影響FGD脫硫效率的主要因素分析

崔景杰

（山東山大華特環(huán)保工程有限公司 山東 濟南 250061）

1 燃料特性

電廠使用燃料影響脫硫效率的有熱值、硫含量、氯含量、灰含量、灰組成和顆粒粒度，水分含量。其中影響最大的是熱值和含硫量。除含硫量的高低直接影響系統(tǒng)的脫硫效率外，在相同負(fù)荷下，熱值較低耗煤量越高，F(xiàn)GD入口煙氣中的SO2含量就越高。

煤種中氯的含量對脫硫系統(tǒng)也有較大影響，因為燃煤中超過80%的氯在燃燒時轉(zhuǎn)換成HCl，而大于95%的HCl將在FGD裝置中被吸收，這樣使得循環(huán)漿液中含有更多的氯化物，高濃度的氯化物會降低漿液的堿度和更具有腐蝕性，使得吸收劑利用率降低。

實驗數(shù)據(jù)表明，當(dāng)漿液中氯化物濃度超過50g/L，吸收塔的傳質(zhì)能力（NTU）將下降30～40%，因此CL-濃度較高的吸收塔需要較高的液氣比（L/G）。如果吸收塔的NTU和L/G已確定，增加CL-含量則會降低脫硫效率。

2 石灰石特性

濕法FGD系統(tǒng)的脫硫效率與吸收劑的特性也有很大的關(guān)系。常用的吸收劑特性不僅包括化學(xué)成分，也包括其反應(yīng)活性。吸收劑的反應(yīng)活性表示吸收劑在一種酸性環(huán)境中的轉(zhuǎn)化特性，是FGD系統(tǒng)設(shè)計中的一個重要參數(shù)。決定吸收劑反應(yīng)活性的因素包括吸收劑種類、物化特性和與其反應(yīng)的酸性環(huán)境。吸收劑的物化特性包括：純度、晶體結(jié)構(gòu)、雜質(zhì)含量、粒度分布、孔隙率和顆粒密度。

以石灰石/石膏濕法脫硫為例，系統(tǒng)中采用的吸收劑為石灰石，石灰石的細(xì)度（PSD）是一個非常重要的設(shè)計和運行參數(shù)。由于石灰石在FGD工藝條件下的反應(yīng)性相對較低，石灰石的PSD決定了石灰石溶解表面積，它影響漿池PH值與石灰石利用率之間的相互關(guān)系。

具體的說，影響脫硫效率的石灰石特性最大的是石灰石的粒徑和石灰石的硬度。

石灰石的粒徑?jīng)Q定了石灰石溶解的總表面積，而石灰石溶解的總表面積直接影響到循環(huán)漿液的運行PH值和吸收塔內(nèi)溶解石灰石的總量，這兩個變量直接決定了脫硫效率。我國目前已投運的濕法脫硫裝置中多數(shù)采用250目，90%通過的石灰石，也有采用325目90%通過的細(xì)度。

石灰石硬度通常用BWI（bond work index）表示，石灰石的的BWI范圍是4～14。

心內(nèi)科作為臨床急重癥科室，有別于普通內(nèi)科病房，涉及介入手術(shù)、操作及多種藥物，專科護士培養(yǎng)內(nèi)容多且掌握困難[6]。在傳統(tǒng)的心內(nèi)科?？谱o士培養(yǎng)模式中，多以帶教老師依據(jù)自身經(jīng)驗傳授及培訓(xùn)學(xué)員參加業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)為主要途徑，學(xué)員往往需要通過長時間自我摸索才能達(dá)到培訓(xùn)要求。文獻(xiàn)報道及我院培訓(xùn)經(jīng)驗均表明，?？谱o士培訓(xùn)中普遍存在帶教教師能力及經(jīng)驗不足，護理師資隊伍培訓(xùn)不完善[7]以及培訓(xùn)過程中缺乏有效監(jiān)督管理等問題[8]。

3 漿液的pH值

煙氣中SO2與吸收塔漿液接觸后發(fā)生如下一些化學(xué)反應(yīng)：SO2＋H2O＝HSO3－＋H＋；CaCO3＋H＋＝HCO3－＋Ca2＋HSO3－＋1／2O2＝SO42－＋H＋；SO42－＋Ca2＋＋2H2O＝CaSO4·2H2O從以上反應(yīng)歷程不難發(fā)現(xiàn)，高pH的漿液環(huán)境有利于SO2的吸收，而低pH則有助于Ca2＋的析出，二者互相對立。pH值＝6時，二氧化硫吸收效果最佳，但此時易發(fā)生結(jié)垢，堵塞現(xiàn)象。而低的pH值有利于亞硫酸鈣的氧化，石灰石溶解度增加，卻使二氧化硫的吸收受到抑制，脫硫效率大大降低，當(dāng)pH＝4時，二氧化硫的吸收幾乎無法進行，且吸收液呈酸性，對設(shè)備也有腐蝕。具體最合適的pH值應(yīng)在調(diào)試后得出，但一般pH在4～6之間，通常取5.8。

