1、石灰石石膏濕法脫硫技術問題及脫硫效率探討摘要：闡述了石灰石石膏濕法脫硫工藝原理及存在的技術問題和處理方法，并對影響脫硫效率的主要因素進行了探討。關鍵詞：濕法脫硫；技術問題 ；脫硫效率當前脫硫技術在新建、擴建、或改建的大型燃煤工礦企業，特別是燃煤電廠正得到廣泛的推廣應用，而石灰石石膏濕法脫硫是技術最成熟、適合我國國情且國內應用最多的高效脫硫工藝，但在實際應用中如果不能針對具體情況正確處理結垢、堵塞、腐蝕等的技術問題，將達不到預期的脫硫效果。本文就該法的工藝原理、實踐中存在的技術問題、處理方法及影響脫硫效率的主要因素做如下簡要探討。1. 石灰石石膏濕法脫硫工藝及脫硫原理從電除塵器出來的煙氣通過增壓

2、風機BUF進入換熱器GGH，煙氣被冷卻后進入吸收塔Abs，并與石灰石漿液相混合。漿液中的部分水份蒸發掉，煙氣進一步冷卻。煙氣經循環石灰石稀漿的洗滌，可將煙氣中95%以上的硫脫除。同時還能將煙氣中近100%的氯化氫除去。在吸收器的頂部，煙道氣穿過除霧器Me，除去懸浮水滴。 離開吸收塔以后，在進入煙囪之前，煙氣再次穿過換熱器，進行升溫。吸收塔出口溫度一般為50-70，這主要取決于燃燒的燃料類型。煙囪的最低氣體溫度常常按國家排放標準規定下來。在我國，有GGH的脫硫，煙囪的最低氣溫一般是80，無GGH的脫硫，其溫度在50左右。大部分脫硫煙道都配備有旁路擋板（正常情況下處于關閉狀態）。在緊急情況下或啟動

3、時，旁路擋板打開，以使煙道氣繞過二氧化硫脫除裝置，直接排入煙囪。 石灰石石膏稀漿從吸收塔沉淀槽中泵入安裝在塔頂部的噴嘴集管中。在石灰石石膏稀漿沿噴霧塔下落過程中它與上升的煙氣接觸。煙氣中的SO2溶入水溶液中，并被其中的堿性物質中和，從而使煙氣中的硫脫除。石灰石中的碳酸鈣與二氧化硫和氧（空氣中的氧）發生反應，并最終生成石膏，這些石膏在沉淀槽中從溶液中析出。石膏稀漿由吸收塔沉淀槽中抽出，經濃縮、脫水和洗滌后先儲存起來，然后再從當地運走。2 脫硫系統的結垢、堵塞與解決辦法2. 1結垢、堵塞機理1)石膏終產物濃度超過了漿液的吸收極限，石膏就會以晶體的形式開始沉積，當相對飽和濃度達到一定值時，石膏晶體將

4、在懸浮液中已有的石膏晶體表面進行生長，當飽和度達到更高值時，就會形成晶核，同時，晶體也會在其它各種物體表面上生長，導致吸收塔內壁結垢。2)在系統的氧化程度低下，甚至無氧化發生的條件下，可生成一種反應物為Ca(SO3)0.8(SO4)0.21/2H2O,稱為 CSS-軟垢，使系統發生結垢，甚至堵塞。3)吸收液pH值的劇烈變化，低pH值時，亞硫酸鹽溶解度急劇上升，硫酸鹽溶解度略有下降，會有石膏在很短時間內大量產生并析出，產生硬垢。而高pH值亞硫酸鹽溶解度降低，會引起亞硫酸鹽析出，產生軟垢。在堿性pH值運行會產生碳酸鈣硬垢。22解決辦法1）采用強制氧化工藝，使氧化反應趨于完全，控制亞硫酸鈣的氧化率在

5、95%以上，保持漿液中有足夠密度的石膏晶種。2）嚴格除塵，嚴防噴嘴堵塞。3）控制吸收液中水份蒸發速度和蒸發量，運行中控制溶液中石膏過飽和度最大不超過130。4）控制溶液的PH值，尤其避免運行中pH值的急劇變化。5）吸收液中加入二水硫酸鈣或亞硫酸鈣晶種。6）向吸收液中加入添加劑如：鎂離子、乙二酸。7）適當的增大液氣比也是系統結垢、堵塞的重要技術措施。3硫系統的腐蝕與防腐31腐蝕機理1）煙氣中的SO2、HCl、HF等酸性氣體在與液體接觸時，生成相應的酸液，其SO32、Cl、SO42對金屬有很強的腐蝕性，對防腐內襯亦有很強的擴散滲透破壞作用。2）金屬表面與水及電解質形成電化學腐蝕，在焊縫處比較明顯。

