石灰石—石膏濕法脫硫技術(shù)問題及脫硫效率研究

王瑞

摘要：石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)目前在我國燃煤工礦行業(yè)當(dāng)中應(yīng)用較為頻繁，石灰石-石膏濕法相對于其他脫硫技術(shù)來說，技術(shù)使用的質(zhì)量較高，效率較高，并且經(jīng)過多年的實踐應(yīng)用，技術(shù)水平也在不斷提高，方法的應(yīng)用也逐漸完善。但是在實踐應(yīng)用的過程中，仍容易出現(xiàn)結(jié)垢、腐蝕等問題，需要在重點注意，并做好防止措施。本文對石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)問題及脫硫效率進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：石灰石-石膏；濕法脫硫；技術(shù)問題；脫硫效率

一、石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)應(yīng)用原理

石灰石-石膏稀漿從吸收塔沉淀槽中泵入安裝在塔頂部的噴嘴集管中，在石灰石-石膏稀漿沿噴霧塔下落過程中它與上升的煙氣接觸，煙氣中的SO2溶入水溶液中，并被其中的堿性物質(zhì)中和，從而使煙氣中的硫脫除。石灰石中的碳酸鈣與二氧化硫和氧（空氣中的氧）發(fā)生反應(yīng)，并最終生成石膏，這些石膏在沉淀槽中從溶液中析出。石膏稀漿由吸收塔沉淀槽中抽出，經(jīng)濃縮、脫水和洗滌后先儲存起來，然后再從當(dāng)?shù)剡\走。廢棄處理單元流程如下圖1所示。

二、石灰石-石膏脫硫技術(shù)問題與處理策略

1.結(jié)垢、堵塞問題與處理策略

（1）問題成因

在石灰石-石膏脫硫技術(shù)應(yīng)用的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)、堵塞和腐蝕等問題。首先，技術(shù)應(yīng)用后生成的石膏稀漿，會隨著反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行而呈現(xiàn)不斷遞增的趨勢，當(dāng)石膏稀漿濃度達(dá)到一定的飽和狀態(tài)之后，石膏就會逐漸轉(zhuǎn)換成晶體結(jié)構(gòu)，石膏所轉(zhuǎn)化的晶體就會附著在懸浮液中原有的晶體物質(zhì)表面，使液體中的晶體結(jié)構(gòu)體積會不斷的擴大，當(dāng)晶體結(jié)構(gòu)擴展晶核結(jié)構(gòu)。晶體結(jié)構(gòu)也同樣會在溶液當(dāng)中其他物質(zhì)的表面進(jìn)行附著，逐漸的晶體結(jié)構(gòu)就會被吸在吸收塔的內(nèi)壁表面，形成結(jié)垢，結(jié)垢體積變大就發(fā)生堵塞情況。

其次，在系統(tǒng)當(dāng)中技術(shù)的應(yīng)用需要石灰石發(fā)生氧化反應(yīng)，在系統(tǒng)氧化反應(yīng)效果較差的情況下，系統(tǒng)內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)就會生成軟垢，使系統(tǒng)出現(xiàn)結(jié)垢和堵塞。最后，系統(tǒng)內(nèi)部吸收液的pH值，如果出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況也會導(dǎo)致結(jié)垢，當(dāng)pH值偏低的情況下，就會導(dǎo)致吸收液中的Na2SO3的溶解度就會相應(yīng)被弱化，溶液中就會反應(yīng)出石膏，并分解出來，從而生成硬垢；當(dāng)pH值偏高的情況下，硫酸鹽的溶解度就會下浮，導(dǎo)致Na2SO3被析出，生成軟垢。

（2）處理策略

對于結(jié)垢和堵塞問題，可以采取的處理策略較多，具體包括：提高系統(tǒng)氧化反應(yīng)度，進(jìn)行完全氧化反應(yīng)。要使CaSO3的氧化率≥95.00%，這樣就能是石膏稀漿當(dāng)中含有標(biāo)準(zhǔn)密度的石膏晶體；做好除塵、防塵工作；對吸收液的水分含量進(jìn)行控制，降低水分蒸發(fā)的速度，并對石膏的飽和度進(jìn)行控制，飽和度要≤130.00%；保持吸收液pH值的穩(wěn)定性；在吸收液當(dāng)中加入Mg2+或H2C2O2；根據(jù)系統(tǒng)運行情況，適當(dāng)?shù)膶⒁簹獗冗M(jìn)行上調(diào)。

