石灰石—石膏湿法脱硫技术问题及脱硫效率研究

王瑞

摘要：石灰石-石膏湿法脱硫技术目前在我国燃煤工矿行业当中应用较为频繁，石灰石-石膏湿法相对于其他脱硫技术来说，技术使用的质量较高，效率较高，并且经过多年的实践应用，技术水平也在不断提高，方法的应用也逐渐完善。但是在实践应用的过程中，仍容易出现结垢、腐蚀等问题，需要在重点注意，并做好防止措施。本文对石灰石-石膏湿法脱硫技术问题及脱硫效率进行研究。

关键词：石灰石-石膏；湿法脱硫；技术问题；脱硫效率

一、石灰石-石膏湿法脱硫技术应用原理

石灰石-石膏稀浆从吸收塔沉淀槽中泵入安装在塔顶部的喷嘴集管中，在石灰石-石膏稀浆沿喷雾塔下落过程中它与上升的烟气接触，烟气中的SO2溶入水溶液中，并被其中的碱性物质中和，从而使烟气中的硫脱除。石灰石中的碳酸钙与二氧化硫和氧（空气中的氧）发生反应，并最终生成石膏，这些石膏在沉淀槽中从溶液中析出。石膏稀浆由吸收塔沉淀槽中抽出，经浓缩、脱水和洗涤后先储存起来，然后再从当地运走。废弃处理单元流程如下图1所示。

二、石灰石-石膏脱硫技术问题与处理策略

1.结垢、堵塞问题与处理策略

（1）问题成因

在石灰石-石膏脱硫技术应用的过程中经常会出现结构、堵塞和腐蚀等问题。首先，技术应用后生成的石膏稀浆，会随着反应的持续进行而呈现不断递增的趋势，当石膏稀浆浓度达到一定的饱和状态之后，石膏就会逐渐转换成晶体结构，石膏所转化的晶体就会附着在悬浮液中原有的晶体物质表面，使液体中的晶体结构体积会不断的扩大，当晶體结构扩展晶核结构。晶体结构也同样会在溶液当中其他物质的表面进行附着，逐渐的晶体结构就会被吸在吸收塔的内壁表面，形成结垢，结垢体积变大就发生堵塞情况。

其次，在系统当中技术的应用需要石灰石发生氧化反应，在系统氧化反应效果较差的情况下，系统内部的化学反应就会生成软垢，使系统出现结垢和堵塞。最后，系统内部吸收液的pH值，如果出现不稳定的情况也会导致结垢，当pH值偏低的情况下，就会导致吸收液中的Na2SO3的溶解度就会相应被弱化，溶液中就会反应出石膏，并分解出来，从而生成硬垢；当pH值偏高的情况下，硫酸盐的溶解度就会下浮，导致Na2SO3被析出，生成软垢。

（2）处理策略

对于结垢和堵塞问题，可以采取的处理策略较多，具体包括：提高系统氧化反应度，进行完全氧化反应。要使CaSO3的氧化率≥95.00%，这样就能是石膏稀浆当中含有标准密度的石膏晶体；做好除尘、防尘工作；对吸收液的水分含量进行控制，降低水分蒸发的速度，并对石膏的饱和度进行控制，饱和度要≤130.00%；保持吸收液pH值的稳定性；在吸收液当中加入Mg2+或H2C2O2；根据系统运行情况，适当的将液气比进行上调。

2.腐蚀问题及处理方法

腐蚀问题也是比较常见的问题，针对腐蚀的问题可以采取以下几种方法进行处理：对系统溶液的pH值稳定性进行有效的控制；脱硫设备的烟气入口温度需要进行合理的选择，并根据温度值对应着选用标准的防腐内衬；提高防腐内衬施工的规范性；使用高质量的防腐材料；吸收塔的焊接结构表面要保证平整度和光滑性。

三、石灰石-石膏脱硫效率的影响因素探究

1.吸收液pH值

吸收液pH值需要保持在一定的标准范围内，pH值不同，脱硫技术应用的效果也会存在差异。当pH值为6时，脱硫的效果是处于极佳状态的，但是却容易导致结构堵塞的问题出现；当pH值过小时，CaSO3的氧化反应程度较大，石灰石的溶解速度会加快，但是SO2的吸收量会减少，导致脱硫的效率降低；当pH值为4时，SO2的吸收量趋近于0，吸收液酸性变强，从而导致腐蚀的问题出现。吸收液处于4≤pH值≤6的时候，是属于标准范围，但是具体的值需要进行现场调试来确定。

2.液气比与浆液循环量

首先，液气比上升，脱硫效率就会同比例上升，但是当到达一定的平衡状态时，脱硫效率将维持最高的水平，不会在上升。其次，石灰石喷淋浆液与烟气接触，产生循环反应，反应的过程中SO2会逐渐的被去除，浆液循环量增加，反应去除的SO2量就会增加。

3.石灰石粒度及纯度

相同含量的石灰石，将石灰石的粒度变细，石灰石裸露在外部的表面积就会越大，这样与烟气之间的接触面积就会越大，从而反应的就会更加充分，SO2的吸收量就会增加。脱硫技术应用期间石灰石的纯度越高，吸收效果越好，纯度不需要达到100%，但需要超过90.00%。在反应过程中，石灰石的反应率越高，脱硫的效率就越高。

4.氧化空气量

在脱硫氧化反应期间，氧气的含量越高，氧化反应越迅速，氧化空气量增加，脱硫的效率就随之增加。氧化反应的过程中，氧气能够加速CaSO4·2H2O的反应形成，从而使脱硫的速度也随之提升。因而在脱硫技术应用期间可以适当的增加氧气的含量，来提高脱硫效率。

5.烟尘

烟尘当中含有四处飘的飞灰，这些飞灰会减少SO2与脱硫剂之间的接触面积，从而抑制石灰石氧化溶解的速率，这样钙离子的脱离效果就会大打折扣。并且飞灰物质在反应的过程中会溶解出重金属物质，导致钙离子与HSO3-之间的反应速度变慢。因而烟气中的飞灰物质的含量若是过多，脱硫的效率就会下降，在脱硫技术应用期间需要减少飞灰的含量。

6.烟气温度

烟气温度也是脱硫技术反应时需要合理控制的影响因素。吸收塔吸收的烟气温度需要保持较低的状态，低温条件下，SO2气体融进石灰石浆液更加容易。在脱硫技术多年实践当中证明，当烟气温度在60℃左右的条件下，进行烟气吸收，吸收后的反应效果较高，脱硫效率较高。

7.氯离子的含量

氯在脱硫技术系统当中主要是以CaCl2的形式存在的，氯离子的含量过多会降低脱硫的效率，但是氯离子的结构方式很难去除，因而在脱硫技术应用的过程中需要对氯离子的含量控制在标准的范围内，防止对脱硫效率产生过大的影响。

结语：

石灰石-石膏脱硫技术的应用能够有效的保护生态环境，避免有害物质破坏大气层。脱硫技术的科学应用对我国生态经济发展是有重要帮助的，因而针对其中存在的技术问题，需要采取有效的措施进行优化处理。

参考文献

[1]吕新锋.石灰石-石膏湿法烟气脱硫设施常见故障及影响脱硫效率因素分析[J].电力科技与环保，2018，34（2）：27-29.

[2]郭军，江松，魏强.石灰石-石膏湿法烟气脱硫物料平衡模型研究[J].环境科学与技术，2014（s1）：457-463.

（作者单位：云南曲靖钢铁集团双友钢铁有限公司）