摘要：近年來(lái)，隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注�；痣姀S鍋爐煙氣中二氧化硫的排放量對(duì)空氣環(huán)境質(zhì)量有著極大的影響。石灰石濕法煙氣脫硫是目前火電廠使用最廣泛的一種，其脫硫過(guò)程反應(yīng)速度快、脫硫效率高，綜合經(jīng)濟(jì)性能較好，中國(guó)大多數(shù)火電廠均采用了石灰石濕法工藝進(jìn)行煙氣脫硫。文章針對(duì)石灰石- 石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)工藝流程及原理和在實(shí)際中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹和分析。

　　關(guān)鍵詞：火電廠;煙氣脫硫;石灰石- 石膏;濕法脫硫;工藝

　　1 火電廠鍋爐煙氣中二氧硫?qū)Νh(huán)境的危害

　　我國(guó)的煤炭產(chǎn)量居世界第一，而且高硫煤( 硫含量超過(guò)2.5%)的產(chǎn)量占煤炭總量的20%～25%。全國(guó)84% 的煤炭消耗是直接燃燒，燃燒過(guò)程中釋放出大量的二氧化硫( 特別是熱電廠和焦化廠等行業(yè))，燃煤二氧化硫排放量超過(guò)總二氧化硫排放量的85%，對(duì)空氣造成嚴(yán)重污染。二氧化硫是無(wú)色、透明、有刺激性臭味的氣體。二氧化硫遇見(jiàn)水蒸氣反應(yīng)生成亞硫酸(SO2+H2O→H2SO3)，而亞硫酸是酸雨的主要成份。二氧化硫在室內(nèi)遇見(jiàn)水蒸氣就會(huì)腐蝕建筑物內(nèi)金屬部分。房屋建筑就會(huì)減少壽命。大氣中二氧化硫濃度在0.5ppm 以上對(duì)人體已有潛在影響;在

　　400～500ppm 之間，人們有潰瘍和肺水腫，直到窒息而死。二氧化硫與大氣中的煙霧相互作用。當(dāng)空氣中二氧化硫濃度為0.21PPM 時(shí)，煙霧濃度超過(guò)3.3mg/L，可能會(huì)增加呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)病率，慢性病人的病情迅速惡化。減少空氣中二氧化硫的污染，提高空氣質(zhì)量迫在眉睫。

　　2 煙氣脫硫技術(shù)探討

　　近年來(lái)，世界各國(guó)在火電廠鍋爐煙氣脫硫技術(shù)方面進(jìn)行了大量研發(fā)，開(kāi)發(fā)了多種脫硫技術(shù)。主要有：(1) 燃燒前脫硫。對(duì)煤進(jìn)行化學(xué)、物理或生物脫硫方法。物理法一般可去除硫的20%～40%;化學(xué)法投資相對(duì)較大;生物法目前處于研究階段，估計(jì)脫硫效率可達(dá)到80%～90%。(2) 燃燒脫硫技術(shù)。在煤燃燒過(guò)程中進(jìn)行脫硫，主要有爐內(nèi)噴鈣，循環(huán)硫化床(CFB, PCFB),脫硫效率一般可達(dá)到50%～70%。(3) 燃燒后煙氣脫硫技術(shù)( 簡(jiǎn)稱(chēng) FGD)，如濕法，簡(jiǎn)單濕法，干法，半干法，氨法等。

　　由于煙氣脫硫(FGD) 效率較高，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)火電廠鍋爐均采用了此工藝進(jìn)行脫硫。在所有煙氣脫硫(FGD) 工藝中，石灰石- 石膏法煙氣脫硫技術(shù)比較受到國(guó)內(nèi)外火電企業(yè)的歡迎。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在所有火電企業(yè)煙氣脫硫技術(shù)中，石灰石- 石膏法脫硫工藝大約占總量的75% 以上。而國(guó)內(nèi)已投產(chǎn)的火電廠和電廠煙氣脫硫技術(shù)中，石灰石- 石膏濕法脫硫技術(shù)占91% 以上。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：適用煤種廣、脫硫效率高、脫硫劑價(jià)格低廉、來(lái)源廣泛。石灰石- 石膏濕法脫技術(shù)是最成熟、運(yùn)行狀況最穩(wěn)定的脫硫技術(shù)，它的脫硫效率一般都在90% 以上，而作為副產(chǎn)品石膏可以回收利用。

　　3 火電廠煙氣石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)探討

　　石灰石- 石膏濕法脫硫工藝采用石灰石(CaCO3) 作為脫硫劑。由于石灰石(CaCO3) 有良好的化學(xué)活性和低廉的價(jià)格，已經(jīng)成為世界上最常使用的脫硫劑。一般來(lái)說(shuō)，石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝主要包括以下幾種：石灰石漿液制系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、SO2 吸收系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)等。

　　石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)(即脫硫島或稱(chēng)FGD 系統(tǒng))是一個(gè)完整的工藝系統(tǒng)，主要分成以下幾個(gè)分系統(tǒng)：脫硫煙氣系統(tǒng)、SO2 吸收系統(tǒng)、石灰石漿液制備與供應(yīng)系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、排放系統(tǒng)等。脫硫島的主要設(shè)備有升壓風(fēng)機(jī)、吸收塔及循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、除霧器、旋流器等。脫硫島同時(shí)配置有電氣、熱控設(shè)備及DCS 系統(tǒng)、消防及火災(zāi)報(bào)警等輔助系統(tǒng)。

　　3.1 石灰石漿液制備系統(tǒng)