2.腐蝕問題及處理方法

腐蝕問題也是比較常見的問題，針對腐蝕的問題可以采取以下幾種方法進(jìn)行處理：對系統(tǒng)溶液的pH值穩(wěn)定性進(jìn)行有效的控制；脫硫設(shè)備的煙氣入口溫度需要進(jìn)行合理的選擇，并根據(jù)溫度值對應(yīng)著選用標(biāo)準(zhǔn)的防腐內(nèi)襯；提高防腐內(nèi)襯施工的規(guī)范性；使用高質(zhì)量的防腐材料；吸收塔的焊接結(jié)構(gòu)表面要保證平整度和光滑性。

三、石灰石-石膏脫硫效率的影響因素探究

1.吸收液pH值

吸收液pH值需要保持在一定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，pH值不同，脫硫技術(shù)應(yīng)用的效果也會存在差異。當(dāng)pH值為6時，脫硫的效果是處于極佳狀態(tài)的，但是卻容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)堵塞的問題出現(xiàn)；當(dāng)pH值過小時，CaSO3的氧化反應(yīng)程度較大，石灰石的溶解速度會加快，但是SO2的吸收量會減少，導(dǎo)致脫硫的效率降低；當(dāng)pH值為4時，SO2的吸收量趨近于0，吸收液酸性變強，從而導(dǎo)致腐蝕的問題出現(xiàn)。吸收液處于4≤pH值≤6的時候，是屬于標(biāo)準(zhǔn)范圍，但是具體的值需要進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試來確定。

2.液氣比與漿液循環(huán)量

首先，液氣比上升，脫硫效率就會同比例上升，但是當(dāng)?shù)竭_(dá)一定的平衡狀態(tài)時，脫硫效率將維持最高的水平，不會在上升。其次，石灰石噴淋漿液與煙氣接觸，產(chǎn)生循環(huán)反應(yīng)，反應(yīng)的過程中SO2會逐漸的被去除，漿液循環(huán)量增加，反應(yīng)去除的SO2量就會增加。

3.石灰石粒度及純度

相同含量的石灰石，將石灰石的粒度變細(xì)，石灰石裸露在外部的表面積就會越大，這樣與煙氣之間的接觸面積就會越大，從而反應(yīng)的就會更加充分，SO2的吸收量就會增加。脫硫技術(shù)應(yīng)用期間石灰石的純度越高，吸收效果越好，純度不需要達(dá)到100%，但需要超過90.00%。在反應(yīng)過程中，石灰石的反應(yīng)率越高，脫硫的效率就越高。

4.氧化空氣量

在脫硫氧化反應(yīng)期間，氧氣的含量越高，氧化反應(yīng)越迅速，氧化空氣量增加，脫硫的效率就隨之增加。氧化反應(yīng)的過程中，氧氣能夠加速CaSO4·2H2O的反應(yīng)形成，從而使脫硫的速度也隨之提升。因而在脫硫技術(shù)應(yīng)用期間可以適當(dāng)?shù)脑黾友鯕獾暮?，來提高脫硫效率?/p>

5.煙塵

煙塵當(dāng)中含有四處飄的飛灰，這些飛灰會減少SO2與脫硫劑之間的接觸面積，從而抑制石灰石氧化溶解的速率，這樣鈣離子的脫離效果就會大打折扣。并且飛灰物質(zhì)在反應(yīng)的過程中會溶解出重金屬物質(zhì)，導(dǎo)致鈣離子與HSO3-之間的反應(yīng)速度變慢。因而煙氣中的飛灰物質(zhì)的含量若是過多，脫硫的效率就會下降，在脫硫技術(shù)應(yīng)用期間需要減少飛灰的含量。

6.煙氣溫度

煙氣溫度也是脫硫技術(shù)反應(yīng)時需要合理控制的影響因素。吸收塔吸收的煙氣溫度需要保持較低的狀態(tài)，低溫條件下，SO2氣體融進(jìn)石灰石漿液更加容易。在脫硫技術(shù)多年實踐當(dāng)中證明，當(dāng)煙氣溫度在60℃左右的條件下，進(jìn)行煙氣吸收，吸收后的反應(yīng)效果較高，脫硫效率較高。

7.氯離子的含量

氯在脫硫技術(shù)系統(tǒng)當(dāng)中主要是以CaCl2的形式存在的，氯離子的含量過多會降低脫硫的效率，但是氯離子的結(jié)構(gòu)方式很難去除，因而在脫硫技術(shù)應(yīng)用的過程中需要對氯離子的含量控制在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，防止對脫硫效率產(chǎn)生過大的影響。

結(jié)語：

石灰石-石膏脫硫技術(shù)的應(yīng)用能夠有效的保護(hù)生態(tài)環(huán)境，避免有害物質(zhì)破壞大氣層。脫硫技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用對我國生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展是有重要幫助的，因而針對其中存在的技術(shù)問題，需要采取有效的措施進(jìn)行優(yōu)化處理。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：云南曲靖鋼鐵集團雙友鋼鐵有限公司）