4 液氣比及漿液循環(huán)量

液氣比增大，代表氣液接觸機率增加，脫硫率增大。但二氧化硫與吸收液有一個氣液平衡，液氣比超過一定值后，脫硫率將不再增加。新鮮的石灰石漿液噴淋下來后與煙氣接觸后，SO2等氣體與石灰石的反應(yīng)并不完全，需要不斷地循環(huán)反應(yīng)，增加漿液的循環(huán)量，也就加大了CaCO3與SO2的接觸反應(yīng)機會，從而提高了SO2的去除率。所以漿液循環(huán)泵的選型是保證液氣比的關(guān)鍵。

5 煙氣與脫硫劑接觸時間

煙氣進入吸收塔后，自下而上流動，與噴淋而下的石灰石漿液霧滴接觸反應(yīng)，接觸時間越長，反應(yīng)進行得越完全。因此長期投運對應(yīng)高位噴淋盤的循環(huán)泵，有利于煙氣和脫硫劑充分反應(yīng)，相應(yīng)的脫硫率也高。與此相對應(yīng)的直觀影響數(shù)據(jù)即是吸收塔的直徑和噴淋層的高度。

6 氧化空氣

O2參與煙氣脫硫的化學(xué)過程，使HSO3-氧化為SO42-，隨著煙氣中O2含量的增加，CaSO4·2H2O的形成加快，脫硫率也呈上升趨勢。充裕的氧化空氣量是保證脫硫效率非常重要的因素。為了保證氧化空氣能夠完全反應(yīng)，在進行氧化風(fēng)機選型時既要考慮到氧化風(fēng)機的流量，也要兼顧氧化風(fēng)機的壓升能夠滿足系統(tǒng)要求。

7 煙塵濃度

原煙氣中的飛灰超過設(shè)定值會導(dǎo)致吸收塔內(nèi)漿液密度增大，攪拌器負(fù)荷加重，最終能夠?qū)е聺{液局部不均勻；漿液噴淋層的噴淋霧化效果變差；在一定程度上會阻礙SO2與脫硫劑的接觸，降低了石灰石中Ca2+的溶解速率，出現(xiàn)“吸收劑中毒”。同時飛灰中不斷溶出的一些重金屬會抑制Ca2+與HSO3-的反應(yīng)，還會堵塞除霧器，進而影響塔內(nèi)煙氣的停留時間，導(dǎo)致漿液過二氧化硫現(xiàn)象產(chǎn)生。煙氣中粉塵含量持續(xù)超過設(shè)計允許量，將使脫硫率大為下降，噴頭堵塞。一般要求FGD入口粉塵含量小于100mg/m3。

8 煙氣溫度

進入吸收塔煙氣溫度越低，越利于SO2氣體溶于漿液，形成HSO3-，即：低溫有利于吸收，高溫有利于解吸。通常，將煙氣冷卻到60℃左右再進行吸收操作最為適宜，較高的吸收操作溫度，會使SO2的吸收效率降低。

9 Cl－含量

氯在系統(tǒng)中主要以氯化鈣形式存在，去除困難，影響脫硫效率，后續(xù)處理工藝復(fù)雜，在運行中應(yīng)嚴(yán)格控制系統(tǒng)中Cl-含量(一般控制在20000 ppm以內(nèi))，確保其在設(shè)計（一般設(shè)計在40000ppm左右）允許范圍內(nèi)。這與前面提到的燃煤組分中氯的影響是一致的，為保證Cl-含量滿足要求，脫硫系統(tǒng)的廢水要及時外排。

10 石膏漿液密度

隨著煙氣與脫硫劑反應(yīng)的進行，吸收塔的漿液密度不斷升高，通過吸收塔漿液化學(xué)成分的取樣分析結(jié)果，當(dāng)密度＞1085kg／m3時，混合漿液中CaCO3和CaSO4·2H2O的濃度已趨于飽和，CaSO4·2H2O對SO2的吸收有抑制作用，脫硫率會有所下降；而石膏漿液密度過低（＜1075kg／m3時，說明漿液中CaSO4·2H2O的含量較低，CaCO3的相對含量升高，此時如果排出吸收塔，將導(dǎo)致石膏中CaCO3含量增高，品質(zhì)降低，而且浪費了脫硫劑石灰石。因此運行中控制石膏漿液密度在一合適的范圍內(nèi)（1075～1085kg／m3），將有利于FGD的有效、經(jīng)濟運行。

通過上述分析我們可以得出，對于已建脫硫項目，為保證SO2達(dá)標(biāo)排放，當(dāng)燃煤條件和鍋爐負(fù)荷已定的條件下，可采取的措施有：

選用粒徑更小、活性更高的吸收劑

條件允許時pH控制在上限

增加噴淋層數(shù)、吸收區(qū)高度和漿池容積

改造出力不夠的氧化風(fēng)機和除塵系統(tǒng)

增加入口省煤器，降低煙氣溫度

合理控制漿液密度，及時排放脫硫廢水