鈉堿法煙氣脫硫吸收劑pH值的控制與效果

林世華，羅 凱

(北京東方石油化工有限公司東方化工廠，北京 101149)

鈉堿法煙氣脫硫吸收劑pH值的控制與效果

林世華，羅 凱

(北京東方石油化工有限公司東方化工廠，北京 101149)

以東方化工廠煤粉鍋爐堿法煙氣脫硫項目為例，分析了pH值對脫硫效果的影響以及影響吸收劑pH值的因素，并提出了調(diào)整解決方法。

鈉堿法;煙氣脫硫;pH值;脫硫效果

東方化工廠兩臺65t/h煤粉鍋爐采用濕法進行煙氣脫硫處理，循環(huán)吸收劑用20%的NaOH加水配制而成，每小時處理SO2含量為800～1000mg/m3的煙氣1.5萬m3。脫硫吸收塔采用日本技術(shù)，內(nèi)部為篩板結(jié)構(gòu)，吸收劑由塔頂部供給，流量為650t/h，與上升的煙氣混合接觸吸附煙氣中SO2氣體，達到脫硫的目的。

1 鈉堿法脫硫控制機理

運行中循環(huán)吸收劑控制pH值為5.8～6.5。采用DCS自動控制。20%濃度的NaOH儲存于50m3的儲槽中，通過NaOH泵輸送到供給系統(tǒng)。當循環(huán)吸收液pH值低于5.8時，DCS控制氣動閥開啟補充NaOH，當pH值達到6.5時，停止供應(yīng)NaOH。

循環(huán)吸收劑的pH值是一個主要參數(shù)，它對脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和脫硫效果有重要影響。循環(huán)吸收劑吸收煙氣中SO2的主反應(yīng)式為：

由主反應(yīng)式可知，吸收劑中增加NaOH的含量，提高吸收劑的pH值可以提高化學(xué)反應(yīng)速度，有利于提高脫硫效果。但主反應(yīng)生成物中Na2SO3的溶解度隨pH值升高而下降的性質(zhì)決定了吸收劑的pH值不能過高，要控制在一定的范圍內(nèi)。因為吸收劑pH值高過一定限制時，Na2SO3就會從吸收劑中析出，以固體鹽的形式附著在塔板及系統(tǒng)內(nèi)，造成塔板及設(shè)備系統(tǒng)上結(jié)垢，減少流通面積，增加流動阻力。隨著運行時間的增加，Na2SO3固體鹽會不均勻地附著在塔板上，造成塔板不能均勻地分配吸收劑，相當于反應(yīng)空間減少，使脫硫效果下降。因此設(shè)計要求吸收劑pH值控制在6.5以下。

根據(jù)主反應(yīng)式可知，吸收劑中NaOH含量低即pH值下降，化學(xué)反應(yīng)就會不完全，脫硫效率下降，達不到設(shè)計要求，隨著吸收劑pH值降低，對設(shè)備系統(tǒng)的腐蝕會加大，因此吸收劑pH值應(yīng)控制在5.8以上。

2 影響吸收劑pH值的因素

煙氣脫硫吸收塔運行中吸收劑的pH值是變化的，影響吸收劑pH值變化的因素很多，主要有以下幾點：

（1）煙氣中SO2的含量及鍋爐負荷的影響

運行中由于鍋爐燃煤供應(yīng)渠道不同，含硫量有較大差異。原煤發(fā)熱量不同，同樣蒸氣負荷下的燃煤量就不相同。加之鍋爐蒸氣負荷的變化都會造成進入煙氣脫硫吸收塔SO2量的不同，使消耗的NaOH的量發(fā)生變化，造成吸收劑pH值的波動。

（2）補水對pH值的影響

煙氣脫硫塔吸收劑的補水量來自煙氣冷卻噴淋水和每18分鐘進行一次的除霧器的清洗水，水源是工廠生產(chǎn)水，由于水壓的不穩(wěn)定性和除霧器清洗的間斷性，對吸收劑的pH值必然也會有一定的影響。

（3）灰塵含量對pH值的影響

煙氣進入脫硫吸收塔前，先經(jīng)過電除塵器除去煙氣中的灰塵，電除塵器運行的不穩(wěn)定性會使吸收塔內(nèi)煙氣含塵量變化較大，煙氣含塵量增加，吸收劑會變得混濁，影響反應(yīng)效果，同時也增大了吸收液的排出量，對pH值有較大影響。

（4）pH計的可靠性及堿液品質(zhì)

pH計的使用及維護保養(yǎng)的好壞，也會影響pH值指示的正確性。pH計指示出現(xiàn)偏差，吸收劑pH值必然會受到影響。另外，供給的NaOH質(zhì)量和濃度的變化也會對吸收劑的pH值產(chǎn)生影響。

