濕法煙氣脫硫效率的影響因素分析

蔡維敏

摘 要：隨著我國電站燃煤發(fā)電機組的增長，燃煤電廠煙塵排放所造成的工業(yè)污染問題日益嚴(yán)重，尤其是二氧化硫的污染引起了普遍重視，因此煙氣脫硫技術(shù)不斷地發(fā)展完善。該文主要介紹濕法煙氣脫硫術(shù)，通過對濕法煙氣脫硫工藝過程的分析，詳細闡述影響濕法煙氣脫硫效率的重要因素，對優(yōu)化系統(tǒng)的運行及提高脫硫效率有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：濕法 煙氣脫硫效率 影響因素

中圖分類號：X701 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）01（a）-0062-02

目前廣泛應(yīng)用于燃煤電廠鍋爐中的濕法煙氣脫硫技術(shù)是一個復(fù)雜的物理和化學(xué)過程，其核心設(shè)備一噴淋塔是一種氣液傳質(zhì)設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、煙氣處理量較大、脫硫效率高等優(yōu)點。該文結(jié)合濕法煙氣脫硫工藝過程，詳細闡述了濕法煙氣脫硫效率的影響因素。

1 濕法煙氣脫硫工藝的過程分析

濕法煙氣脫硫主要包括增壓風(fēng)機、吸收塔、石灰石制漿系統(tǒng)、氣-氣加熱器等部分，其中煙氣脫硫反應(yīng)的主要部位是吸收塔。其工藝的主要過程是：將石灰石漿液作為脫硫劑，在吸收塔內(nèi)對含有二氧化硫的煙氣進行噴淋洗滌，使二氧化硫與漿液中的堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而去除二氧化硫，生成亞硫酸鈣和硫酸鈣。在吸收塔內(nèi)，經(jīng)由過程氧化風(fēng)機將空氣引進到漿液中，再經(jīng)攪拌器攪拌使氧充實注進漿液，這樣可保證二氧化硫與漿液反應(yīng)，而且還能夠削減漿液發(fā)生結(jié)垢的可能性，使得石膏結(jié)晶析出。在整個濕法煙氣脫硫過程中可以發(fā)現(xiàn)，提高煙氣與夾雜漿液的接觸反應(yīng)時間，增加漿液輪回量、氧量等措施都有利于二氧化硫的吸收，從而能夠有效提高脫氧效率。

2 濕法煙氣脫硫效率的影響因素

濕法煙氣脫硫系統(tǒng)是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)裝置，每一套裝置都由于一些限制條件而存在一些差異，影響濕法煙氣脫硫效率的因素有很多，該文主要分析下列影響因素，以咨參考。

2.1 運行參數(shù)的影響

2.1.1 液氣比

液氣比主要是指與流經(jīng)吸收塔單位體積煙氣量相對應(yīng)的漿液噴淋量，它對于設(shè)備的尺寸及操作總費用等都有一定的影響。液氣比主要是通過改變傳質(zhì)過程中液氣比表面積來影響傳質(zhì)性能，液氣比越大，其傳質(zhì)面積就會越大，傳質(zhì)的速率也會增大，相應(yīng)地就會提高脫硫效率。但是當(dāng)液氣比大到一定程度時，液滴的凝聚會不斷加強，實際液氣比表面積會隨之減小，導(dǎo)致傳質(zhì)速率減小。因此，提高液氣比是提高吸收塔脫硫效率的重要技術(shù)手段。

2.1.2 鈣硫比

鈣硫比是指注入吸收劑量與吸收二氧化硫量的摩爾比，反應(yīng)的是單位時間內(nèi)吸收劑原料的供給量。當(dāng)漿液量不變時，鈣硫比會逐漸增大，注入吸收塔內(nèi)吸收劑的量會增大，而漿液的pH值上升，中和反應(yīng)的速率增大，反應(yīng)的表面積逐漸增加，使得二氧化硫的吸收量也會增加，最終提高脫硫效率。

2.1.3 煙氣與脫硫劑接觸的時間

煙氣自氣-氣加熱器進人吸收塔后，自下而上流動，與噴淋而下的石灰石漿液霧滴接觸反應(yīng)，其接觸的時間越長，其反應(yīng)就會越完全。每層噴淋盤對應(yīng)著一臺相應(yīng)的循環(huán)泵，其排列順序是1、2、3、4號從下而上，4號循環(huán)泵與煙氣接觸洗滌的時間最長，因此，4號循環(huán)泵對于煙氣與脫硫劑的反應(yīng)最為有利，能夠充分地提高脫硫效率?；蛘呖梢钥紤]在噴淋盤下方適當(dāng)位置沿吸收塔四周加裝托盤，以改變1、2號噴淋盤噴淋而下的石灰石漿液霧滴方向，延長接觸時間，從而提高脫硫效率。

2.1.4 漿液循環(huán)量

石灰石漿液噴淋下來與煙氣接觸后，都是需要不斷循環(huán)反應(yīng)的，二氧化硫等氣體不能夠完全與石灰石進行反應(yīng)。在增加了漿液循環(huán)量的同時，碳酸鈣與二氧化硫的接觸面積也會加大，進而能夠有效地提高二氧化硫的去除率。另外，漿液的循環(huán)量的增加，對于石膏的形成也有非常重要的作用[1]。

