影响燃煤电厂湿法烟气脱硫效率的主要因素

1 影响湿法烟气脱硫效率的因素

及运行控制措施

前言

目前我厂两台600MW及两台1000MW燃煤发电机组所采用的石灰石——石膏湿法烟气脱硫系统运行情况良好，基本能够保持系统安全稳定运行，并且脱硫效率在95%以上。但是，有两套脱硫系统也出现了几次烟气脱硫效率大幅波动的现象，脱脱效率由95%逐渐降到72%。经过对吸收系统的调节，脱硫效率又逐步提高到95%。脱硫效率的不稳定，会造成我厂烟气SO2排放量增加，不能达到节能环保要求。本文将从脱硫系统烟气SO2的吸收反应原理出发，找出影响脱硫效率的主要因素，并制定运行控制措施，以保证我厂烟气脱硫系统的稳定、高效运行。

一、脱硫系统整体概述

邹县发电厂三、四期工程两台600MW及两台1000MW燃煤发电机组，其烟气脱硫系统共设置四套石灰石——石膏湿法烟气脱硫装置，采用一炉一塔，每套脱硫装置的烟气处理能力为每台锅炉100%BMCR工况时的烟气量，其脱硫效率按不小于95%设计。石灰石——石膏湿法烟气脱硫，脱硫剂为石灰石与水配置的悬浮浆液，在吸收塔内烟气中的SO2与石灰石反应后生成亚硫酸钙，并就地强制氧化为石膏，石膏经二级脱水处理作为副产品外售。

烟气系统流程：烟气从锅炉烟道引出，温度约126℃，由增压风机升压后，送至烟气换热器与吸收塔出口的净烟气换热，原烟气温度降至约90℃，随即进入吸收塔，与来自脱硫吸收塔上部喷淋层（三期3层、四期4层）的石灰石浆液逆流接触，进行脱硫吸收反应，在此，烟气被冷却、饱和，烟气中的SO2被吸收。脱硫后的净烟气经吸收塔顶部的两级除雾器除去携带的液滴后至烟气换热器进行加热，温度由43℃上升至约80℃后，通过烟囱排放至大气。

二、脱硫吸收塔内SO2的吸收过程

烟气中SO2在吸收塔内的吸收反应过程可分为三个区域，即吸收区、氧化区、中和区。

1、吸收区内的反应过程：

烟气从吸收塔下侧进入与喷淋浆液逆流接触，由于吸收塔内充分的气/液接触，在气-液界面上发生了传质过程，烟气中气态的SO2、SO3等溶解并转变为相应的酸性化合物：

影响湿法烟气脱硫效率的因素分析

摘要：近年来，影响湿法烟气脱硫效率的因素得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，并结合相关实践经验，分别从运行参数的影响，以及入口烟气参数的影响等多个角度与方面，就影响湿法烟气脱硫效率的因素展开了研究，阐述了个人的看法与认识，望有助于湿法烟气脱硫相关工作的实践与开展。

关键词：湿法；烟气脱硫；效率；影响因素

1前言

作为一项要求较高的实践性工作，湿法烟气脱硫的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对湿法烟气脱硫效率影响因素的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化湿法烟气脱硫工作的最终整体效果。

2石灰石-石膏湿法脱硫工艺过程

某电厂烟气脱硫工艺系统主要有7个子系统：石灰石制浆系统、烟气系统、SO2吸收系统、石膏脱水及储运系统、排空系统、工艺水系统和压缩空气系统组成。

2.1石灰石制浆系统

该系统主要功能是将满足粒度要求的石灰石块卸入石灰石仓和制备脱硫所需的石灰石浆液。

2.2烟气系统

该系统主要功能是将锅炉原烟气经过气气换热器（GGH）换热降温后引入吸收塔，将脱硫后的净烟气经过GGH换热升温后引入烟囱排放。

2.3SO2吸收系统

该系统主要功能将引入的锅炉原烟气在喷雾吸收塔内通过吸收塔浆液的喷雾洗涤去除大量的SO2，脱硫反应生成的脱硫产物在吸收塔浆池中被通入的氧化空气强制反应生成硫酸钙并在浆池中结晶生成二水石膏。石膏浆液通过石膏浆液排除泵送入石膏脱水系统，吸收塔脱硫率在设计煤种BMCR工况下可达95%以上。

2.4石膏脱水及储运系统

该系统主要功能将由石膏浆液排除泵的浆液进行脱水以制成所需品质的石膏。吸收塔内的石膏浆液通过石膏浆液排出泵送入石膏浆液旋流站浓缩，浓缩后的石膏浆液（含固量约为700gL）全部送入石膏浆液缓冲箱，再由石膏浆液输送泵送至真空皮带脱水机进行脱水。脱水后表面含水率小于10%的石膏由皮带输送机送入石膏储存间存放待运。

