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湿法烟气脱硫技术脱硫效率影响因素分析 王光凯 （株洲华银火力发电有限公司，湖南，株洲412000） 摘要 对湿法烟气脱硫工艺中影响石灰石湿法烟气脱硫效率的关键参数进行了分析,对脱硫系统的设计和运行实践具有一定的指导意义。 Abstract: The influences of the premier parameters on the SO2 removal efficiency in the wet flue gas desulphurization (WFGD) are analyzed, which may be useful for the design and operation of FGD system. 关键词：烟气脱硫 脱硫效率 关键参数 Key Words: flue gas desulphurization, SO2 removal efficiency, key parameters. 在各种烟气脱硫工艺中，湿法烟气脱硫（Flue Gas Desulphurization，简称FGD）工艺已有几十年的发展历史，技术上日臻完善。石灰石-石膏湿法烟气脱硫是利用石灰石浆液来吸收烟气中的二氧化硫，反应后生成亚硫酸钙(硫酸钙)，净化后的烟气可以达到排放标准。该法具有脱硫效率高，吸收剂来源丰富，价格低廉，副产品可回收利用等特点，从而得到了广泛应用，是目前世界上燃煤电厂烟气脱硫应用最广泛的方法[1]。 对于湿法FGD工艺原理及设备的介绍见诸于多篇文献，在此不再鏖述。本文重点分析电力生产中九种不同重要指标对湿法烟气脱硫的影响，探讨实际应用中关键参数的最佳取值。 1．湿法烟气脱硫的主要影响因素 1.1 烟气温度 在实际运行中，由于锅炉机组负荷变化比较频繁。FGD系统的进口烟温也随之波动，对脱硫效率有一定的影响。根据SO2吸收的气液平衡可知，进入吸收塔的烟气温度越低，越有利于SO2溶于浆液，形成HSO。所以高温的原烟气先经过GGH（烟气再热器）降温后再进入吸收塔有利于SO2的吸收。但是，烟气温度过低也会降低SO2的吸收速率。 1.2 烟气流速 在其它参数恒定的情况下，提高烟气流速可以增强气液两相的湍动，减薄烟气与吸收浆液之间的膜厚度，增强气液传质。另外，增大烟气流速将使喷淋液滴的下降速度相对降低，使单位体积内持液量增大，增大了吸收段的传质面积从而增大了传质单元数，提高了脱硫效率。 在实际工程应用中，烟气流速的增加可以减小吸收塔的横截面积，降低其体积从而降低工程造价，还可以降低循环泵的能耗。但是，烟气流速的增大也可能造成溢液和烟气带水而增加除雾器的负担。此外，烟气流速的选择还必须考虑吸收塔的型式。对于FGD系统中所采用的主流塔型逆流喷淋塔来说，通常采用的烟气流速为3～5m/s[2]。 1.3 液气比L/G 液气比是与流经吸收塔的单位体积的烟气量相对应的浆液喷淋量。液气比对脱硫效率的高低有着重要的影响。这是因为，在吸收塔（特别是喷淋塔和盘式塔）的设计中，循环浆液量的大小决定了SO2吸收表面积的大小。在其它参数恒定的情况下，提高液气比相当于增大了吸收塔内的浆液喷淋密度从而增大了气液传质表面积；同时，提高液气比也增大了可用于吸收SO2的浆液的碱度使增大，因此传质单元数也随之增大，提高了脱硫效率。 胡满银等在文献[3]中建立了湿法脱硫系统脱硫效率的数学模型，并给出了脱硫效率和液气比L/G之间的关系式： （1） 图1. 脱硫效率与液气比的关系 由图1可以看出，在风速一定的情况下，随着液气比的升高，脱硫效率也随之升高。但曲线的斜率也不断变小。这说明，液气比超过一定程度后，脱硫效率将不会有显著提高。在实际工程应用中，提高液气比将使浆液循环泵的流量增大，进而增加设备的投资和能耗。此外，高液气比还会使吸收塔内的压降增大，增加风机能耗。 1.4 循环浆液的pH值 循环浆液的pH值是石灰石湿法烟气脱硫工艺中的重要运行参数。浆液pH值升高，降低了液相的传质阻力，将随之增大，，进而KG和NTU也随之增大，有利于SO2的吸收。根据文献[5]，循环浆液的pH值和脱硫效率的关系如图2所示。 图2. 脱硫效率与循环浆液pH值的关系 较低的pH值有利于石灰石的溶解和CaSO3·1/2H2O的氧化，但浆液的pH值过低时有较强的腐蚀性，对设备、管道的材质要求较高，会增加系统的投资；而pH较高则有利于SO2的吸收，但如果pH值过高，将会导致溶液中的SO和CO离子浓度的相对增加，促使CaSO3和CaCO3在石灰石颗粒表面结晶。特别是当浆液的pH值大于7时，会发生吸收CO2的反应，从而降低了脱硫剂的活性和利用率。因此，选择合适的pH值，对FGD系统的良好运行有