【摘要】介紹了石灰石-石膏濕法空塔噴淋脫硫技術(shù)在高原地區(qū)的影響，以及該技術(shù)在青海西寧特鋼應(yīng)用的具體情況。

【關(guān)鍵詞】石灰石-石膏濕法；高原

在我國960萬平方公里的土地中，高原面積約占1/6，主要有青藏高原、黃土高原、云貴高原和內(nèi)蒙古高原，其平均海拔高度均在1000m以上，這些地區(qū)具有特殊的地理、氣候條件，主要包括海拔高、氣壓低、空氣中氧分壓低、氧濃度低、風沙大、紫外線輻射強度大、雨雪和雷擊頻繁等特點。石灰石-石膏濕法空塔噴淋脫硫技術(shù)應(yīng)用于這些高原地區(qū)時，必須充分考慮高原地區(qū)的特點，采取切實有效的措施進行系統(tǒng)設(shè)計，以確保該技術(shù)適應(yīng)高原地區(qū)特點，達到預期的效果。

1、高原地區(qū)對石灰石-石膏濕法空塔噴淋脫硫技術(shù)的影響

1.1低氣壓對SO2吸收效率的影響

SO2是一種中等溶于水的氣體，在石灰石-石膏濕法脫硫工藝中，煙氣中的SO2與噴淋漿液逆流接觸，在足夠大的氣液接觸比表面積條件下，快速實現(xiàn)SO2從氣相向液相的轉(zhuǎn)化（溶解）及SO2轉(zhuǎn)移至液相后迅速與吸收劑的化學吸收。因SO2轉(zhuǎn)移至液相后迅速進行化學吸收的反應(yīng)速率遠遠大于SO2由氣相轉(zhuǎn)移至液相的速率，因此，SO2吸收凈化過程主要取決于SO2由氣相轉(zhuǎn)移至液相的過程。而SO2從氣相向液相的轉(zhuǎn)化（溶解）過程為物理吸收過程，根據(jù)W.G.Whitman雙膜吸收理論，SO2由氣相轉(zhuǎn)移至液相時，氣膜、液膜阻力差不多，屬于典型的氣、液雙膜控制過程，遵循Henry定律，即：

C=p*×H （1）

式中：C-SO2在液相中的摩爾濃度，kmol/m3；p*-SO2在氣相中的平衡分壓，kPa；H-SO2在一定溫度、1atm下的溶解度系數(shù)，kmol/（m3.kPa）。

從式（1）可以看出，SO2液相平衡濃度與SO2氣相分壓成正比。在高原地區(qū)，大氣壓低于1atm，在相同溫度條件時，此時SO2的溶解度低于1atm下的溶解度，必須對SO2的溶解度進行大氣壓的修正。與低海拔地區(qū)相比，為達到同樣的脫硫效率，必須設(shè)計更大的液氣比。

1.2海拔高度對吸收塔漿液氧化效果的影響

隨著海拔高度的增加，大氣壓力和空氣成分會發(fā)生顯著的變化，具體表現(xiàn)為大氣壓力降低，同時空氣氧濃度降低。這兩方面的變化均會對吸收塔漿液氧化效果產(chǎn)生影響。一方面，大氣壓力降低將顯著影響漿池中強制鼓入的氧化空氣在漿液中的溶解度，另一方面，空氣中氧濃度降低直接減少了進入漿池中的氧氣量。這兩方面的影響均會降低氧化效果，因此為確保吸收塔內(nèi)亞硫酸鹽的充分氧化，必須鼓入足夠過量的氧化空氣來彌補空氣中的氧含量下降和氧溶解的下降而導致的供氧不足。

1.3風速及雨雪對吸收塔結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響

在高原地區(qū)，風速及雨雪均比平原地區(qū)大，而吸收塔為立式塔，如采用吸收塔直排煙囪，則吸收塔高度達到80m以上，高風速及大雨雪對吸收塔產(chǎn)生較大的附加荷載，因此在吸收塔結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須根據(jù)當?shù)貧夂驐l件進行合理的設(shè)計。