34技术应用与研究在空气污染不断加重的当下，电力工业二氧化硫排放不断增加，为了呼应可持续发展理念，电力工业有必要承担绿色生产体系建设职责。当前，有关部门中明确规定发电厂二氧化硫及烟尘排放速率及标准。现阶段，烟气湿法脱硫技术不断成熟，且逐渐在各电厂中应用，效果较为显著。一、湿法脱硫原理电厂为了对二氧化硫排量进行合理控制，节能而有效地降低排放量，大部分会采用石灰石－石膏湿法烟气脱硫技术。烟气在经过脱硝、除尘后，由增压风机增压后进入喷淋塔内进行脱硫处理。喷淋式方式在脱硫吸收塔当中的应用，能促使石灰石同烟气充分反映。接着浆液水分快速蒸发，烟气逐渐冷却，循环浆液会对烟气进行洗涤，此时就可以实现硫脱处理，烟气当中的氯化氢与氟化氢也会被除去。烟气从吸收塔出口排至烟囱，由于经过喷淋之后的烟温降低且含水率较高，为了防止白雾或者石膏雨的产生，有时会选择烟气加热后排放的方式，烟气途径换热器，此时换热器将会加热烟气以达到脱白及防止石膏雨的目的。电厂吸收塔中石灰石－石膏浆液较多，当浆液达到喷淋层时，浆液循环泵将变成主要动力。随着浆液的下落，其同烟气逐渐混合，这一过程中，二氧化硫会在水中溶解，浆液内碱性物质会与之反应，最终实现脱硫处理。在浆液达到吸收塔反应池内，待脱硫处置后烟气会在吸收塔内实现翻转，之后烟气会朝下流动，最后从烟气口进入再热系统内。氧化风机作为亚硫酸盐和碳酸钙反应的催化剂，经过反应后，反应池当中会积累大量石膏。在不断反应过程中，溶液中也会有石膏析出。二、脱硫系统堵塞与结垢问题处置和预防1.堵塞与结构发生机理（1）系统身处低氧化反应环境下，脱硫系统会产生软垢，随着软垢的积累，很容易导致系统堵塞。（2）若石膏浓度较大，且为过饱和状态，石膏溶液当中会析出晶束，若石膏浆液在塔内停留较短时间，系统很有可能结垢之后发生堵塞。2.系统结垢及堵塞处理和预防措施（1）让专业操作人员处理，可以有效提升实际除尘率，防止安全隐患和喷嘴堵塞的情况出现。（2）加强氧化风机维修和维护，确保浆液内石膏晶体浓度范围合理。（3）合理控制溶液PH，避免系统运行期间溶液当中的PH发生变化。从实践当中我们发现，技术人员应合理控制吸收塔内溶液PH，一般情况下应控制PH值的范围在5～6左右，确保浆液的PH值呈酸性，防止结垢。（4）操作人员可向浆液中加入亚硫酸钙，其可以有效防止吸收塔出现堵塞与结垢等情况。（5）让检修经验丰富的人员对系统设备进行定期保养，同时定期更换受损设备。同时应用原厂设备与配件，便于有效确保系统运行质量。三、影响脱硫效率的各项因素1.浆液循环量及液气比液气比是吸收剂用量与含硫烟气的比值，在某一范围内，系统脱硫率会伴随液气比数值不断增加，原因为液气比数值可以充分体现液气接触率，且随着液气比的增加，液气接触率也不断增加，浆液和烟气混合效果也会越来越好。这一操作期间，需要注意，吸收液和二氧化硫气体间会有一定液气平衡，当液气比大于某一数值后，脱硫速率将不发生改变。若循环泵浆液喷嘴堵塞，导致吸收过程中的液气比下降，也会对系统脱硫产生较大影响，严重的会使脱硫效率不断降低。2.吸收浆液与烟气的接触时间烟气经由换热器进入吸收塔由下自上地流动，与浆液雾滴反应。烟气流速的控制决定了烟气与雾滴在吸收塔中的接触时间，选择合适的烟气流速，将会很大程度上影响脱硫效率。3.烟气温度若进入到吸收塔内的烟气温度升高，烟气压力和流速值也会不断增加，进而使得脱硫效率不断降低。联合相关理论，随着吸收塔内烟气温度的降低，二氧化硫逐渐进入浆液内，进而产生亚硫酸根离子。低温情况下，有助于烟气和浆液混合，通常当温度在60℃时，浆液吸收二氧化硫的效率也会不断提升。4.烟气粉尘脱硫过程中，烟气内粉尘会进入吸收塔内，随着液滴沉降于吸收塔浆液池中，然后与石灰石-石膏浆液逐渐混合，使得浆液中杂质增多，将会影响石膏产品的纯净度以及对浆液二氧化硫的吸收效率。5.石灰石品质若石灰石品质相对较差，石灰石浆液质量达不到反应所需的要求，随着吸收过程中浆液中的碳酸钙逐渐减少，浆液吸收二氧化硫的能力也将逐渐减少，最终使得二氧化硫气体吸收率不断下降。6. 浆液PH若浆液当中的PH较高，表明浆液当中石灰石浓度很大，这对提高脱硫效率十分有益。但是这一过程需要注意，浆液当中的PH并不是越高越好，研究显示，随着浆液PH值的不断提升，若这一数值超过5.8，浆液脱硫效率也会不断下降。四、结语综上，在电厂发展建设期间，为了实现可持续发展，电厂烟气处理期间，有必要加强电厂烟气脱硫处理。电厂烟气脱硫处理工作的开展，不仅可以促进环境友好型社会建设，还能有效降低空气污染，减少电厂生产对人们生活产生的影响。石灰石－石膏烟气湿法脱硫技术，在电厂建设中的应用，能有效地去除烟气中的二氧化硫及粉尘，为了达到更低的排放值以实现环境的改善，有必要大力研究更有效的脱硫技术，便于促进电力工业朝着可持续的方向不断前行。参考文献：[1]胡博彩,简荣龙,张军,瞿广飞,宁平.醇胺离子液体 -DBU 混合吸收液吸收 SO2性能及其机理研究 [J].材料导报,2016[2]周至祥,段建中,薛建明.火电厂湿法烟气脱硫技术手册[M]. 北京：中国电力出版社,2016[3]孙克勤. 电厂烟气脱硫设备及运行[M].北京:中国电力出版社,2015电厂烟气湿法脱硫技术问题及脱硫效率黄小花 江苏科行环保股份有限公司【摘　要】火电厂脱硫系统技术有较多问题，生产期间，若不能妥善处理，势必会导致脱硫效率不断降低，与此同时，还会受到监管部门惩处。所以，有必要采取措 施解决脱硫技术问题。基于此，文章就湿法脱硫技术与脱硫效率展开详细分析，希望通过改善脱硫技术不断提高脱硫效率。【关键词】电厂脱硫；技术问题；脱硫效率

