石灰石石膏湿法烟气脱硫效率的影响因素分析研究.pdf

第五章环境污染防治技术研究与开发 石灰石一石膏湿法烟气脱硫效率的影响因素分析 李娟李林方 (重庆大学重庆大学B区三宿1026400045) 摘要本文概要的介绍了石灰石一石膏湿烟气脱硫过程的机理，分析了吸收温度，脱硫剂的品质、 粒度，液气比(L／G)，钙硫比(Ca／S)，浆液的PH值，烟气流速和温度，烟气中的含氧量，浆池的 持液量，石膏过饱和度等因素对脱硫效率的影响规律，对运行实践有一定指导意义。 关键词 石灰石一石膏湿法烟气脱硫、脱硫效率、影响因素 一、前言 二氧化硫和酸雨已成为制约我国社会和经济发展的重要环境因素，控制和治理二氧化硫污染 已成为我国当前和今后相当一段时间内最为紧迫的环保任务之一。燃煤火电厂是我国二氧化硫的 主要来源，更是控制的重中之重。 在众多烟气脱硫方法中，石灰石一石膏湿法烟气脱硫以技术成熟、脱硫效率高、吸收剂价廉 易得、煤种适应范围宽、能满足大机组烟气脱硫要求、脱硫副产品可资源化、对负荷变化的适应 性强，适应30％一100％的负荷变化…，并有较大幅度降低工程造价的可能性等显著优点成为目 前世界上最成熟、应用最广泛的烟气脱硫工艺。该工艺作为当前国际上通行的大机组火电厂烟气 脱硫的基本工艺，适合我国火电机组高参数、大容量的发展方向。石灰石一石膏湿法烟气脱硫工 艺涉及到一系列的物理和化学过程，脱硫效率受诸多因素的影响，本文拟对脱硫效率影响因素进 行探索、总结和分析，为同类烟气脱硫设施的经济、高效、稳定地运行，提供借鉴与参考。 二、石灰石一石膏湿法烟气脱硫的原理 石灰石一石膏湿法烟气脱硫的脱硫过程在气一液一固三相之间进行，包含多个物理和化学吸 收过程，主要由sO：吸收、石灰石溶解、中和、氧化、石膏结晶、分离等单元组成，其中最重要 的环节为吸收。按照双膜，具体的反映过程由以下六步实现： (1)气态so：在气流中扩散，扩散通过气膜； (2)SO：被吸收，离解成亚硫酸根和氢离子； (3)氢离子与碳酸钙反应生成钙离子； (4)亚硫酸根离子被氧化生成硫酸根离子； (5)在酸性条件下，硫酸根与钙离子反应生成硫酸盐； (6)硫酸盐结晶产生石膏。 其实质，首先是S02吸收，溶解于水并发生一系列的电离，建立s02一Hs町一s谚一一H+之间的 平衡。随着石灰石浆液的加入，这一平衡被打破，不但中和了H+，还为生成石膏提供了C82+。在适 宜条件下，石膏不断析出，石灰石继续溶解，S02连续不断地被吸收，烟气得以净化【2]。 三、石灰石一石膏湿法烟气脱硫效率的影响因素 从该工艺的脱硫过程来看，脱硫效率的影响因素主要有吸收温度，脱硫剂的品质、粒度，液 气比(L／G)，钙硫比(Ca／S)，浆液的pH值，烟气流速和温度，烟气中的含氧量，浆池的持液 量，石膏过饱和度等。 (1)液气比。液气比是指单位时间内流经吸收塔单位体积烟气量。液气比决定脱硫效率的 ·2766· 中国环境科学学会学术年会优秀论文集(2006) 一个重要参数，它决定酸性气体吸收所需的吸收表面，在其他参数值一定的情况下，提高液气比 相当于增大了吸收塔内的喷淋密度，使液气接触面积增大，湍流程度也同时加大，脱硫效率也将 增大。要保证较高的脱硫效率，必须有足够大的液气比。据据美国电力研究院的FGDPRISM程 100％了，液气比超过15．5L／ms后，脱硫率的提高非常缓慢∞J。通常，对于喷淋塔，液气比的 范围一般在8L／m3—25L／m3【引。在实际工程中，提高液气比将使浆液循环泵的流量增大，增加 风机能耗。因此，应在保证脱硫效率的前提下尽量降低液气比。 (2)钙硫比(Ca／S)。钙硫比是指注入吸收剂量与吸收sO：量的摩尔比，它反应单位时间内 吸收剂原料的供给量，通常以浆液中吸收剂浓度作为度量。实验表明：随着钙硫比的增大，脱硫 率增大。当Ca／S1时，提供的吸收剂不能满足吸收烟气中SO：的需要，这时脱硫效率完全由吸 收剂量所决定。当Ca／S1时，Ca／S增加到一定数值后，即使在增加Ca／S，脱硫效率的增加会 趋于平缓直至不变，石灰石利用率也下降J，同时增加了运行成本。因此，应以排放达标为原 则来确定合适的Ca／S。实践证明，吸收塔的浆液浓度选择在20％一30％为宜，钙硫比在1．02— 1．05之间。 (3)浆液的pH值∽’6川。浆液的pH值是烟气脱硫重点控制的化学参