影响燃煤电厂湿法烟气脱硫效率的主要因素 李钧

影响燃煤电厂湿法烟气脱硫效率的主要因素李钧

发表时间：2019-07-16T13:51:49.263Z 来源：《电力设备》2019年第6期作者：李钧

[导读] 摘要：科学技术的快速发展使我国各行业发展迅速。

（国电宁夏石嘴山发电有限责任公司宁夏回族自治区石嘴山市 753202）

摘要：科学技术的快速发展使我国各行业发展迅速。石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术是目前世界上应用最为广泛、工艺最为成熟、适应能力最强的火力发电机组烟气脱硫技术。

关键词：燃煤电厂；湿法烟气脱硫效率；主要因素

引言

我国经济建设的快速发展离不开各行业的大力支持。我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭资源在能源结构中始终占据着主导地位。煤炭作为一次能源，最大的缺点在于燃烧过程中排放出的二氧化硫（SO2）、NOx及粉尘等污染物，给人类健康、社会生产、生态环境等造成了巨大的危害。

1燃煤电厂湿法烟气脱硫现状

在这个阶段，人们逐渐增强对生态环境的保护意识。国家逐渐开始强调对于保护环境的重要性。因为新兴技术的发展，烟气脱硫技术得到了快速发展，并且普遍的使用到各种电站企业。经过不完全的调查统计分析，只有百分之十的电站企业在开发过程中不使用烟气脱硫技术。在电站烟气脱硫技术应用中，大多数电站锅炉技术人员通过相关方案的测试，可以满足烟气脱硫的基本要求。我国的烟气脱硫技术处于迷茫的阶段，可以借鉴外国先进的烟气脱硫的经验和技术，并且与我国传统的技术相结合，以达到技术创新的目标。

2影响脱硫效率的主要因素

2.1吸收塔浆液pH值对脱硫效率的影响

吸收塔内浆液pH值的控制是提高脱硫效率，掌控石膏品质的关键环节。浆液pH值在实际运行中对于吸收塔内传质性能有着一定影响，具体表现在以下方面：首先，吸收浆液的pH较高，液相主体传质系数增大，有利于SO2的吸收，对SO2脱除有利，可减少石灰石浆液对设备的腐蚀作用；其次，当pH值越小时，会有利于石灰石的溶解，钙离子的析出，但不利于SO2的反应。随着SO2的吸收，浆液的pH值继续下降，酸度增加，CａCO３的析出量增加。CａCO３细本颗粒表面被析出的CａCO３包围，阻碍了CａCO３的继续分解，继而使pH值继续降低，反而会抑制SO2吸收反应的进行。所以在实际生产作业过程中，一般情况下，石灰石浆液的pH值控制在5.0-5.8比较合适的控制范围。

2.2锅炉投油

目前，脱硫系统取消烟气旁路后，脱硫系统都要在锅炉点火前启动运行，锅炉在开停机和投油稳燃时都将造成大量未完全燃烧的柴油在脱硫系统被吸收沉积，柴油和浆液混合后起到表面活性剂的作用，容易在吸收塔内产生泡沫，妨碍石膏结晶和晶体长大。吸收塔起泡严重时，石膏排出泵入口浆液泡沫增加，泵出口压力降低或压力不稳，无法正常控制石膏流量，浆液流量不稳定，最终导致浆液密度逐渐上升，吸收塔液位难以控制。

2.3入口烟气温度对脱硫效率的影响

燃煤电厂常规FGD入口的温度约为100-160度左右，这个与燃用煤质、锅炉燃烧情况有关。这与SO2的吸收过程是一个放热的过程有关联，若FGD入口温度过高，会造成吸收塔内液面SO2平衡分压上升，导致二氧化硫溶解度下降，脱硫率降低。另外，过高的烟气温度还会降低了吸收塔内某些特种材质的使用寿命。SO2的吸收速率随着温度的升髙而降低，温度的升高还不利于反应向生成石膏过程移动。所以在实际的FGD装置中，通常高温原烟气会经过烟气换热器（GGH）来降低进入吸收塔的原烟气温度或在吸收塔前布置降温装置来降低吸收塔入口温度，提高了脱硫系统的效率。

2.4工艺水水质

根据燃煤电厂典型设计情况，石灰石－石膏湿法脱硫系统工艺水一般来源于电厂循环水排水，而循环水中为了防止凝汽器结垢，往往是连续添加阻垢剂，抑制CａCO３的生成。根据循环水阻垢剂阻垢原理，阻垢剂能起到表面活性剂的作用，会对CａCO３进行包裹，防止晶格长大，并且阻垢剂中的特殊金属有机物会进入CａCO３晶格，使晶格发生畸变，阻止CａCO３晶体长大，而这些阻垢剂进入脱硫浆液系统后同样会抑制CａCO4晶格长大，影响石膏脱水。

2.5入口烟气含尘浓度对脱硫效率的影响

吸收塔在运行中若因除尘器故障等原因会使FGD入口烟尘增加，烟气中约75%的飞灰留在了浆液中，致使从而会降低脱硫效率。烟尘中的HF（氟化氢）进入脱硫塔与水接触，与CａCO３中Ca2+与F-发生反应生成CaF2，同时，飞灰中的铝离子溶解进脱硫塔内的浆液中，生成A1Fn多核络合物阻碍了石灰石的消溶，导致浆液pH值下降。同时灰尘中的重金属离子如Hg、Mg、Cd、Zn等会抑制Ca2+与HSO3-的反应，进而影响脱硫效率和石灰石的利用率。此外，飞灰化合成复合物，形成石灰石颗粒表面包膜，降低活性，也会影响生成石膏副产品的品质。

2.6烟气SO2浓度对传质速率的影响

采用浓度为20%的脱硫剂，在烟气流量为18m3∙h-1、脱硫剂循环流量为300mL∙min-1时，对SO2浓度为1860~6440mg∙m-3的烟气进行了实验探究。将测得的系统出口烟气SO2浓度代入模型，并将计算得出的传质速率与实验所得的传质速率进行比较。模型和实验结果同时表明，传质速率与烟气SO2浓度呈正相关性。传质速率对烟气SO2浓度的变化较为敏感，随着烟气SO2浓度的升高而急剧提高。这可能是由于，烟气SO2浓度的提高增加了一定时间内参与反应的SO2气体的量，增加了反应接触面积的同时，提高了传质的浓度推动力，从而导致了传质速率的提高。

2.7石灰石品质对脱硫效率的影响

石灰石作为吸收剂，品质的优劣影响着脱硫FGD系统的性能、可靠性以及脱硫效率。石灰石纯度低，供应量就大，影响了脱硫反应的速率，增加了吸收塔的负荷，使吸收塔的浆液密度不易控制，生成石膏的纯度下降。石灰石的粒度越细，溶解性就越好，与SO2的反应速度就越快、越充分，石灰石的利用率就越高，脱硫效率就越好。为了确保烟气脱硫效果，通常情况下要求石灰石中CａCO３的质量分数不小于90%，杂质要少，越纯越好，一般石灰石细度在325目，过筛率90%以上最佳，粒径在40-60μm。在整个脱硫SO2吸收及氧化的反应过程