陳爆

摘 要：環(huán)境污染和能源枯竭是目前人類面對的兩大問題，而大氣污染又是直接對人身體造成影響的，因此，對于大氣環(huán)境的保護和大氣污染的治理一直是各界學者關注的問題。石灰石-石膏法脫硫工藝是火電廠目前最常用的脫硫方法，運行穩(wěn)定是其最突出的優(yōu)點。

關鍵詞：石灰石-石膏法；脫硫工藝；大氣

引言

近年來，環(huán)保成了當今社會最熱門的話題，身邊的空氣受到污染就會通過呼吸系統(tǒng)進入人的身體，使人的呼吸系統(tǒng)以及整體的健康狀況受到影響。因此，在環(huán)境治理方面，相關的學者和專家投入了大量精力在大氣污染的防治工作中。

1 石灰石-石膏法脫硫的工作原理

采用石灰石或石灰作為脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細成粉狀與水混合攪拌成吸收漿液，當石灰為吸收劑時，石灰粉經(jīng)消化處理后加水制成吸收劑漿液。在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學反應被脫除，最終反應產(chǎn)物為石膏。

在脫硫過程中，主要起作用的是石灰石，其與廢氣中的二氧化硫反應，最終生成亞硫酸氫鈣；然后亞硫酸鈣和亞硫酸氫鈣與氧氣反應最終生成石膏（CaSO4·2H2O）。當完成脫硫和氧化過程后，吸收塔會將石膏漿液排出，排出的漿液再經(jīng)過濃縮、脫水，從而達到含水量小于10%的標準，再送運至儲存庫，而具體的處理手段因每個火電廠的實際情況而不同，經(jīng)過脫硫處理的煙氣仍然不能直接排放，還要經(jīng)過除霧器進行除霧，通過火電廠的煙囪排出。

2 脫硫石膏技術中出現(xiàn)的問題

2.1石膏漿液質量

石膏質量直接取決于石膏漿液質量。石膏漿液質量的首要指標為石膏純度，主要由石膏漿液中硫酸鹽含量決定。石灰石利用率反映了石灰石與二氧化硫反應生成硫酸鹽的效率，衡量指標為石膏漿液中碳酸鹽含量。脫硫系統(tǒng)運行時，應控制碳酸鹽含量低于3%，保證脫硫系統(tǒng)安全運行。

2.2 石灰石化學成分

石灰石化學成分影響脫硫石膏品質。天然石灰石一般都含有少量的硅、鋁、鎂、鐵等雜質，濕法脫硫工藝在設計時，除要求石灰石品質滿足表1所示指標外，還要求石灰石中SiO2含量不高于4%，鐵鋁氧化物含量不高于1.5%。

2.3 粒徑

石灰石顆粒大小和表面積既影響脫硫性能，又影響脫硫石膏質量。石灰石粒徑過大，不易溶解，在接觸反應過程中，需要的pH值低，但低pH值既降低脫硫效率，又影響石膏漿液質量。石灰石粒徑過細，會增加研磨系統(tǒng)功耗和設備投資。因此，一般而言，濕法脫硫工藝要求90%以上石灰石顆粒小于44μm。

2.4石膏漿液pH值

石膏漿液的pH值是影響石灰石-石膏脫硫系統(tǒng)的重要運行參數(shù)，也是影響脫硫石膏品質的重要因素。提高漿液pH值利于SO2吸收，但導致設備結垢程度增加；降低pH值將使SO2吸收速度變慢。漿液pH值下降到4時，SO2吸收速度幾乎為零。此外，漿液pH值還影響石灰石、二水石膏和半水亞硫酸鈣溶解度，影響吸收反應的進行。

2.5氧化反應

氧化反應程度影響脫硫石膏品質。一般而言，吸收塔內(nèi)設置有空氣氧化裝置，氧化方式為強制氧化。氧化反應使得大量亞硫酸氫根轉化成硫酸根，進而形成硫

酸鈣，生成石膏產(chǎn)品。為了提高脫硫石膏產(chǎn)量，常設置氧化風機，往漿液中鼓入過?？諝?，使氧化率高于95%。若氧化率低于此數(shù)值，將出現(xiàn)亞硫酸鈣與硫酸鈣混合晶體、結垢現(xiàn)象，影響脫硫石膏品質。

3 火力發(fā)電廠脫硫技術問題的解決方案

3.1 降低吸收塔煙氣溫度

煙溫越低，越有利于脫硫率的提高，但由于霧化不均勻，如果控制溫度較低就存在部分區(qū)域溫度過低，這部分煙氣進入后除塵器，低于露點，存在腐蝕或脫硫灰結塊的問題，影響后除塵器的收塵效果，只有均勻的溫度控制，才能有利于提高脫硫率和增加后除塵的使用壽命。保證脫硫系統(tǒng)穩(wěn)定的經(jīng)濟運行，必須控制鍋爐煙氣的排放量，嚴格控制煙溫、煙塵含量和含硫量在合理范圍之內(nèi)，否則以上參數(shù)超出設計范圍，除塵效率和脫硫效率會有明顯變化。