6、3）結晶腐蝕，溶液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽隨溶液滲入防腐內襯及其毛細孔內，當系統停運后，吸收塔內逐漸變干，溶液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽析出并結晶，隨后體積發生膨脹，使防腐內襯產生應力，產生剝離損壞。4）環境溫度的影響。由于GGH（蓄熱式換熱器）故障或循環液系統故障，導致塔內煙溫升高，其防腐材料的許用應力隨溫度升高而急劇降低。5）漿液中由于含有固態物，落下時對塔內物質有一定的沖刷作用.32防腐技術    1）合理控制漿液的pH值。2）選擇合理的FGD(脫硫設備)煙氣入口溫度，并選擇與之相配套的防腐內襯，選擇與入口煙溫，塔內設計溫度不相匹配的內襯材料是致命的錯誤。 

7、   3）嚴把防腐內襯的施工質量。4）吸收塔現場制作過程中保證焊口滿焊，焊縫光滑平整無缺陷，內支撐件及框架不能用角鋼、槽鋼、工字鋼，應用圓鋼、方鋼為主，外接管不能用焊接，要用法蘭連接。5）選擇合理的防腐材料。4. 影響脫硫效率的因素分析41吸收液的pH值煙氣中SO2與吸收塔漿液接觸后發生如下一些化學反應：SO2H2OHSO3H CaCO3HHCO3Ca2 HSO312O2SO42H SO42Ca22H2OCaSO4·2H2O 從以上反應歷程不難發現，高pH的漿液環境有利于SO2的吸收，而低pH則有助于Ca2的析出，二者互相對立。   

8、 pH值6時，二氧化硫吸收效果最佳，但此時易發生結垢，堵塞現象。而低的pH值有利于亞硫酸鈣的氧化，石灰石溶解度增加，卻使二氧化硫的吸收受到抑制，脫硫效率大大降低，當pH4時，二氧化硫的吸收幾乎無法進行，且吸收液呈酸性，對設備也有腐蝕。具體最合適的pH值應在調試后得出，但一般pH在46之間。42液氣比及漿液循環量液氣比增大，代表氣液接觸機率增加，脫硫率增大。但二氧化硫與吸收液有一個氣液平衡，液氣比超過一定值后，脫硫率將不在增加。新鮮的石灰石漿液噴淋下來后與煙氣接觸后，SO2等氣體與石灰石的反應并不完全，需要不斷地循環反應，增加漿液的循環量，也就加大了CaCO3與SO2的接觸反應機會，從而提高了S

9、O2的去除率。43煙氣與脫硫劑接觸時間煙氣自氣氣加熱器進入吸收塔后，自下而上流動，與噴淋而下的石灰石漿液霧滴接觸反應，接觸時間越長，反應進行得越完全。因此長期投運對應高位噴淋盤的循環泵，有利于煙氣和脫硫劑充分反應，相應的脫硫率也高。44石灰石粒度及純度石灰石顆粒越細，其表面積越大，反應越充分，吸收速率越快，石灰石的利用率越高。一般要求為：90%通過325目篩或250目篩，石灰石純度一般要求為大于90%。45 氧化空氣量O2參與煙氣脫硫的化學過程，使4HSO3氧化為SO42 ，隨著煙氣中O2含量的增加，CaSO4·2H2O的形成加快，脫硫率也呈上升趨勢。多投運氧化風機可提高脫硫率。46

10、 煙塵原煙氣中的飛灰在一定程度上阻礙了SO2與脫硫劑的接觸，降低了石灰石中Ca2的溶解速率，同時飛灰中不斷溶出的一些重金屬會抑制Ca2與HSO3的反應。煙氣中粉塵含量持續超過設計允許量，將使脫硫率大為下降，噴頭堵塞。一般要求FGD入口粉塵含量小于200mg/m34. 7煙氣溫度進入吸收塔煙氣溫度越低，越利于SO2氣體溶于漿液，形成HSO3，即：低溫有利于吸收，高溫有利于解吸。通常，將煙氣冷卻到60。C左右再進行吸收操作最為適宜，較高的吸收操作溫度，會使SO2的吸收效率降低。48Cl含量氯在系統中主要以氯化鈣形式存在，去除困難，影響脫硫效率，后續處理工藝復雜，在運行中應嚴格控制系統中Cl-含量(一般控制在20000 ppm以內)，確保其在設計（一般設計在40000 ppm左右）允許范圍內。5. 結束