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湿法脱硫装置效率不高原因分析

石灰石—石膏法是目前世界上应用最广泛,技术最为成熟的湿法脱硫技术,设计脱硫

效率可达 95%以上。但由于许多电厂在实际应用中存在燃用煤质远超过设计值,吸收

剂、工艺水品质不稳定,设备故障多等原因,导致脱硫装置(尤其是在燃煤供应紧张,入炉

煤质无法保证时)在实际运行中出现脱硫效率降低、SO2 排放浓度偏高等情况,从而达不

到环保要求。

本文针对脱硫装置运行中出现的脱硫效率不高问题,提出了全面的原因分析查找方法

和程序,为检修维护和运行改进提供方向。

1 湿法烟气脱硫系统吸收系统组成

SO2 吸收系统是实现烟气脱硫系统功能的核心部分,由吸收塔、吸收剂浆液、浆液循

环泵、浆液喷嘴、搅拌装置和氧化空气组成。

烟气进入吸收塔后向上运动,浆液则在循环泵的帮助下自塔底浆池进入喷淋层,然后通

过喷嘴以雾化状态向下运动,在落回浆池的过程中与逆向运行的烟气充分接触,脱出烟气

中的 SO2 等污染物,然后通过除雾器除去烟气携带的大颗粒水滴、浆液颗粒后经烟囱排

放。

2 脱硫效率不高原因分析

2.1 脱硫效率计算公式

据《燃煤烟气脱硫设备性能测试方法》(GB/T21508-2008),SO2 脱除效率计算公式为:

由于过剩空气系数是通过烟气中 O2 浓度计算得出的,而净、原烟气中 SO2 浓度和 O2

浓度是通过烟气在线监测系统(以下简称 CEMS)检测出来的,因此,全面分析脱硫系统效

率不高的原因有两大部分:一是 CEMS 表计原因或检测数据不能反映系统真实情况时的

脱硫效率低下;二是脱硫系统本身出现故障,导致脱硫效率低于正常值。

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2.2 脱硫效率不高原因分析

由于脱硫效率是通过烟气在线监测系统(以下简称 CEMS)检测出的 SO2、O2 等质量

浓度进行计算得出的结果,因此,综合起来影响脱硫效率因素包括 CEMS 检测数据不能反

映脱硫吸收系统的真实情况,脱硫装置入口烟气量或入口 SO2 质量浓度超过设计能力,吸