2.1.5 漿液pH值

有實驗證明，漿液pH值對于傳質(zhì)性能有重要影響，可以從以下兩個方面考慮：首先，當(dāng)pH值越小時，會更有助于鈣離子的析出，但是二氧化硫的溶解度就會越小，導(dǎo)致總的傳質(zhì)系數(shù)越來越??；其次，當(dāng)漿液PH逐漸升高時，亞硫酸鈣的溶解度會隨之下降。隨著二氧化硫的吸收，石灰石顆粒表面會逐漸形成一層液膜，隨著其中硫酸鈣的溶解其pH值會逐漸下降，溶解度的變化會使得液膜中的亞硫酸鈣析出，從而會在石灰石顆粒的表面形成一層外殼。鈍化的外殼阻礙了碳酸鈣的溶解，抑制吸收反應(yīng)的進行[2]。循環(huán)漿液的pH值是脫硫效率的直接影響因素，pH值越高，總傳質(zhì)系數(shù)會越大，吸收速率也會越高。然而，過高的pH值導(dǎo)致過高的過剩率（Ca/S）是不經(jīng)濟的，而且會影響能耗等因素。因此針對不同的脫硫吸收塔結(jié)構(gòu)，漿液pH值有一個最佳的控制范圍。

2.1.6 吸收液過飽和度

漿液池中吸收液的過飽和度也會影響脫硫系統(tǒng)的運行，石膏的過飽和度對于石膏結(jié)晶的速度也有一定影響，當(dāng)石膏過飽和度過高時，石膏晶體會加速生長。但是當(dāng)相對飽和度達到更高值時，石膏晶體會形成晶核，使其吸收塔漿液池表面結(jié)垢。

2.2 入口煙氣參數(shù)的影響

2.2.1 煙氣溫度

二氧化硫的吸收反應(yīng)是屬于放熱反應(yīng)，首先，在其他參數(shù)不變的情況下，煙氣溫度越低，氣膜傳質(zhì)分系數(shù)就越大，而總的傳質(zhì)系數(shù)也會隨之增大，低溫環(huán)境更有利于傳質(zhì)過程的進行，從而能夠促進二氧化硫的吸收。其次，吸收溫度越低，二氧化硫的溶解度越大，總傳質(zhì)系數(shù)也隨之加大，加快了對二氧化硫的吸收。相反，則不利于二氧化硫氣體的吸收。因此溫度越低，二氧化硫的吸收越完全，越有利于傳質(zhì)過程的進行。

2.2.2 煙塵

因為煙氣粉塵中的氟鋁絡(luò)合物對碳酸鈣的包裹作用，煙塵通常會阻礙二氧化硫與脫硫劑的接觸，從而減慢石灰石中鈣離子的消融速度。另外，煙塵中會溶出一些重金屬如汞、鎂等離子都會抑制鈣離子與HSO3-的反應(yīng)，從而使得石灰石溶解速率大大降低，由此也不斷降低了脫硫效率。因此燃煤電站除塵和脫硫聯(lián)合考慮是降低工業(yè)污染的有效及必需途徑，盡可能地提高脫硫系統(tǒng)之前鍋爐電除塵的效率，降低脫硫煙氣中的粉塵含量，從而減少煙氣中的粉塵對脫硫效率的影響。

2.2.3 氧氣

在其他參數(shù)基本恒定的情況下，氧量對脫硫效率的影響曲線，隨著煙氣中氧氣含量的增加，結(jié)晶硫酸鈣的形成加快，脫硫效率也會逐漸提高。當(dāng)原煙氣中氧量一定時，可人為往吸收塔漿液中增加氧氣，所以多投運氧化風(fēng)機可有效提高脫硫率。

2.2.4 煙塵中的二氧化硫濃度

在其他參數(shù)不變的情況下，當(dāng)二氧化硫的濃度越來越大時，氣相主體中的二氧化硫的分壓也隨之增大，也增加了氣液傳質(zhì)的推動力，進而傳質(zhì)效果不斷增強，二氧化硫的吸收速率也逐漸提高了。但當(dāng)煙氣中的二氧化硫增加到一定的程度時，會導(dǎo)致氣液吸收反應(yīng)的增強因子不斷減小，從而在較高二氧化硫濃度時脫硫效率會逐漸降低。因此，通常情況下，當(dāng)煙氣中的二氧化硫濃度較低時，脫硫效率更高一些。

3 結(jié)語

濕法煙氣脫硫工藝相當(dāng)成熟，而影響濕法煙氣脫硫效率的因素有很多，在濕法煙氣脫硫進程中，液氣比越大，煙氣與脫硫劑的接觸反應(yīng)時間越長，漿液的循環(huán)量多，煙氣溫度越低，煙氣中氧氣含量高、粉塵濃度低等都會對于提高煙氣脫硫效率有一定的作用。因此，要確定適合本廠的控制標(biāo)準(zhǔn)，來提高脫硫效率。

參考文獻

[1] 周祖飛，金新榮.影響濕法煙氣脫硫效率的因素分析[J].浙江電力，2001（3）：42-45.

[2] 丁承剛.濕法煙氣脫硫關(guān)鍵參數(shù)簡析[J].國際電力，2002（1）：53-55.