程晓军

摘 要：近年来，我国越来越重视生态环境文明的管理建设，很多大型火电厂已充分意识并看到这一问题的日益严峻性，对燃煤脱硫发电系统设备进行不断优化、重新设计以及改造，以提高燃煤脱硫发电系统的日常运作管理效率。文章简要介绍了我国火力发电厂大型燃煤燃气机组采用石灰石燃煤湿法烟气脱硫工作原理和工艺流程，影响燃煤烟气湿法脱硫工作效率的主要因素。

关键词：石灰石湿法脱硫;效率;措施

中图分类号：X701.3 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）04-089-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.04.044

目前，火电厂房的装机容量与之前同期相比有明显增长，之前理想配套火电设备湿化方法臭氧脱硫发电装置装机容量也在不断逐步增大。尽管目前电能设备产量已经得到了明显增强，但是对生态环境的严重污染也在日益加剧，而且这种大容量火电设备的年耗电量也相对增加较多，降低了企业的社会经济效益。通过研究采取煤炭石灰石—煤炭石膏湿化方法对烟气进行脱硫处理工艺，然后通过结合实际使用情况钻研选取有效的烟气运行管理方式，一方面大大降低了烟气能耗，为煤炭企业经营节省了一定的运营成本费用支出;另一方面也使其能充分起到节碳减排的重要作用，该脱硫工艺非常值得企业大力推广与广泛应用。

1 概述

石灰石—黑色石膏湿化方法锅炉烟气臭氧脱硫锅炉FGD系统工艺技术，在目前我国大型火力发电厂燃煤锅炉中的烟气臭氧脱硫中已经有着广泛的技术应用。但近年来，随着我国对环保的日益高度重视，对锅炉产生的大气污染物总体排放标准要求越来越严格，要及时满足一些国家标准的新技术要求，作为一个火力发电厂，只能通过技术分析这些影响锅炉FGD工艺系统锅炉运行管理效率的主要因素，对其质量加以严格控制，才能有效提高烟气脱硫运行效率，有效降低锅炉大气污染物的排放量[1]。文章根据笔者多年来从事本厂脱硫处理工作的一些实践经验，结合本厂多年脱硫工作运行实际情况，对目前影响本厂FGD脱硫工作效率的一些因素问题进行综合分析，并通过尝试对此提出一种相应的问题解决方案。

2 石灰石—石膏湿法烟气脱硫工作原理和工艺流程

从涡轮风机和静电除尘器从塔输送喷射出来的涡轮风机喷雾烟气，通过高压涡轮机和增压风机直接输送进入喷雾烟气吸收器从塔，而上层大型石灰石风机烟气喷射浆液则从涡轮风机喷雾吸收器向塔内的烟气沉淀槽中快速排出，并被泵入涡轮风机烟气安装在喷雾吸收器从塔顶部的涡轮风机烟气喷嘴集管中，上升的涡轮风机喷嘴烟气与随着沿涡轮风机喷雾烟气吸收器从塔旋转方向快速下落的下层大型石灰石风机烟气喷射浆液互相发生接触。从而可以直接使得残留在所有烟气中水溶液的其中一種酸性有机硫化物完全脱除。烟气经少量热水进行循环后，用含有石灰石稀浆的少量热水进行洗涤，可将进入烟气中的95%以上的有机物和硫化物全部脱除。而笔者采用单塔单循环模式，其工艺流程为烟气经过静电除尘器，然后经过引风机引出，通过增压风机增压后才能进入到FGD装置。通过上升的烟气与喷淋层下落的浆液进行逆流接触，进行吸收反应，从而将烟气中的二氧化硫充分吸收。而烟气中的二氧化硫被浆液吸收后，通过氧化风机通风再吸收到塔内充分氧化生成二水石膏，最后便是经过石膏脱水装置将石膏脱出来即可。这便是我单位单塔单循环模式的流程。

3 影响烟气脱硫效率的因素

3.1 烟气脱硫排烟系统的烟气量及其在烟气中的SO2含量

在我国工业烟气脱硫臭氧烟气处理系统运行处理工艺设备应用中的整体运行环境处理方式一定，运行处理环境好且工况稳定，无其他不良影响处理可能性的因素时，当工业脱硫烟气处理后的脱硫烟气量及原脱硫处理后的烟气中浓度大于等于SO2的工业脱硫烟气含量明显有所升高时，脱硫烟气系统处理效率将明显下降。因为入口吸收废水入口另外循环浆液SO2的废水碱的含量不断增加，能迅速大量增加消耗，吸收入口另外循环浆液废水入口浆液中其他各种可用水溶物液体提供的更多含碱量，造成另外循环入口浆液废水液体的滴漏回收和大量吸收，而使入口循环SO2的废水碱的增加能力大幅减弱。

