与传质过程条件，促进石灰石粉颗粒的溶解并提高反应活性，加速硫酸根离子的结晶速度，改变硫酸钙结晶体的特性，使其生成泥性结晶，其不参加系统化学反应，可提高脱硫效率和运行的灵活性。对于添加剂在工业装置上的应用在国外早已有报道，并积累了大量的实际操作数据［4］，现已在欧美等国家脱硫系统中广泛应用。对现有脱硫设备不增容改造的前提下发展工艺简单、效益良好的调质技术也是国内部分科研院校的研究方向。目前国内自主研发增效剂的品牌不少，广州唯普电力科技有限公司的WP5201 系列增效剂在广东阳西电厂和广州珠江电厂的使用取得不错效果［5］，以英国宝莱尔公司的4080A 系列和美国克朗普顿公司的GS－CH系列等三家增效剂为例，在电厂的应用情况如下:

(1)美国克朗普顿GS－CH 系列。在华能阳逻发电厂应用，目的是防止系统结垢，节能降耗。脱硫系统采用该增效剂后，可以在设计工况下停运1 台浆液循环泵保证脱硫效率达95%以上，氧化、脱水系统运行正常，石灰石利用率大幅提升，增压风机电流下降20 A，降低厂用电率达0.15%以上，石膏品质无异常。使用3 个月后停机检查GGH 和除雾器，堵塞现象得到改善。吸收塔、净烟道以及烟囱内壁无点蚀情况出现。

(2)英国宝莱尔4080 A 系列。在包头第二热电厂应用，目的是提高脱硫系统对高硫煤的适应能力，节能降耗，优化石膏品质。脱硫系统采用增效剂后，可在原烟气SO2浓度＜4000 mg/m3时停运1 台浆液循环泵，保证脱硫效率，缓解高硫煤下超标情况，提高高硫煤掺烧比例，pH 值有所下降，减少了石灰石的沉积和结垢，石膏品质得到改善。

(3)广州维普WP5201 型。在广东华厦阳西电厂应用，目的是针对不同煤种检测脱硫效率是否达设计要求。脱硫系统采用该增效剂后，燃用设计煤种时，可停运1 台浆液循环泵，能保证脱硫效率达到设计值95%。燃用高硫煤时，保持3 台浆液循环泵运行，脱硫效率达到设计值95%，若保持两台循泵运行，脱硫效率能维持在90%以上;降低厂用电率达0.15%以上，石膏品质良好。

2 白泥的应用

白泥是一种工业副产品，主要成分是碳酸钙，其pH 值一般为10～12，属高碱性物质［6］。国内外对白泥的治理方法，主要用作土壤改良剂、水泥和其他建筑材料等。为实现以废制废，企业间的循环经济［7－9］，根据白泥的化学成分和粒度分布分析，可将白泥作为脱硫剂用于燃煤电站脱硫系统。白泥在广东省沙角C 电厂3×660 MW 机组应用后，可以在机组负荷和原烟气SO2含量相同的条件下快速提升系统pH 值和脱硫效率，pH 值约5 min 上升0.7，脱硫效率提升3%～4%;相同pH 值条件下脱硫效率较石灰石运行工况提高1%～2%，可停运1 台浆液循环泵。白泥在广州市旺隆电厂2×100 MW 机组应用后，在锅炉蒸汽流量、原烟气SO2含量、浆液pH值基本相同时，白泥供浆比石灰石供浆的脱硫率提高约4%;能快速提升吸收塔浆液pH 值和实现更宽范围的pH 调整;可停运1 台浆液循环泵。

缺点:白泥石膏含水率和Cl－偏高，其他成分与石灰石石膏相近;白泥的纯度和浆液密度没有石灰石高，供浆量需增加约2 倍;为控制Cl－浓度，需增加系统的废水排放，相应会增加系统的水耗。

3 分析与比较

增效剂和白泥的技术经济比较见表1。

表1 增效剂和白泥在应用方面的比较

原脱硫系统投加增效剂可以一定程度上提高系统的脱硫效率和石灰石的利用率，有效提高石灰石的活性;在燃煤硫分较高时，控制出口SO2的排放。以含钙盐为主要组分的废渣白泥，粒度小，本身具有活性，能快速提高浆液pH 和脱硫效率，是一种廉价的脱硫剂，可降低脱硫成本。

吴金泉［10］研究发现，白泥用于280t/h 及以下烟气脱硫装置中，可获得较好脱硫效率，但白泥中酸不溶物及硅含量远高于石灰石中的该类物质含量，易形成垢层，造成设备磨损、系统堵塞。

4 结语

在脱硫系统增效改造中，脱硫效率不是评价脱硫系统改造方案的唯一原则，在技术分析的基础上从价值的角度论证经济性是必不可少的。无论是使用增效剂还是应用白泥为脱硫剂来提高系统裕量，都必须从优化系统性能，合理改造设备出发，考虑一次性投资成本、维护成本和设备能耗等因素，确保提高脱硫设备的可靠性和经济性。

［1］柳 杨.综述脱硫增效剂对WFGD 的影响［J］.锅炉制造，2011，(2):39－41.

［2］廖永进，王雨嘉，方 健.白泥作为湿法脱硫系统脱硫剂的可行性研究［J］.中国电机工程学报，2009，(29):161－163.

［3］汪 江，朱仁涵.脱硫增效剂在石灰石/石膏施法脱硫系统的应用［J］.大科技，2010，(11):358－359.

［4］胡金榜，胡玲玲，段振亚，等湿法烟气脱硫添加剂研究进展［J］.化学工业与工程，2005，22(6):456－460.

［5］于 峥.脱硫增效剂在湿式FGD 系统的应用与比较［C］.第十五届中国科协年会第9 分场:火电厂烟气净化与节能技术研讨会论文集.贵阳:2013.

［6］张新玲，李春虎，王文泰，等.白泥烟气脱硫的应用［J］.能源环境保护，2008，22(3):9－24.

［7］王雨嘉，廖永进.白泥的活性分析及在湿法烟气脱硫系统中的应用［J］.广东电力，2011，24(3):28－37.

［8］李 海，管一明，王 飞.影响湿式石灰石烟气脱硫系统脱硫效率的因素分析［J］.电力环境保护，2007，23(2):28－30.

［9］智建平，龚 峻.添加剂在630 MW 机组湿法脱硫系统上的应用［J］.电力科技与环保，2011，27(4):40－42.

［10］吴金泉.白泥脱硫剂的开发应用［J］.中国造纸，2011，30(7):52－56.