脫硫增效劑與白泥在濕式FGD系統(tǒng)中的應用分析

于 崢，程 波，林志寧

(廣州珠江電力有限公司，廣東 廣州 511457)

0 引言

隨著我國對火電廠SO2排放控制的日益嚴格，對現(xiàn)有石灰石－石膏濕法脫硫系統(tǒng)的要求越來越高，在適應煤種硫分變化的前提下既保證脫硫率，滿足環(huán)保要求，又利于延長設備使用壽命。因此，脫硫系統(tǒng)改造勢在必行［1］。對現(xiàn)有脫硫系統(tǒng)來說，是對吸收塔系統(tǒng)中投加增效劑，還是選用費用更低的脫硫劑來提高脫硫效率，都對降低脫硫裝置運行成本有重大意義［2］。

1 增效劑的應用

脫硫增效劑主要是針對CaCO3表面物性的活性劑和催化劑［3］，由多元弱酸及高效催化劑復配而成。其含有的有效成分在石灰石漿液與煙氣中SO2接觸時，在氣、固、液三相界面處能夠明顯改善脫硫化學反應與傳質過程條件，促進石灰石粉顆粒的溶解并提高反應活性，加速硫酸根離子的結晶速度，改變硫酸鈣結晶體的特性，使其生成泥性結晶，其不參加系統(tǒng)化學反應，可提高脫硫效率和運行的靈活性。對于添加劑在工業(yè)裝置上的應用在國外早已有報道，并積累了大量的實際操作數(shù)據［4］，現(xiàn)已在歐美等國家脫硫系統(tǒng)中廣泛應用。對現(xiàn)有脫硫設備不增容改造的前提下發(fā)展工藝簡單、效益良好的調質技術也是國內部分科研院校的研究方向。目前國內自主研發(fā)增效劑的品牌不少，廣州唯普電力科技有限公司的WP5201 系列增效劑在廣東陽西電廠和廣州珠江電廠的使用取得不錯效果［5］，以英國寶萊爾公司的4080A 系列和美國克朗普頓公司的GS－CH系列等三家增效劑為例，在電廠的應用情況如下:

(1)美國克朗普頓GS－CH 系列。在華能陽邏發(fā)電廠應用，目的是防止系統(tǒng)結垢，節(jié)能降耗。脫硫系統(tǒng)采用該增效劑后，可以在設計工況下停運1 臺漿液循環(huán)泵保證脫硫效率達95%以上，氧化、脫水系統(tǒng)運行正常，石灰石利用率大幅提升，增壓風機電流下降20 A，降低廠用電率達0.15%以上，石膏品質無異常。使用3 個月后停機檢查GGH 和除霧器，堵塞現(xiàn)象得到改善。吸收塔、凈煙道以及煙囪內壁無點蝕情況出現(xiàn)。

(2)英國寶萊爾4080 A 系列。在包頭第二熱電廠應用，目的是提高脫硫系統(tǒng)對高硫煤的適應能力，節(jié)能降耗，優(yōu)化石膏品質。脫硫系統(tǒng)采用增效劑后，可在原煙氣SO2濃度＜4000 mg/m3時停運1 臺漿液循環(huán)泵，保證脫硫效率，緩解高硫煤下超標情況，提高高硫煤摻燒比例，pH 值有所下降，減少了石灰石的沉積和結垢，石膏品質得到改善。

(3)廣州維普WP5201 型。在廣東華廈陽西電廠應用，目的是針對不同煤種檢測脫硫效率是否達設計要求。脫硫系統(tǒng)采用該增效劑后，燃用設計煤種時，可停運1 臺漿液循環(huán)泵，能保證脫硫效率達到設計值95%。燃用高硫煤時，保持3 臺漿液循環(huán)泵運行，脫硫效率達到設計值95%，若保持兩臺循泵運行，脫硫效率能維持在90%以上;降低廠用電率達0.15%以上，石膏品質良好。

