石灰石-石膏湿法脱硫的工艺简介及影响因素

曹雪飞

（新疆众和股份有限公司 乌鲁木齐 830013）

1 概述

当前，全球气候变暖，低碳经济正成为时代潮流，我国面临人均能源资源少的现实问题，这些因素都对我国的高耗能和高排放火电行业构成了巨大的压力，火电行业节能减排势在必行。特别是对火电厂的脱硫提出了更高要求。我国的能源以燃煤为主，占煤炭产量75%的原煤用于直接燃烧，煤燃烧过程中产生严重污染，如烟气中CO2是温室气体，SOx可导致酸雨形成，NOX也是引起酸雨元凶之一，同时在一定条件下还可破坏臭氧层以及产生光化学烟雾等。总之燃煤产生的烟气是造成中国生态环境破坏的最大污染源之一。中国的能源消费占世界的8%～9%，SO2的排放量占到世界的15.1%，燃煤所排放的SO2又占全国总排放量的87%。随着人们环境意识的不断增强，减少污染源、净化大气、保护人类生存环境的问题正在被亿万人们所关心和重视，寻求解决这一污染措施，已成为当代科技研究的重要课题之一。因此控制SO2的排放量，既需要国家的合理规划，更需要适合中国国情的低费用、低耗本的脱硫技术。烟气脱硫技术是控制SO2和酸雨危害最有效的手段之一，按工艺特点主要分为湿法烟气脱硫、干法烟气脱硫和半干法烟气脱硫。

2 石灰石—石膏湿法烟气脱硫技术

2.1 石灰石—石膏湿法的工艺流程

湿法烟气脱硫技术中的石灰石-石膏法的工艺包括增压风机、气－气加热器、吸收塔、石灰石制浆系统、石膏脱水系统和废水处理等部分，其中吸收塔是烟气脱硫反应的关键部分，见图6所示。湿法烟气脱硫工艺的主要原理是以石灰石浆液作为脱硫剂，在吸收塔（洗涤塔）内对含有SO2的烟气进行喷淋洗涤，使SO2与浆液中的碱性物质发生化学反应生成CaSO3和CaSO4而将SO2去除，其化学反应如下：

吸收塔由两层搅拌器（上、下各3台）、浆液喷淋盘（4层，交错排列）、两级除雾器组成，在添加新鲜石灰石浆液的情况下，石灰石、石膏和水的混合物通过4台循环泵至喷淋盘，浆液经喷嘴雾化成雾滴，从上部向下喷洒。烟气从炉烟道引出，经增压风机至气－气加热器，烟温从135℃降至100℃左右，然后进入吸收塔下部，在塔内上升过程中与雾滴充分接触，大部分SO2、SO3、HCl等从烟气中去除，反应后的净烟气通过除雾器，以除去夹带的液滴，然后进入气－气加热器被加热后排至烟囱。

2.2 影响石灰石—石膏湿法脱硫效率的因素

2.2.1 氧量

O2参与烟气脱硫的化学过程，使HSO3-氧化为SO42-，随着烟气中O2含量的增加，CaSO4·2H2O的形成加快，脱硫率也呈上升趋势。当原烟气中氧量一定时，可入为往吸收塔浆液中增加氧气，所以多投运氧化风机可提高脱硫率。

2.2.2 石灰石品质

石灰石品质对脱硫效率影响十分敏感，不同品质的石灰石反应性能差异很大，在CaCO3含量、晶体结构和孔隙特征上也有所不同。一般应测定其反应率对石灰石做热重分析，测定其反应率指标，从而准推算出Ca/S摩尔比。

图1 石灰石—石膏湿法的工艺流程

2.2.3 煤种特性

炉内脱硫效率的高低，直接取决于煤中含硫量的高低。一般来讲，燃煤中含硫量越高，脱硫效率就越高，但这并不代表SO2排放浓度低。在燃用高硫煤时，脱硫效率能达到90%甚至更高，但SO2排放浓度仍然不能达到国家排放标准的要求。所以，为了降低SO2排放量，首先希望选用低硫煤，当设计煤中确定后，则必须通过提高脱硫效率来降低SO2排放量。当燃煤中含硫量过高时，单靠炉内添加石灰石脱硫，已经很难达到SO2国家排放标准要求了，这时，还要进行尾部烟气的二次脱硫。

2.2.4 Ca/S摩尔比

随着炉内添加石灰石量的增加，脱硫效率逐渐提高，在Ca/S摩尔比小于2.5范围内，脱硫效率随Ca/S摩尔比增加提高很快，当继续增加Ca/S摩尔比时，脱硫效率增加速度会明显减慢。而且，Ca/S摩尔比过高还会带来一些副作用，比如灰渣热物理损失增大、锅炉热效率下降、排放浓度升高、尾部飞灰量增加、石灰石价格造成锅炉运行成本增加等。所以，我们在设计锅炉时，设置合格、经济的Ca/S摩尔比为2～2.5。

3 小结

随着国民经济的高速发展，各行业对电力需求的不断增大，火电作为近期我国最主要的发电源，其排放的污染物位列第一，在当今大力加强节能减排工作的同时，必须继续加大火电厂烟气脱硫技术的投资力度和研发力量，尽快将国外先进的脱硫技术与国内实际情况相结合,攻克一些技术瓶颈，促进我国火电行业脱硫产业更快、更好地发展。

[1]武文江编著.石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术.北京：中国水利水电出版社，2006.

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[3]孙卫民.烟气循环流化床脱硫工艺的技术经济分析.电力环境保护，2003(4)：43～46.

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