火电领域石灰石湿法脱硫技术的应用进程研究

火电领域石灰石湿法脱硫技术的应用进程研究

茅干辰 眭华军

国家能源集团谏壁发电厂，江苏 镇江 212000

摘要：本文首先阐述了石灰石-石膏脱硫技术问题与处理策略，接着对影响火电厂湿法石灰石烟气脱硫工艺的因素进行了探讨。

关键词：湿法脱硫；火电厂

引言：

就目前而言，脱硫技术的种类和方法都十分之多，最为有效的脱硫工艺和脱硫技术就是湿法脱硫工艺，这种工艺具有十分有效的功效，更好的排除废气中的硫元素的残留，保障空气的质量。脱硫技术是在火电企业发展、环保意识增强、上下游技术进步等多重因素的共同影响下不断发展壮大的。

1影响火电厂湿法石灰石烟气脱硫工艺脱硫效率的因素

我国火电厂针对二氧化硫的控制主要分为三个阶段，即燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫三种，其中尤以燃烧后脱硫技术应用最为广泛。烟气脱硫技术主要有干法半干法烟气脱硫和湿法烟气脱硫，烟气脱硫利用了酸碱中和原理，二氧化硫是酸性，与碱会发生中和反应，并生成亚硫酸盐或是硫酸盐，从而实现脱硫的目的。目前与二氧化硫发生中和反应的碱性物质主要有石灰石、生石灰、熟石灰、氨和海水等。

作为当前应用最为广泛的脱硫技术,湿法脱硫技术应用较为成熟，脱硫效率高达98%。该技术所使用的原材料为石灰，取材方便，成本低廉。然而近年来为了满足日益增长的用电需求，我国火火电厂规模逐渐扩大，发电量成倍增加，随之而来就是烟气排放量增加，对环境的污染越来越严重，湿法脱硫技术在火电厂脱硫环节中受到多方因素影响。

1.1烟气出口温度与脱硫效率影响关系分析

通过文献和实践，二氧化硫与石灰石浆液之间的化学反应属于放热反应，若烟气温度高，那么两者之间的反应必然会受影响，同时二氧化硫的溶解度也会受到一定的影响，因为温度越高气体的溶解度越低，对脱硫效率产生一定的影响。而若烟气温度较低，达不到烟气排放的温度标准。因此，温度对脱硫效率的影响比较显著，一旦温度控制不到位，那么脱硫效率必然大受影响，造成烟气品质无法满足超低排放标准，在应用湿法石灰石脱硫技术进行烟气处理过程中，必须对烟气入口温度进行严格的控制。

1.2烟气的气液比与脱硫效率的影响关系分析

液气比指的是经吸收塔单位体积的烟气量与喷淋浆液量的比值。通过该比值可以控制烟气与石灰石浆液的接触面积。当其余参数固定的条件下，液气比增加，液体反应溶液的体积增加，湿法脱硫工艺的脱硫效率增加，提升脱硫工艺效果。气相在溶液中的溶解度与该气相在气液两相分界面上的分压是正比例关系，换句话说就是即使反应溶液大量增加，但是溶解度也是有一个极限的，一旦达到这个极限，再增加反应溶液也不会提升脱硫效率，反而会增加脱硫成本。

1.3吸收塔浆液pH值与二氧化硫去除效率的影响关系分析

二氧化硫溶液是酸性溶液，在中和反应持续进行条件下，石灰石浆液的pH值也会越来越小，会对二氧化硫的吸收效率产生显著影响。在这种情况下，如果单纯地提高pH值可以在一定程度上增加脱硫效率，但是同时也会对石灰石的溶解速度造成阻碍，从而降低反应吸收剂的含量，对脱硫效率造成影响。在pH值较高条件下，中和反应产物亚硫酸钙的氧化效率会明显降低，结垢问题会越来越严重，因此在进行湿法石灰石烟气脱硫技术应用过程中，必须严格控制pH值。

湿法石灰石法应用过程中，如果反应副产物量超过反应物量时，石灰石吸收反应会停止，同时生成的固体结晶会附着在管道壁面上，或者是在设备底部沉积下来。为了避免这种问题的发生，可以应用强制氧化工艺。利用强制氧化作用可以让副产物亚硫酸钙生成硫酸钙，从而有效改善结晶结构现象。另外，湿法石灰石法反应的生成液是酸性的，因此不可避免地会存在腐蚀问题，因此在脱硫工艺中必须对腐蚀反应进行严格的控制，可以选择耐腐蚀性材料，实现安全生产，同时提升工艺效果。

2石灰石-石膏湿法脱硫工艺问题与处理策略

2.1结垢、堵塞问题与处理策略

（1）问题成因

在石灰石-石膏脱硫技术应用的过程中经常会出现结构、堵塞和腐蚀等问题。首先，技术应用后生成的石膏稀浆，会随着反应的持续进行而呈现不断递增的趋势，当石膏稀浆浓度达到一定的饱和状态之后，石膏就会逐渐转换成晶体结构，石膏所转化的晶体就会附着在悬浮液中原有的晶体物质表面，使液体中的晶体结构体积会不断的扩大，当晶体结构扩展晶核结构。晶体结构也同样会在溶液当中其他物质的表面进行附着，逐渐的晶体结构就会被吸在吸收塔的内壁表面，形成结垢，结垢体积变大就发生堵塞情况。

其次，在系统当中技术的应用需要进行氧化反应，在系统氧化反应效果较差的情况下，系统内部的化学反应就会生成软垢，使系统出现结垢和堵塞。最后，系统内部吸收塔浆液的pH值，如果出现不稳定的情况也会导致结垢，尤其当pH值偏高的情况下，硫酸盐的溶解度就会下浮，生成软垢。

（2）处理策略

对于结垢和堵塞问题，可以采取的处理策略较多，具体包括：提高系统氧化反应度，进行完全氧化反应。要使CaSO3的氧化率≥95.00%，这样就能使石膏稀浆当中含有标准密度的石膏晶体；做好除尘、防尘工作；对吸收液的水分含量进行控制，降低水分蒸发的速度，并对石膏的饱和度进行控制；保持吸收液pH值的稳定性；根据系统运行情况，适当的将液气比进行上调。

2.2腐蚀问题及处理方法

腐蚀问题也是比较常见的问题，针对腐蚀的问题可以采取以下几种方法进行处理：对系统溶液的pH值稳定性进行有效的控制；脱硫设备要根据烟气入口温度值选用标准的防腐内衬；提高防腐内衬施工的规范性；使用高质量的防腐材料；吸收塔的焊接结构表面要保证平整度和光滑性。

3结束语：

对湿法除硫技术进行了系统的综述，在目前仍是石灰石-石膏的技术进行脱硫工艺的主要先锋力量，对其中的技术创新仍要有效的落实和创新，保障其能够长久有效的发挥其价值。在未来湿法脱硫技术能够更加的环保，能够达到相关的标准和相关综合性产品的产出，火电厂的负责人在相关的火电厂中一定要将脱硫技术进行系统的调整，将脱硫技术进行详细的具体化系统化的检修和监督，完善好相关的工艺，侧重对技术的研究，保障脱硫技术能够得到有效的改良和长远的使用。

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