含硫烟气脱硫过程中烟气质量比的检测方法分析

王 君，陈小琴，卢吉秀，邓士儒，梁坤浪

（中国建材检验认证集团贵州有限公司，贵阳 550002）

2021年12月30日，财政部﹑国家税务总局发布《关于完善资源综合利用增值税政策的公告》，公布《资源综合利用产品和劳务增值税优惠目录（2022年版）》，自2022年3月1日起执行。根据相关规定，原材料为燃煤发电厂及各类工业企业生产过程中产生的烟气、高硫天然气，产品为石膏，并且产品原料95%以上来自所列资源，石膏的二水硫酸钙含量在85%以上，企业就能享受50%增值税即征即退的资源综合利用优惠政策。下面分析含硫烟气脱硫过程中烟气质量比的检测方法。

1 石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺概述

石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺是目前最为成熟的脱硫工艺，其采用价格低廉的石灰石或者石灰作为吸附剂，从而吸收烟气中的二氧化硫。该工艺具有较高的脱硫效率、较低的投入成本以及较稳定的运行水平，因此在世界范围内得到比较广泛的应用，我国新建燃煤发电厂的大容量机组普遍采用该工艺作为含硫烟气脱硫技术方案。

石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺利用含硫废气生产脱硫石膏，含硫烟气与石灰石浆反应，可以生成脱硫石膏。通过分析含硫烟气脱硫过程的烟气质量比检测，参考现有废渣掺加量计算方法，初步建立脱硫石膏生产过程中烟气质量占全部原材料质量的比例计算方法：通过测定，计算出进出口烟气质量的差值，得出参与反应的烟气质量，再根据加入的石灰石质量计算出烟气掺加量。

2 方法分析步骤

2.1 测定并计算出参与反应的烟气质量

一是计算进口和出口的二氧化硫质量。通过热球式风速计测定进口和出口烟气流量（m/h），通过烟尘浓度测定仪测定进口和出口二氧化硫浓度，得出每小时进吸收塔的烟气体积和出脱硫塔的烟气体积。进口和出口的二氧化硫质量分别为：

式中：为进口烟气质量，mg；为出口烟气质量，mg；为进口二氧化硫浓度，mg/m；为出口二氧化硫浓度，mg/m；为进口烟气的实际体 积，m；为出口烟气的实际体积，m。

二是计算参与反应的二氧化硫（烟气）质量与体积。参与反应的二氧化硫质量与体积分别为：

式中：为参与反应的二氧化硫质量，mg；为烟气的实际反应体积，m。

通过温度计监测进口烟气温度，利用数字压力计监测压力，得出烟气在标准状况下的体积V。

式中：V为标准状况下反应的烟气体积，m；为标准状况下的绝对温度，取273 K；为烟气的实际温度，℃；为烟气的实际压力，kPa；为标准状况下的大气压，取101 kPa。

三是计算参与反应的烟气质量。未校正时，参与反应的烟气质量为：

式中：为未校正时参与反应的烟气质量，kg；为标准状况下的烟气密度，取1.34 kg/Nm。

四是校正参与反应的烟气质量。若除尘装置安装在吸收塔后，则需要按规定方法校正参与反应的烟气质量。通过温度计监测进口与出口烟气温度，利用数字压力计测得进口压力和出口压力，得出烟气在标准状况下的体积V和V。

式中：V为进口标准状况下烟气的体积，m；V为出口标准状况下烟气的体积，m；为进口烟气的实际温度，℃；为出口烟气的实际温度，℃；为进口烟气的实际压力，kPa；为出口烟气的实际压力，kPa；为进口烟气的实际体积，m；为出口烟气的实际体积，m。

通过测定进口与出口烟气含尘浓度，得出进口与出口烟气含尘量。其计算公式分别为：

式中：为进口烟气含尘量，mg；为出口烟气 含尘量，mg；为进口烟气含尘浓度，mg/m；为出口烟气含尘浓度，mg/m。

经校正，参与反应的烟气质量为：

式中：为校正后参与反应的烟气质量，kg。

2.2 计算参与反应的石灰石质量

一是计算石灰石浆的密度及质量。取一份试样，用漏斗或料勺将试样从容量筒中心上方50 mm处徐徐倒入，让试样以自由落体落下，当容量筒上部试样呈堆体且容量筒四周溢满时，停止加料。然后，用直尺沿筒口中心线向两边刮平（试验过程应防止触动容量筒），称出试样质量，精确至0.01 g。石灰石浆的密度为：

式中：为石灰石浆的密度，kg/m；为装入容量筒中石灰石浆的质量，g；为容量筒体积，L。

通过监测得到进入吸收塔的石灰石浆流量（m/h），得到每小时进入吸收塔的石灰石浆体积。参与反应的石灰石浆质量为：

式中：为参与反应的石灰石浆质量，kg；为进入吸收塔的石灰石浆体积，m。

二是测定石灰石浆含固量。将洁净带盖称量瓶放入烘箱内，于100 ～105 ℃烘30 min，取出后置于干燥器内，冷却30 min 后称量，重复上述步骤，直至恒量，其质量为。将被测试样装入已经恒量的称量瓶内，盖上盖，称出液体试样及称量瓶的总质量。样品称量3 ～5 g。将盛有试样的称量瓶放入烘箱内，开启瓶盖，然后升温，于100 ～105 ℃烘干，盖上盖，置于干燥器内，冷却30 min 后称量，重复上述步骤，直至恒量，其质量为。石灰石浆的含固量为：

式中：为石灰石浆的含固量，%；为称量瓶的质量，g；为称量瓶加试样烘干前的质量，g；为称量瓶加试样烘干后的质量，g。

三是计算参与反应的石灰石质量。参与反应的石灰石质量为：

式中：为参与反应的石灰石质量，kg。

2.3 脱硫石膏生产原料中掺兑烟气比例的计算

当除尘装置安装在吸收塔前时，不需要进行烟气质量校正，烟气掺兑比例的计算公式为：

式中：为烟气掺兑比例，%。

当除尘装置安装在吸收塔后时，需要进行烟气质量校正，烟气掺兑比例的计算公式为：

若企业监测设备经过计量认证，可将企业监测数据直接用于计算烟气质量和石灰石质量。

3 结语

资源综合利用是当今社会的发展趋势，而国家也大量出台关于资源综合利用的优惠政策。但是，目前没有相关方法标准来解决燃煤发电厂及各类生产过程中产生烟气、高硫天然气的工业企业无法享受优惠政策的难题，导致50%增值税即征即退政策没有落实。总之，深入研究含硫烟气脱硫过程的烟气质量比检测方法，不仅能够减轻企业负担，也可以响应国家可持续发展战略，推动经济绿色发展。