脫硫煙氣系統(tǒng)出口二氧化硫的控制研究

劉志強(qiáng)

摘 要：進(jìn)入到新世紀(jì)以來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)水平的高速發(fā)展，我國的各行各業(yè)也都取得了飛速的發(fā)展和進(jìn)步，同樣我國的火力發(fā)電企業(yè)也得到了快速的發(fā)展和壯大，而隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，我國火電廠的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫也已經(jīng)更加的成熟，并且現(xiàn)階段這一工藝在我國電廠煙氣脫硫中的應(yīng)用也是最為廣

從實(shí)際的情況來看，我國早已是世界上煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)的最大國了，在煤炭的燃燒過程中勢必會對環(huán)境產(chǎn)生污染，我國二氧化硫排放總量的超過90%都是來源于煤炭的燃燒的。這些年來，我國針對污染物的排放情況已經(jīng)逐步的實(shí)行了收費(fèi)政策，可是二氧化硫的排放量仍然是超標(biāo)嚴(yán)重的，嚴(yán)重了危害了我國的生態(tài)環(huán)境和生物體?，F(xiàn)階段，人們的環(huán)境保護(hù)意識越來越強(qiáng)，那么有效的控制二氧化硫的排放工作也就是勢在必行的。

1 石灰石-石膏濕法煙氣脫硫的工藝原理

石灰石-石膏濕法煙氣脫硫的技術(shù)原理就是借助硝化機(jī)和給料機(jī)等設(shè)備將石灰石碳酸鈣以及細(xì)粉等原料加工成石灰石漿液，這部分乳濁的漿液能夠有效的吸收煙氣中的二氧化硫，在脫硫塔中能夠?qū)崿F(xiàn)石灰石漿液和煙氣的充分接觸，那么石灰石漿液就會與二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成硫酸鈣和亞硫酸鈣并沉淀在吸收塔的底部，氧化風(fēng)機(jī)會向漿池中送入空氣促使亞硫酸鈣氧化成石膏，這一技術(shù)有著較高的脫硫效率，我們將其歸納成了以下四個(gè)反應(yīng)過程：

1.1 吸收反應(yīng)

二氧化硫會先和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成亞硫酸，三氧化硫同樣也會和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成硫酸。

1.2 中和反應(yīng)

碳酸鈣和亞硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成亞硫酸鈣、二氧化碳和水，而碳酸鈣和硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)則生成了硫酸鈣、二氧化碳和水。

1.3 氧化反應(yīng)

在有氧的環(huán)境下，亞硫酸鈣會逐步的被氧化成硫酸鈣。

1.4 結(jié)晶反應(yīng)

硫酸鈣與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成了副產(chǎn)品石膏。

石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)具有較高的脫硫效率，其脫硫的效率已經(jīng)超過了95%，并且能夠最大化的利用了鈣元素，其利用率可達(dá)90%。同時(shí)這一技術(shù)對于系統(tǒng)負(fù)荷的變化情況以及煤的種類都有著良好的適應(yīng)性，煙氣脫硫的過程在鍋爐尾部煙道以后是獨(dú)立的，對鍋爐的整體燃燒過程不會產(chǎn)生太大的干擾，也不會影響鍋爐機(jī)組的熱效率和運(yùn)行效率。

2 影響煙氣脫硫系統(tǒng)出口二氧化硫的主要因素

2.1 系統(tǒng)入口處的二氧化硫濃度

對于煙氣脫硫系統(tǒng)入口位置處的二氧化硫濃度來說，其不宜太高，也不宜偏低，如果入口處二氧化硫的濃度較高，那么就會提升二氧化硫的吸收率，隨著不斷的吸收二氧化硫，系統(tǒng)的ph值就會隨之降低，當(dāng)這一值降低到某一個(gè)極限值時(shí)，那么就會抑制吸收二氧化硫了，此時(shí)要想有效控制出口處二氧化硫的濃度就變得十分困難了；如果入口二氧化硫的濃度偏低，那么吸收二氧化硫的速率肯定也低，與入口處二氧化硫的濃度相比，出口二氧化硫的濃度降幅不會太大，同時(shí)還會升高脫硫塔內(nèi)的ph值，設(shè)備易出現(xiàn)結(jié)垢的問題，會影響系統(tǒng)整體的工作效率。因此，應(yīng)將入口二氧化硫的濃度控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，其應(yīng)在500mg/m3-2000mg/m3的范圍內(nèi)，并且系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的過程中還要與鍋爐密切協(xié)作。