3.2 循环浆液的pH值

脱硫管理系统中，循环脱硫浆液的整体pH系统值系数是系统运行管理人员工作控制的几个主要参数之一，浆液的整体pH系数值对循环脱硫系统效率的直接影响最明显。提高液体浆液的pH溶解值，就是为了增加整个循环塔的浆液中未充分溶解的水和石灰石的溶解总量。当整个循环塔的浆液液体水滴在不可吸收塔内下落后的过程中不可吸收水和SO2碱度明显降低后，液体水滴中就会有较多的不可吸收性溶剂和水可以提供充分溶解，保证整个循环塔的浆液液滴能够随时随地具有充分吸收水和SO2的溶解能力。同时，提高这种浆液的酸和pH的比值，就可能意味着浆液增加了一种可溶性碳酸碱酯类物质的乙酸浓度，提高了这种浆液对其中和乙酸吸收率为SO2的后者所产生的酸和h+的相互作用。因此，提高脱硫pH稳定值就等于可直接有效提高烟气脱硫处理系统的整体脱硫处理效率。但是，浆液的降低pH的数值也不是一定越高或低越好，虽然浆液脱硫溶解效率会随降低pH的数值的不断升高而有所升高，但当降低pH的数值升高达到一定值后，再继续降低pH的数值，对浆液脱硫溶解效率的直接影响显然并不大。因为同时大量降低pH的数值不仅会直接使现在浆液石膏中石灰石的脱水溶解脱硫速率出现急剧下降，同时大量降低pH的数值不仅会直接造成浆液石灰石生产量的严重浪费，并且还会使浆液石膏石中含有的CaCO3的硫含量急剧增大，严重时会降低浆液石膏的脱硫品质。因此，脱硫pH数值一般应尽量控制在一个合理的数值范围内，目前用于我厂生产脱硫石膏系统中环氧循环石膏浆液脱硫pH数的值一般控制在4.8～5.2之间，既可保证得到一种品质良好的脱硫石膏，又有可能有效保证我厂脱硫系统效率不低于95%。

3.3 氧化空气量

脱硫反应系统主要采取一种强制性的氧化吸收方式正常运行，若此时浆液池内泵塔氧化吸收空气中的供应容量异常不足，或泵塔氧化后的空气无法进行氧化吸收时，泵塔的氧化位置较近距离浆液面没有提供足够的氧化深度，浆液池水中的亚硫酸盐离子含量将急剧增加，即其与HSO3-脱硫浓度反应增大，当其相对离子饱和度趋于较高时，会直接发生亚硫酸盐严重浓度抑制氧化作用（脱硫反应出口封闭）。发生此种异常情况的主要现象，不仅是其在运行过程中浆液的浓度pH数值没有下降，而且在加入固体石灰石脱硫浆液时，pH中的值也没有明显提高，脱硫反应效率没有下降，浆液中未脱硫反应的固体石灰石脱硫浓度没有增加。因此，其在运行中必须尽量保证气体进入立式脱硫系统，吸收空气塔的含硫氧化物和空气量大，才能够满足脱硫系统使用需求[2]。

4 煙气脱硫系统运行中的主要控制措施

4.1 加强对烟气含尘量的控制

经前文实例分析，烟气中各种含尘气体浓度高时，会因抑制烟气中各种主要惰性化学物质的大量存在，从而造成烟气石灰石脱硫颗粒氧化反应闭塞，将严重地控制成烟气脱硫烟而效率大大下降。此外，烟气管道含尘杂物浓度高时，还可能会继续加大污水循环浆液对给水设备和排气管道的腐蚀磨损。因此，在设备运行中，应严格确保燃煤烟气静电脱硫除尘系统上一级除尘设备以及―式静电脱硫除尘器的高效稳定运行，保证脱硫除尘系统效率不应大于99.5%，脱硫除尘系统的出入口处的烟尘中硫含量不应小于300mg/Nm3。

4.2 对吸收系统水质的控制

当烟气通过有机脱硫泵的吸收进入塔时，烟气浆液中的臭氧Hcl和氢溶于脱硫吸收塔的浆液中，造成吸收浆液中的氢C1-含量升高，造成烟气脱硫吸收效率大大降低。因此，应适当降低饲料浆液中a和Cl-的产物含量。Cl-主要以诸如cacl、mgcl、nacl、kcl以及其他许多金属盐和氯化物的化学形式存在。要有效除去系统循环浆液废水中的硫和C1-，就要同时加强对污水脱硫处理系统、循环废水处理设备运行系统的维护，保证系统循环废水浆液中的二氯化硫离子的有效合理去除和安全排出。

4.3 对循环浆液pH值的控制

循环烟气浆液的利用pH的取值系数是工业运行管理人员实时控制循环烟气浆液脱硫处理效率的一个主要参数，提高工业循环烟气浆液的利用pH的取值系数可直接用于提高烟气脱硫处理系统的烟气脱硫处理效率。pH中的值过低，能直接提高石灰的生产品质，但不能直接保证石膏脱硫后的效率;而如果pH中的值过高，会直接造成石灰石粉的大量浪费，降低了石膏的生产品质，增加了热水循环石膏浆液的含水密度，加大了对加工设备的腐蚀磨损。并且，在每当浆液循环泵中浆液脱硫pH数的值已经大于5.7后，再一次提高浆液pH数的值对于提高浆液脱硫处理效率的影响不大。一般来说，运行温度控制器中pH数的值不会大于6。目前，存在我厂循环脱硫系统中的循环脱硫浆液浓度pH平均值一般控制在4.8～5.2之间[3]。

5 结语

运行中通过对SO2吸收系统各运行参数的控制，目前，河北西柏坡发电有限责任公司烟气脱硫系统运行稳定，各项指标合格。但是，影响石灰石—石膏湿法烟气脱硫效率的因素是复杂的、多方面的，在今后的运行中，还将探索出更加有效可靠的控制方式。

参考文献

[1] 黄泳华.石灰石/石膏湿法脱硫效率影响因素的研究[J].山东化工，2015（5）：158-159.

[2] 王峥，王建国，邴守启，等.石灰石—石膏湿法烟气脱硫效率影响因素[J].煤气与热力，2011（9）：1-4.

[3] 黄泳华.石灰石/石膏湿法脱硫效率影响因素的研究[J].山东化工，2015，44（5）：158-158..