2 白泥的應用

白泥是一種工業(yè)副產品，主要成分是碳酸鈣，其pH 值一般為10～12，屬高堿性物質［6］。國內外對白泥的治理方法，主要用作土壤改良劑、水泥和其他建筑材料等。為實現(xiàn)以廢制廢，企業(yè)間的循環(huán)經濟［7－9］，根據白泥的化學成分和粒度分布分析，可將白泥作為脫硫劑用于燃煤電站脫硫系統(tǒng)。白泥在廣東省沙角C 電廠3×660 MW 機組應用后，可以在機組負荷和原煙氣SO2含量相同的條件下快速提升系統(tǒng)pH 值和脫硫效率，pH 值約5 min 上升0.7，脫硫效率提升3%～4%;相同pH 值條件下脫硫效率較石灰石運行工況提高1%～2%，可停運1 臺漿液循環(huán)泵。白泥在廣州市旺隆電廠2×100 MW 機組應用后，在鍋爐蒸汽流量、原煙氣SO2含量、漿液pH值基本相同時，白泥供漿比石灰石供漿的脫硫率提高約4%;能快速提升吸收塔漿液pH 值和實現(xiàn)更寬范圍的pH 調整;可停運1 臺漿液循環(huán)泵。

缺點:白泥石膏含水率和Cl－偏高，其他成分與石灰石石膏相近;白泥的純度和漿液密度沒有石灰石高，供漿量需增加約2 倍;為控制Cl－濃度，需增加系統(tǒng)的廢水排放，相應會增加系統(tǒng)的水耗。

3 分析與比較

增效劑和白泥的技術經濟比較見表1。

表1 增效劑和白泥在應用方面的比較

原脫硫系統(tǒng)投加增效劑可以一定程度上提高系統(tǒng)的脫硫效率和石灰石的利用率，有效提高石灰石的活性;在燃煤硫分較高時，控制出口SO2的排放。以含鈣鹽為主要組分的廢渣白泥，粒度小，本身具有活性，能快速提高漿液pH 和脫硫效率，是一種廉價的脫硫劑，可降低脫硫成本。

吳金泉［10］研究發(fā)現(xiàn)，白泥用于280t/h 及以下煙氣脫硫裝置中，可獲得較好脫硫效率，但白泥中酸不溶物及硅含量遠高于石灰石中的該類物質含量，易形成垢層，造成設備磨損、系統(tǒng)堵塞。

4 結語

在脫硫系統(tǒng)增效改造中，脫硫效率不是評價脫硫系統(tǒng)改造方案的唯一原則，在技術分析的基礎上從價值的角度論證經濟性是必不可少的。無論是使用增效劑還是應用白泥為脫硫劑來提高系統(tǒng)裕量，都必須從優(yōu)化系統(tǒng)性能，合理改造設備出發(fā)，考慮一次性投資成本、維護成本和設備能耗等因素，確保提高脫硫設備的可靠性和經濟性。

［1］柳 楊.綜述脫硫增效劑對WFGD 的影響［J］.鍋爐制造，2011，(2):39－41.

［2］廖永進，王雨嘉，方 健.白泥作為濕法脫硫系統(tǒng)脫硫劑的可行性研究［J］.中國電機工程學報，2009，(29):161－163.

［3］汪 江，朱仁涵.脫硫增效劑在石灰石/石膏施法脫硫系統(tǒng)的應用［J］.大科技，2010，(11):358－359.

［4］胡金榜，胡玲玲，段振亞，等濕法煙氣脫硫添加劑研究進展［J］.化學工業(yè)與工程，2005，22(6):456－460.

［5］于 崢.脫硫增效劑在濕式FGD 系統(tǒng)的應用與比較［C］.第十五屆中國科協(xié)年會第9 分場:火電廠煙氣凈化與節(jié)能技術研討會論文集.貴陽:2013.

［6］張新玲，李春虎，王文泰，等.白泥煙氣脫硫的應用［J］.能源環(huán)境保護，2008，22(3):9－24.

［7］王雨嘉，廖永進.白泥的活性分析及在濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中的應用［J］.廣東電力，2011，24(3):28－37.

［8］李 海，管一明，王 飛.影響濕式石灰石煙氣脫硫系統(tǒng)脫硫效率的因素分析［J］.電力環(huán)境保護，2007，23(2):28－30.

［9］智建平，龔 峻.添加劑在630 MW 機組濕法脫硫系統(tǒng)上的應用［J］.電力科技與環(huán)保，2011，27(4):40－42.

［10］吳金泉.白泥脫硫劑的開發(fā)應用［J］.中國造紙，2011，30(7):52－56.