3 減小吸收劑pH值影響因素的措施

脫硫吸收塔的吸收劑的pH值雖然由DCS控制在一定范圍內(nèi)運行。但操作人員仍需認真監(jiān)視DCS的運行狀態(tài)，加強對pH計的維護保養(yǎng)，使其準確反應(yīng)吸收劑的真實狀態(tài)并及時消除或減小影響吸收劑pH值的因素，以保證脫硫效果。

（1）定期檢查現(xiàn)場pH計的使用情況，發(fā)現(xiàn)pH計被弄臟時應(yīng)及時用清水清洗，經(jīng)常校驗pH計指示的準確性，發(fā)現(xiàn)有指示偏差或電極老化應(yīng)及時更換。同時，應(yīng)巡視NaOH泵和氣動閥的運行情況，發(fā)現(xiàn)異常要及時處理。NaOH儲槽應(yīng)保持正常液位，攪拌機工作應(yīng)正常。

（2）監(jiān)視進塔煙氣的含硫量不應(yīng)有太大波動，發(fā)現(xiàn)SO2含量有異常波動時，應(yīng)通知輸煤崗位做好煤場配煤工作，并通知鍋爐崗位適當調(diào)整蒸氣負荷，保證煙氣量保持在適當范圍內(nèi)，以減少對吸收劑pH值的沖擊，進而保證良好的脫硫效果。

（3）認真監(jiān)視煙氣除塵設(shè)備的運行，發(fā)現(xiàn)電除塵的二次電流及二次電壓不正常時，應(yīng)及時查找原因并消除，防止高含塵量的煙氣進入吸收塔加劇吸收劑的污染，影響反應(yīng)效果。

（4）定期分析吸收劑中的SO32-的含量，維持在0.05～0.1mol/L的規(guī)定范圍內(nèi)，當吸收劑中SO32-含量接近上線或超過規(guī)定值時應(yīng)及時增大吸收液的排放量，防止Na2SO3析出。

（5）吸收塔正常運行時，吸收液排出量應(yīng)是連續(xù)和穩(wěn)定的，數(shù)值上應(yīng)等于或接近補水量減去被煙氣帶走水分的量，保證吸收塔液位的穩(wěn)定，控制吸收劑的pH值在正常范圍內(nèi)。吸收液排出量的調(diào)整，是通過手動調(diào)整閥門開度來完成的，操作人員需要有一定的運行經(jīng)驗，尤其在煙氣SO2含量或電除塵器工作異常時，更要勤調(diào)細調(diào)，以保證吸收劑pH值的穩(wěn)定。

（6）吸收塔補水壓力的波動，會改變吸收塔的補水量，補水壓力升高時，補水量增加，吸收塔液位上升；反之，液位下降，從而使吸收塔補水量和排液量失去平衡，對吸收劑pH值產(chǎn)生影響。運行中要加強補水壓力的監(jiān)視及調(diào)整，維持補水壓力穩(wěn)定。

4 必要的技術(shù)改進

分析上述影響吸收劑pH值的因素和目前所采用的調(diào)整方法，想要把吸收劑pH值控制在規(guī)定范圍內(nèi)是有一定難度的。如果對煙氣脫硫系統(tǒng)及控制方法進行必要的改進，會更有利于吸收劑pH值的控制及脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行?？梢钥紤]采取以下措施：

（1）采用兩臺pH計。目前監(jiān)視吸收劑pH值的pH計只有一臺，不能保證吸收劑pH值指示的正確性，且在故障情況下，將會失去對吸收劑pH值的監(jiān)視。增加一臺pH計，兩臺儀表可以相互校對，增加監(jiān)視的可靠性。

（2）補水系統(tǒng)增加自動調(diào)整壓力的閥門，以保證補水壓力的穩(wěn)定性，從而保證供水量和排液量以及吸收塔液位的穩(wěn)定。

（3）變更DCS中pH值的控制范圍，由原設(shè)計的5.8～6.5縮小到更合理數(shù)值，例如6.0～6.3。使補充NaOH的次數(shù)增加，每次補充的量減小。勤補、少量，有利于吸收劑pH值的穩(wěn)定。

（4）電除塵器出現(xiàn)故障，煙氣含塵量大量增加時要及時退出脫硫系統(tǒng)的運行。

5 結(jié)語

在煙氣脫硫系統(tǒng)運行當中，有很多因素會直接或間接對吸收劑的pH值造成影響，甚至產(chǎn)生沖擊，而吸收劑pH值的較大波動，會直接影響煙氣脫硫效果，造成出塔煙氣含硫量的不穩(wěn)定或塔板結(jié)構(gòu)堵塞等。所以，運行中調(diào)整、控制好吸收劑的pH值，對保證脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和良好的脫硫效果是非常必要的。

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PH Value Control and Result on Sodium Alkali Process of FGD Absorbent

LIN Shi-hua, LUO Kai

X701.3

A

1006-5377（2010）12-0032-02