1.4高海拔對電動機輸出功率的影響

海拔高、氣壓低、高寒空氣稀薄等因素會造成電機轉(zhuǎn)子和定子之間的間隙導磁能力差，直接影響到電機的額定功率輸出，對電機的功率有較大影響。電機帶動負荷能力減小，同時發(fā)熱量增大，從而引起電機效率降低。

電動機軸功率降低值計算公式如下：

△Nc/Nc=[（h-1000）△i-（40- tat）] /100 （2）

式中：

△Nc—電機輸出軸功率下降值；Nc—電機軸功率；h—海拔高度，m；△i—海拔高度在1000～4000米之間時，每提高100米所需要的最高環(huán)境溫度補償值，取△i=0.01*電機溫升極限/100，℃/m，電機溫升極限選F級，145℃；tat—使用地點的最高環(huán)境溫度，℃。

1.5、高海拔對電氣系統(tǒng)及設(shè)備的影響

高海拔地區(qū)對電氣系統(tǒng)及設(shè)備的影響主要表現(xiàn)在以下方面：

（1）直擊雷和感應(yīng)雷，特別是地滾雷及產(chǎn)生的過電壓對電氣系統(tǒng)及設(shè)備的破壞；（2）風沙雨雪對設(shè)備密封要求的提高；（3）低氣壓、紫外線輻射強度大對電氣設(shè)備、電纜的絕緣性能、散熱性能、滅弧性能和壽命等影響。

2、石灰石-石膏濕法空塔噴淋脫硫技術(shù)在西寧特鋼

燒結(jié)機脫硫中的應(yīng)用

西寧特鋼地處青海省西寧市海拔2310米，大氣壓76000Pa，擁有1臺132m2燒結(jié)機和1臺180m2燒結(jié)機，脫硫機組采用石灰石—石膏濕法脫硫工藝，脫硫塔采用噴淋空塔，按一機一塔配置，設(shè)計脫硫率不小于95%，副產(chǎn)品為含水小于10%的脫硫石膏。每臺燒結(jié)機單獨設(shè)置吸收系統(tǒng)進行煙氣處理，制漿系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)等公用系統(tǒng)為兩臺燒結(jié)機共用。

6.1進出口煙氣參數(shù)情況：

與平原地區(qū)的項目相比：（1）本項目液氣比17.95l/Nm3；（2）氧化風機流量加大了20%；（3）根據(jù)西寧氣象條件，算出電機功率降低值為：16.05%，平原地區(qū)電機選型裕量為10%～15%，加上高原電機功率降低值，本工程電機富裕系數(shù)為：26.05%～30%。設(shè)計時本工程電機功率系數(shù)取1.3。（4）針對高海拔對電氣系統(tǒng)及設(shè)備的影響，采取以下措施：

①提高電機、交直流接觸器、繼電器線圈等部件的絕緣等級達到不低于F級；②提高傳感器、接線端子、開關(guān)電器在高海拔的沖擊電壓及工頻電壓修正系數(shù)至1.46和1.43；③采用絕緣性能和分斷能力高的接觸器、斷路器以適應(yīng)高原地區(qū)海拔高、空氣稀薄的運行環(huán)境要求；④動力電纜設(shè)計增加高原修正系統(tǒng)（0.8～0.9），動力電纜截面不小于1.5mm2。

本項目于2013年4月180m2燒結(jié)機脫硫系統(tǒng)通過系統(tǒng)72小時試運行，具體運行數(shù)據(jù)如下：

6.2西寧特鋼燒結(jié)機脫硫72h試運行數(shù)據(jù)分析

通過72小時運行數(shù)據(jù)分析，本工程各項指標均達到設(shè)計值，可以滿足技術(shù)協(xié)議的各項性能要求，提交商業(yè)運行。

3、結(jié)語

通過西寧特鋼180m2燒結(jié)機煙氣脫硫的成功運行，證明石灰石-石膏濕法空塔噴淋脫硫技術(shù)在高原上可以適用，但是在設(shè)計過程中必須考慮高原地區(qū)海拔高、氣壓低、空氣中氧分壓低、氧濃度低、風沙大、紫外線輻射強度大、雨雪和雷擊頻繁等特點對系統(tǒng)中的各參數(shù)進行相應(yīng)的調(diào)整。