　　將石灰石粉碎后，通過(guò)罐車(chē)運(yùn)送到石灰粉筒倉(cāng)，通過(guò)加料倉(cāng)，加入溶解罐，和水配制成一定濃度的漿液，通常要求石灰石( 粒徑小于或等于20mm)。然后用輸送泵將石灰石漿液輸送至石灰石漿液箱，再經(jīng)過(guò)石灰石漿液泵將成品漿液輸送至吸收塔。

　　3.2 煙氣系統(tǒng)和吸收系統(tǒng)

　　煙氣從引風(fēng)機(jī)進(jìn)入吸收塔底部后，煙氣中的二氧化硫和石灰石漿液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成亞硫酸鈣(CaCO3+H2SO3→CaSO3 +CO2+H2O)。同時(shí)亞硫酸鈣經(jīng)過(guò)強(qiáng)制氧化進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硫酸鈣(2CaSO3+O2=2CaSO4)。煙氣通過(guò)引風(fēng)機(jī)進(jìn)入吸收塔，與上部噴淋層的漿液逆流接觸，脫硫吸收反應(yīng)后。脫硫后的凈煙氣將所攜帶的液滴通過(guò)吸收塔的頂部除霧器除去，然后進(jìn)入煙囪，排放到大氣中。為了使石灰石漿液和SO2 反應(yīng)處于最佳狀態(tài)，運(yùn)行人員必須加強(qiáng)漿液濃度調(diào)節(jié)。一般來(lái)說(shuō)，運(yùn)行人員主要通過(guò)對(duì)漿液pH值分析，來(lái)及時(shí)對(duì)漿液濃度進(jìn)行調(diào)整。二氧化硫最佳反應(yīng)的pH值是4.2～5.8。

　　煙道采用普通鋼制煙道, 原煙氣煙道除吸收塔入口一段煙道考慮受濕煙氣影響而采取防腐內(nèi)襯外，其它部分由于煙氣溫度較高, 均無(wú)需防腐處理。吸收塔出口后的凈煙氣煙道由于煙氣溫度已降至50℃以下, 達(dá)到酸露點(diǎn), 因此采用玻璃鱗片樹(shù)脂涂層作為鋼制煙道內(nèi)壁的防腐層S O 2 吸收系統(tǒng)是煙氣脫硫系統(tǒng)的核心，主要包括吸收塔、除霧器、循環(huán)漿液泵和氧化風(fēng)機(jī)等設(shè)備。

　　在吸收塔內(nèi)，煙氣中的SO2 被吸收漿液洗滌并與漿液中的C a C O 3 發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)生成的亞硫酸鈣在吸收塔底部的循環(huán)漿池內(nèi)被氧化風(fēng)機(jī)鼓入的空氣強(qiáng)制氧化， 最終生成石膏( C a S O 4·2 H 2O ) ，石膏由石膏漿液排出泵排出，送入石膏處理系統(tǒng)脫水。煙氣從吸收塔出來(lái)后，經(jīng)過(guò)二級(jí)除霧器，以除去脫硫后煙氣夾帶的細(xì)小液滴，使煙氣在含霧量低于7 5 m g / N m 3 (干態(tài))下排出。吸收塔漿液池中的pH 通過(guò)石灰石漿液的投量控制在5.6～5.8，如果pH值超過(guò)此值, 吸收塔會(huì)有結(jié)垢問(wèn)題出現(xiàn); 如果pH值低于此值，漿液的吸收能力下降, 最終影響到S O 2 的脫除率和副產(chǎn)品石膏質(zhì)量。

　　3.3 工藝水系統(tǒng)

　　工藝水系統(tǒng)應(yīng)滿(mǎn)足石灰石煙氣濕法脫硫工藝裝置正常運(yùn)行和事故工況下脫硫工藝系統(tǒng)的用水。

　　電力論文投稿刊物：《東北電力技術(shù)》Northeast Electric Power Technology(月刊)1980年創(chuàng)刊，辦刊宗旨是促進(jìn)東北電網(wǎng)的技術(shù)進(jìn)步，提高電網(wǎng)的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益。在內(nèi)容上堅(jiān)持理論結(jié)合實(shí)際，主張先進(jìn)性和實(shí)用性并重，注意層次性，適當(dāng)考慮知識(shí)性。

　　3.4 排空系統(tǒng)

　　石灰石煙氣濕法脫硫工藝裝置設(shè)置一個(gè)濾液箱，負(fù)責(zé)脫水漿液收集和擔(dān)負(fù)事故漿液箱作用，事故漿液箱的容量應(yīng)該滿(mǎn)足所有吸收塔檢修排空時(shí)和其他漿液排空的要求。吸收塔漿液池檢修需要排空時(shí)，吸收塔的石膏漿液輸送至事故漿液箱最終可作為下次石灰石煙氣濕法脫硫裝置啟動(dòng)時(shí)的晶種。

　　5 結(jié)語(yǔ)

　　濕法煙氣脫硫系統(tǒng)采用的是在目前脫硫市場(chǎng)上占據(jù)主導(dǎo)地位的成熟的煙氣脫硫技術(shù)。與國(guó)內(nèi)現(xiàn)投入運(yùn)行的相類(lèi)似的系統(tǒng)相比較，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，脫硫效率高，運(yùn)行費(fèi)用較低，比較適合我國(guó)國(guó)情，可為同類(lèi)機(jī)組選取脫硫設(shè)備提供參考和比較。

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　　作者：徐雄偉