2.2 吸收塔漿液的ph值

濕法煙氣脫硫系統(tǒng)漿液的ph值也會直接的影響到二氧化硫的控制效果，通常情況下，漿液的初始ph值應(yīng)在8-9之間，而隨著系統(tǒng)的不斷運(yùn)行，ph值就會越來越低，當(dāng)其值低于6時(shí)，系統(tǒng)的運(yùn)行就變得較為緩慢了，而當(dāng)ph值低于4時(shí)，系統(tǒng)幾乎就停止運(yùn)行了。而如果ph值較高，那么就會顯著提升系統(tǒng)的吸收速度，降低出口的二氧化硫含量，隨著吸收工作的不斷進(jìn)行，溶液的ph值會不斷降低，溶液中就會產(chǎn)生越來越多的亞硫酸鈣，亞硫酸鈣的溶解度又會升高溶液的ph值，這一就會析出一部分亞硫酸鈣并沉積在石灰石粒子的表面，粒子的表面就會出現(xiàn)鈍化的情況。那么亞硫酸鈣就無法繼續(xù)溶解了，吸收反應(yīng)也會被抑制進(jìn)行。所以，還應(yīng)科學(xué)的控制漿液的ph值，如果是石灰石漿液，其初始ph值應(yīng)控制在6-7之間，如果是石灰漿液，其初始的ph值應(yīng)控制在5-6之間。

2.3 脫硫塔的漿液密度

濕法煙氣脫硫系統(tǒng)所采用的脫硫吸收劑就是石灰石，那么在石灰石漿液和煙氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程中，塔內(nèi)的漿液密度是會隨之不斷上升的，當(dāng)這一密度值超過了1200kg/m3時(shí)，漿液中所產(chǎn)生的石膏濃度就是趨于飽和了，那么自然就會抑制二氧化硫的吸收了反應(yīng)了，此時(shí)要想有效的降低漿液的密度，就必須立即進(jìn)行脫石膏的操作。當(dāng)漿液的密度小于1120kg/m3時(shí)，雖然是有利于二氧化硫的吸收的，但是會增加石膏中碳酸鈣的含量，影響石膏的品質(zhì)，造成了石灰石的浪費(fèi)。因此，建議將脫硫塔漿液的密度控制在1120kg/m3-1200kg/m3的范圍內(nèi)。

2.4 入塔的粉塵濃度

在正式入塔脫硫之前，電袋除塵器會將煙氣中的大部分粉塵除去，在脫硫塔的運(yùn)行過程總，漿液中會留下煙氣中的大部分粉塵，而粉塵是肯定會阻止脫硫劑與二氧化硫的順利接觸的，那么石灰石中鈣離子的溶解速率也會隨之降低，粉塵中還會不斷的溶解汞、鋅和鎂等重金屬粒子，它們都可能與水中的亞硫酸粒子和鈣離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，那么石灰石的溶解過程也會被影響，降低了漿液的ph值，同時(shí)還會增加出口二氧化硫的含量。當(dāng)出現(xiàn)了這一問題時(shí)，應(yīng)立即啟動真空皮帶機(jī)并將漿液中的雜質(zhì)排出，之后才可恢復(fù)正常。

2.5 煙氣中氧氣的濃度

為了更好的促使二氧化硫的吸收反應(yīng)，應(yīng)適量的增加煙氣中氧氣的含量，當(dāng)然并不是氧氣含量越高越好，如果煙氣中的氧氣含量過高，那么系統(tǒng)就會出現(xiàn)嚴(yán)重的漏風(fēng)問題，增加了入塔的煙氣量，煙氣在塔內(nèi)的停留時(shí)間不足，反而會降低系統(tǒng)的脫硫效率。

2.6 入口的煙氣溫度

要想保證二氧化硫氣體更好的溶在漿液中，那么入口的煙氣就應(yīng)具有較低的溫度，這樣才更有利于生成亞硫酸鈣，簡單來說，就是高溫更利于溶解，而低于則更利于吸收。一般情況下，在進(jìn)行吸收作業(yè)之前，應(yīng)先適當(dāng)?shù)亟档蜔煔獾臏囟?，建議將其控制在60攝氏度左右，如果進(jìn)行吸收操作時(shí)溫度偏高，那么就一定會降低二氧化硫的吸收效率。通常情況下，在煙氣剛進(jìn)入到塔入口的位置處時(shí)，其溫度可在80攝氏度左右，之后進(jìn)入到塔內(nèi)后對煙氣進(jìn)行進(jìn)一步的冷卻，將其溫度控制在60攝氏度，此時(shí)在進(jìn)行各項(xiàng)操作是最合理的，并且也保證了系統(tǒng)具有較高的脫硫效率。

3 結(jié)束語

通過以上的論述，我們對石灰石-石膏濕法煙氣脫硫的工藝原理以及影響煙氣脫硫系統(tǒng)出口二氧化硫的主要因素兩個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討。石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中出口二氧化硫的控制工作是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，會對其產(chǎn)生的影響因素也有很多，因此，我們應(yīng)進(jìn)一步的改進(jìn)并完善現(xiàn)有的脫硫技術(shù)工藝，大力的研發(fā)新材料、新設(shè)備和新技術(shù)，開發(fā)性能更加優(yōu)良的脫硫吸收劑，降低脫硫的綜合成本，同時(shí)最大限度的提升脫硫的實(shí)際效率，真正的做到高效、環(huán)保并且綠色的脫硫。

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