3.2 增加噴嘴數(shù)目，優(yōu)化霧化方式

噴嘴方式和霧化方式的不同也會影響火力發(fā)電廠的脫硫率問題。通過對噴嘴數(shù)目及霧化不同的A、B兩個火力發(fā)電廠進行對比分析，我們發(fā)現(xiàn)A電廠采用六個噴嘴，霧化控制的面積較小，死角相對較少，有利于提高煙氣中的SO2和消石灰的反應空間，而B采用四個噴嘴，在吸收塔中均勻分布于四個角，霧化時存在較大的死角，分布不均，部分煙氣存在旁路問題。

3.3 優(yōu)化大灰斗循環(huán)灰進入裝置

大灰斗循環(huán)灰進入裝置對于提高火力發(fā)電廠的脫硫率也是很重要的。實踐證明大灰斗循環(huán)灰進入的部位不同，火力發(fā)電廠的脫硫率也不同。大灰斗循環(huán)灰進入的部位設置在文丘里管上部與大灰斗循環(huán)灰進入的部位設置在文丘里管中部的兩個火力發(fā)電廠相比，大灰斗循環(huán)灰進入的部位設置在文丘里管中部有利于循環(huán)灰的均勻分布和流化，提高煙氣與循環(huán)灰的均勻接觸，提高了循環(huán)灰的利用，有利于煙氣中SO2的吸收，這便提高了火力發(fā)電廠的脫硫率。

3.4 提高預除塵器的除塵效率

對于火力發(fā)電廠的脫硫率來說，提高預除塵器的除塵效率對于脫硫率也相當重要。預除塵器除塵效率差異對于脫硫效率的影響是很大的，A火力發(fā)電廠的預除塵器除塵效率為70%～75%，B火力發(fā)電廠的預除塵器的除塵效率達到了98%，對于這兩個具有不同除塵效率的火力發(fā)電廠來說，由于B電廠的除塵效率高，在脫硫吸收塔中粉煤灰的濃度低，相應提高了吸收塔中消石灰和SO2的反應機會，提高了消石灰的利用率，也提高了脫硫效率。

3.5 多樣性的增容改造

石膏濕法煙氣脫硫增容改造技術方案必須由專業(yè)咨詢單位對各種方案進行可行性研究報告，原則上要求技術可行、運行可靠、投資成本低，設備性價比高。另需考慮充分利用現(xiàn)有脫硫系統(tǒng)設備，公用系統(tǒng)等，最大限度的減少新設備的投入成本。選擇方案時，應考慮鍋爐燃煤含硫量以及對以后煤質變化的適應性，并且出口SO2濃度滿足國家規(guī)定的SO2排放標準，最大程度的減少排放量。選擇改造方案時，需考慮工期因素。增容改造工程一般70天左右，工期緊。選擇時，要求方案施工周期短，施工方便。

3.6 做好煤質選擇工作

煤質的選擇對于660MW機組提高脫硫率的作用是比較大的，設計使用的煤質不同，對于脫硫率的影響也不同，因此，為了提高火力發(fā)電廠的脫硫率，我們必須保證煤質質量。一般情況下設計煤的含硫量為0.6%～0.8%，在此情況下電廠吸收塔入口煙氣中SO2的濃度一般為2400 mg/Nm3～2500mg/Nm3，而為了提高火力發(fā)電廠的脫硫率，我們一般將煤種的含硫量控制在1.0%～1.2%，此時火力發(fā)電廠吸收塔入口SO2濃度為3000mg/Nm3～4600mg/Nm3。

4 結束語

目前，中國火力發(fā)電廠在脫硫問題上常用的兩種方式是半干法和濕法，但當前中國火力發(fā)電廠的脫硫技術受到不同程度的制約，需要我們從火力發(fā)電廠的脫硫技術發(fā)展現(xiàn)狀入手，加強理論創(chuàng)新，促進火力發(fā)電廠脫硫工藝再上新臺階。

參考文獻

[1]梁建華，羅明聰. 氧化鎂法與石灰石-石膏法脫硫技術方案比較[J]. 科技創(chuàng)新與應用，2014，23.

[2]黃麗娜，繆明烽，陳茂兵，秦翠娟. 石灰石―石膏法與氨法脫硫技術比較[J].電力科技與環(huán)保，2011，05.