浅析电厂烟气湿法脱硫技术问题及脱硫效率

徐丽

摘要：工业生产催生了大量的二氧化硫气体，约占社会二氧化硫排放总量的80%。火电仍为我国主要的发电形式，电力工业每年会向大气排放巨量的二氧化硫气体。为了响应党和政府节能减排的号召，构建环境友好型社会，必须要采取有效措施降低电力工业的二氧化硫排放量。现阶段，烟气湿法脱硫技术在电力行业中应用广泛，在一定程度上降低了电厂二氧化硫的排放量。

关键词：二氧化硫；电力工业；脱硫

1 石灰石- 石膏湿法脱硫系统脱硫原理概述

新建电厂为了控制二氧化硫排放量、实现绿色生产，利用石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术。经过相关处理后的烟气通过引风机直接进入到气换热器中，在温度下降后进入脱硫吸收塔。脱硫吸收塔采用喷淋式的工作设计，保障了石灰石浆液与烟气的充分混合。当浆液蒸发了部分水分后，烟气得到了一定程度的冷却，循环石灰石浆液会对烟气中的酸性气体进行洗涤，期间烟气中的大部分硫将脱除，烟气中的氟化氢与氯化氢等气体也会得到有效的去除。在烟气离开脱硫吸收塔收后将进入烟囱。烟气在进入烟囱前会穿过换热器，换热器会对烟气进行加温。脱硫烟气进入烟囱的温度为80℃。石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统的构成较为复杂，其主要由吸收系统、吸收剂制备系统、烟气系统、工艺水系统、排空系统、石膏脱水及贮存系统、废水处理系统等子系统构成，各子系统都发挥了不可替代的作用。电厂吸收塔反应池中贮存了大量的石灰石-石膏浆液，这些浆液将进入吸收塔顶部的喷淋层中，该过程的动力由浆液循环泵提供。浆液在下落过程中与烟气接触混合，由于二氧化硫气体具有一定的水溶性，在烟气与浆液接触后，烟气中的二氧化硫气体会溶于水溶液中，浆液中的碱性物质会中和二氧化硫，从而实现烟气的硫脱除。浆液吸收了二氧化硫气体下落至吸收塔反应池，而经过脱硫处理后的烟气将在吸收塔顶部完成翻转，此后烟气将向下流动，最终由烟气出口进入烟气再热系统之中。氧化风机的作用是为浆液中亚硫酸盐与碳酸钙的化学反应提供足量的氧化空气，在经过充分的反应后，吸收塔反应池中将积淀石膏。随着时间的推移，溶液会逐渐析出石膏。吸收传质过程为：溶质由气相主体扩散至气液两相界面、气体穿过相界面、气体由液相界面扩散至主体。二氧化硫气体抵达界面后，将立即与液体反应而到达平衡状态。与液流主体相较，界面二氧化硫的平衡分压相对较高。

2 脱硫系统堵塞与结垢等问题的处理与预防

2.1 堵塞、结构的发生机理

当系统处于氧化反应程度极低或氧气含量严重不足的环境下，系统脱硫系统会生成已名为软垢的物质，软垢不断积累会造成系统的结垢与堵塞。如果石膏的浓度过大，呈现出过饱和状态，则石膏溶液中会出现晶束，晶束的长大需要一定时间，如果石膏浆液在吸收塔中停留的时间过短，则系统极有可能发生结垢甚至堵塞的现象。

2.2 关于系统结垢、堵塞的处理技术与预防对策

应当安排专业人员保障电除尘高压电场的除尘效率，严防死守，杜絕一切隐患，防止喷嘴发生堵塞现象。应做好对氧化风机的检修与维护工作，确保氧化风机能够正常、高效地为吸收塔供气，从而促使浆液中的石膏晶体的浓度处于合理的范围之中。对溶液的PH值进行精准、合理的控制，防止系统运行过程中溶液的PH值发生大幅度变化。结合经验，认为技术人员应当将吸收塔溶液的pH值控制在5～6之间，确保溶液呈酸性。技术人员可以向吸收液中加入适量的亚硫酸钙或石膏晶种，大量事实表明，该方法能在吸收塔堵塞、结垢的预防工作发挥显著的作用。安排检修经验丰富的技术人员定期对系统各类设备开展检修保养工作，及时替换严重受损的设备。

3 影响脱硫效率的因素

3.1 吸收剂与烟气的接触时间

烟气经过换热器到吸收塔后，烟气由下向上流动，与石灰石浆液雾滴接触并发生反应，二者接触的时间越长，则化学反应进行的越充分，二氧化硫的脱除效果会更好。烟气与吸收剂接触时间越长，系统的脱硫效率就越高。

3.2 烟气温度

如果进入吸收塔的烟气温度比较高，则烟气的压力与流速数值将增大，从而导致脱硫效率的降低。结合相关理论可知，进入吸收塔的烟气的温度越低，则二氧化硫其他就越容易溶于浆液中而形成亚硫酸根离子。低温环境有利于烟气与浆液的溶合，一般情况下面，烟气温度在60℃左右时，浆液吸收二氧化硫气体的效率最高。

3.3 液气比及浆液循环量

液气比增大，表明气液接触机率增加，脱硫率增大。但二氧化硫与吸收液有一个气液平衡，液气比超过一定值后，脱硫率将不在增加。初始的石灰石浆液喷淋下来后与烟气接触，SO2等气体与石灰石浆液的反应并不完全，需要不断地循环反应，增加浆液的循环量，也就加大了CaCO3与SO2的接触反应机会，从而提高了脱硫效率。

3.4 煤质影响

由于煤质的不同，煤中所含的微量物质也不同，某些燃煤烟气中HCl、HF含量较高，由于吸收塔内浆液浓度在20%左右，HCl、HF就会溶解于浆液中而使F-、Cl-含量增加，从而影响石灰石浆液对SO2吸收，影响PH值的测量。

3.5 烟气粉尘

如果烟气中粉尘含量较大，则在脱硫过程中，粉尘会大量进入吸收塔内，与石膏浆液与石灰石等物质混合，从而影响石灰石浆液对二氧化硫气体的吸收效率。

3.6 烟气中含油成分

当锅炉投油燃烧，来不及退出电除尘、脱硫系统，烟气中的油气进入吸收塔，导致浆液污染，甚至脱硫系统中毒瘫痪。因此，严格执行《电除尘、脱硫系统投退管理规定》也是确保脱硫系统安全稳定运行的重要方面。

3.7 浆液pH值

如果浆液的PH值较高，则说明浆液中石灰石的浓度较大，这有利于提升脱硫效率。值得注意的是，浆液的PH值并非越高越好，相关研究表明，当浆液的PH值超出5.8后，浆液的脱硫效率随浆液PH值的上升而下降。

4 结语

新形势下做好电厂烟气脱硫工作具有重要的现实意义，是推动环境友好型社会发展、遏制空气污染蔓延趋势的有效手段。目前，石灰石-石膏烟气湿法脱硫技术能够有效降低电厂烟气中二氧化硫、氯化氢、氯化氢等物质的含量，所以要大力发展、优化该项脱硫技术，从而实现电力工业的可持续发展。

参考文献

[1]周至祥，段建中，薛建明.火电厂湿法烟气脱硫技术手册[M].北京：中国电力出版社，2016.158-160.

[2]孙克勤.电厂烟气脱硫设备及运行[M].北京：中国电力出版社，2015.78-80.