影响石灰石—石膏湿法脱硫效率的主要因素探析

影响石灰石—石膏湿法脱硫效率的主要因素探析

文章主要分析石灰石-石膏湿法脱硫技术的基本原理及其优缺点，阐述了现阶段湿法脱硫技术存在的主要问题，对影响脱硫效率的主要因素及影响状况做了具体分析，并从脱硫技术及设备方面分析脱硫效率提升的关键因素，从而为石灰石-石膏湿法脱硫效率的提高奠定了坚实的理论基础。

标签：石灰石-石膏；湿法脱硫；脱硫效率；影响因素

1 引言

由于我国人口数量逐年增多，全国供热范围也随之增加，这样必然导致燃煤企业的营业范围更为广泛。燃煤企业经济效益增长的同时破坏了生态系统的平衡，危害着环境的可持续发展。因此，各大燃煤企业对尾气的脱硫工作就尤为重要了。其中，在现行燃煤企业生产经营状况下，石灰石-石膏湿法脱硫方法是迄今为止最科学、最行之有效的企业脱硫技术。

2 湿法脱硫技术原理分析

3 湿法脱硫技术存在的漏洞

3.1 湿法脱硫过程中产生的副产物阻塞脱硫系统

当脱硫技术副产物的生成量高于原有反应液的吸收能力时，石膏将不再参与脱硫，而是结晶并存在于反应系统底部，若此时石膏的数量继续增大，反应液石膏浓度将达到饱和且附着于原有的石膏表面生长。同时，饱和石膏也会附着于其他反应物生长，如碳酸钠等，从而反应系统阻塞，阻碍反应的进一步进行，导致脱硫技术的中止。此外，由于反应液的pH值难以进行有效的控制，导致系统pH 值过小的情况时有发生。当pH值过小时，亚硫酸盐，如亚硫酸钠，溶解度变大，同时，硫酸盐，如硫酸钠，溶解度呈减小趋势，从而导致系统内析出的亚硫酸盐和石膏晶体堵塞部分反应系统。近几年，一些大型燃煤企业一般采用强制氧化技术增大亚硫酸钙的氧化程度，保证反应系统中有充足的硫酸钙晶体，并严格控制系统内pH值大小以免pH值骤变导致反应中止。这些措施的使用不仅使得反应持续不断的进行，减少SO2等有毒气体外漏对环境造成的影响，同时为人们提供了一个健康良好的生活空间。

3.2 湿法脱硫过程中产生的副产物腐蚀脱硫系统

污染气体中的酸性气体，如SO2、HF等，在与脱硫系统反应液反应时，产生的酸性产物溶于液体会使反应液呈现酸性。一般而言，酸性产物会对金属反应系统产生较大的腐蚀作用。此外，由于反应系统是金属容器，长时间与水溶液接触发生的电化学反应将会对反应器的断口接合处产生较大的腐蚀作用。通过大量的实践证明，pH值的适当调节、先进焊接工艺及防腐材料的应用，对反应系统

的长期使用及反应的顺利进行有重要作用。

4 影响湿法脱硫技术的若干因素

4.1 反应系统pH值

污染气体中的SO2含量直接影响反应系统的pH值大小，从而间接影响脱硫效率的高低。经过大量的实验数据及分析表明，当SO2浓度过高时，反应液pH 值偏小，Ca2+大量析出，影响SO2吸收效率；当SO2浓度偏低时，反应液有较大的pH值，从而大大增加SO2吸收效率。pH值的变化是随着SO2气体不断冲入脱硫系统改变的，这是一个逐渐变化的过程，并非是骤变的结果。因此，对于整个脱硫溶液而言，存在多个不同的pH值，这就需要有一个固定的算法来计算SO2的融入量，从而更加有效的控制系统pH值，使脱硫效率最大化。由公式：SO2+CaCO3=CaSO3+CO2和SO2、CaCO3的摩尔质量可知，把气体中SO2的含量作为配量标准，将SO2和CaCO3按质量比64：100分配，从而保证脱硫系统内pH值的稳定性。

4.2 石灰石的纯度及质量问题

石灰石纯度不仅影响整个脱硫系统的脱硫成本，而且对系统脱硫效率有一定的影响。石灰石是一种成分极其复杂的混合物，其主要成分是碳酸钙，湿法脱硫技术主要用的就是碳酸钙的碱性来吸收大量的SO2气体。但石灰石的少量杂质，如碳酸镁，二氧化硅等，在脱硫过程中，由于碳酸镁呈碱性，适量的碳酸镁对于SO2气体的吸收有促进作用，但过量的镁离子必然阻碍生成物的沉积速率。二氧化硅的高度腐蚀作用不仅大大降低了脱硫效率，同时减少脱硫设备的寿命，从而大大提高了湿法脱硫技术的生产成本及煤矿企业的运营效率。此外，由于二氧化硅的高硬度特性，如果石灰石中二氧化硅含量过高必然导致资源的浪费，增大原料成本。

4.3 污染气体的温度影响

实验表明SO2溶于脱硫液体的反应时放热的，如果脱硫设备内温度过高，必然抑制反应的顺利进行，因此，使脱硫设备的温度保持低温是湿法脱硫技术的关键所在。

4.4 污染气体中灰尘颗粒对脱硫效率的影响

污染气体中灰尘颗粒的存在会对石灰石中钙离子的溶解产生一定的抑制作用。同时，大量的灰尘颗粒在石灰石颗粒表面形成一层薄膜，从而降低SO2的吸收速率及系统的脱硫效率。此外，灰尘颗粒中锌、镁离子的存在必然与钙离子发生冲突，大大降低钙离子与SO2的反应速率。

4.5 石灰石中的钙与SO2中硫的摩尔质量比值

石灰石呈块状且难溶于水，反应时与脱硫溶液的接触面积不足必然降低脱硫效率。因此，将石灰石打磨成颗粒状结构，增大反应面积，同时加大反应液循环次数，增大石灰石与SO2的反应速率。通过大量的实践表明：钙与硫的质量比在范围内反应效率达到最大化。

5 结束语

综上所述，石灰石-石膏湿法脱硫是燃煤企业近几年使用的主要脱硫技术。虽然这种脱硫方法具有原料来源广且成本低；脱硫过程中产生较少且易收集的副产品；脱硫效率均高等优点，但一些影响因素仍然制约着湿法脱硫技术的进一步发展，如反应系统pH值、石灰石的纯度及质量问题、污染气体的温度影响、污染气体中灰尘颗粒及石灰石中的钙与二氧化硫中硫的摩尔质量比值等。只有综合考虑这些因素的存在，才能提高脱硫效率，增大燃煤企业综合效益。

参考文献

[1]梁坤，孙燕.石灰石-石膏湿法脱硫技术问题及脱硫效率探讨[J].内蒙古石油化工，2010，3（15）：89-91.

[2]刘晓龙，高飞燕.石灰石-石膏湿法脱硫技术问题及脱硫效率探讨[J].内蒙古科技与经济，2010，4（9）：9-10.

[3]王峥，王建国，邴守启，等.石灰石-石膏湿法烟气脱硫效率影响因素[J].煤气与热力，2011，9（18）：145-146.

[4]赵文江.影响石灰石-石膏湿法脱硫效率的主要因素探讨[J].青海电力，2010，2（13）：16-18.