濕法煙氣脫硫系統(tǒng)氧化效果的主要影響因素

1、影響濕法煙氣脫硫系統(tǒng)氧化效果的主要因素The mian factor for effect of oxidati on on wet FGD羅佳（大唐華銀金竹山火力發(fā)電分公司）摘要：目前國(guó)內(nèi)濕法煙氣脫硫系統(tǒng)普遍采取強(qiáng)制氧化方式，而影響濕法煙氣脫硫氧化效果的主要因素有氧化空氣 量、pH值、吸收塔液位高度、石灰石注入方式等，各個(gè)因素對(duì)脫硫系統(tǒng)的氧化效果不盡相同，且必須綜合考慮對(duì)整個(gè)脫硫系統(tǒng)的影響。關(guān)鍵詞：煙氣脫硫；強(qiáng)制氧化；氧化空氣量；pH值；注入方式。Abs trac t: Now forced oxidation process is more popular in wet FGD proce

2、ss,and there are many mian factors affect Oxidation effect, included: amount of oxidation air 、 value of pH 、 level of liquid in tower 、 the method of injection by liquid etc,all of this factors is more different from the effect,and it must combine with the affaction of the whole FGD. Keywords FGD;

3、forced oxidation; amount of oxidation air; value of pH; the method of injection.濕法煙氣脫硫是目前國(guó)內(nèi)火力發(fā)電廠中 應(yīng)用最為廣泛的脫硫手段，石灰石/石膏濕法 脫硫法的應(yīng)用技術(shù)非常成熟，已成為當(dāng)今煙氣脫硫工藝的主流。濕法煙氣脫硫過(guò)程是氣 液反應(yīng)，其脫硫反應(yīng)速度快，脫硫效率和吸 收劑利用率高，運(yùn)行可靠性高，其副產(chǎn)物一石膏具有一定的商業(yè)價(jià)值。氧化過(guò)程是石灰 石/石膏濕法煙氣脫硫工藝中的一個(gè)重要化 學(xué)過(guò)程，吸收塔漿液中的亞硫酸鈣經(jīng)氧化生 成硫酸鈣。控制好氧化過(guò)程能有效的防止脫 硫系統(tǒng)設(shè)備結(jié)垢，提高石膏的綜合利用率。 本文主

4、要就影響脫硫系統(tǒng)氧化效果的因素 進(jìn)行論述。1強(qiáng)制氧化反應(yīng)機(jī)理國(guó)內(nèi)石灰石/石膏濕法煙氣脫硫中，通常 采用的是強(qiáng)制氧化， 強(qiáng)制氧化是通過(guò)氧化風(fēng) 機(jī)向漿液中噴入氧化空氣，將亞硫酸鈣和亞硫酸氫鹽幾乎全部氧化成硫酸鈣，最后硫酸鈣在漿液中結(jié)晶析出石膏。 從氧化的過(guò)程來(lái) 看，整個(gè)反應(yīng)基本分為三個(gè)過(guò)程 1: 氧氣在漿液中進(jìn)行擴(kuò)散的過(guò)程：02 （氣）0 2 （液）（1） SO：及HSO3的氧化反應(yīng)：2O2+HSO3T SO4 +H（2） 結(jié)晶生成石膏反應(yīng)：2+2-_、Ca + SO4 +2H2OtCaSO4：2H2O（石膏）（3）2對(duì)氧化效果的影響因素2.1氧化空氣量氧化空氣量是氧化過(guò)程中最重要的參數(shù)，氧化空氣

5、除了起氧化作用外，還使得漿液的湍流更加激烈，有利于氧氣在漿液中的傳質(zhì)過(guò) 程2，所以氧化空氣量是否充足，不僅影響最終副 產(chǎn)物的品質(zhì)，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的吸收性能也會(huì)有很大的 影響。某電廠因?yàn)檠趸L(fēng)機(jī)的出力低于設(shè)計(jì)值，導(dǎo) 致漿液中的亞硫酸鈣含量一直高于 30%，所產(chǎn)的副 產(chǎn)物石膏品質(zhì)非常差，電廠最終通過(guò)改造大容量氧 化風(fēng)機(jī)的方法，解決了脫硫系統(tǒng)的氧化問(wèn)題，使得 所產(chǎn)的石膏品質(zhì)合格。但需注意的是，氧化空氣的 量并不是越大越好，如果空氣流量超過(guò)液流分散能 力時(shí)會(huì)導(dǎo)致大量氣泡涌岀，岀現(xiàn)泛氣現(xiàn)象，使攪拌 器輸送流量下降，則不能達(dá)到預(yù)期的氧化效果，反 而造成能耗的浪費(fèi)。2.2氧化方式強(qiáng)制氧化采用的最成熟的兩種方法分

6、別為管 網(wǎng)噴霧式（FAS）和攪拌器與空氣噴槍組合式 （ALS ） 3。FAS與ALS氧化方式各有利弊，各個(gè)電廠采取的 氧化方式也不盡相同，F(xiàn)AS的噴嘴均布于整個(gè)吸收 塔的截面，分布更均勻，氧化空氣利用率高，但由 于FAS的噴嘴直徑小，普遍認(rèn)為 FAS容易造成氧化 風(fēng)管的堵塞，故FAS的運(yùn)行方式也不相同，為防止 堵塞，氧化風(fēng)機(jī)必須連續(xù)運(yùn)行，對(duì)設(shè)備的可靠性及 能耗都相對(duì)較高。ALS的氧化空氣利用率相對(duì)FAS 較小，但ALS的氧化風(fēng)管不易堵塞，且不用連續(xù)運(yùn) 行，可隨脫硫系統(tǒng)同事投運(yùn)和停運(yùn)。總的來(lái)說(shuō)兩種 方式都是比較好的氧化方式。2.3 pH 值pH值是影響脫硫系統(tǒng)性能的一個(gè)綜合因素，既影響脫硫系統(tǒng)的

7、吸收效率，又影響脫硫系統(tǒng)的氧化 效果。李仁剛研究認(rèn)為漿液中H2SO3、HSOa和SO2-隨pH值變化的曲線如圖1所示。可見(jiàn)反應(yīng)方 向很大程度上取決于吸收液的 pH值。當(dāng)pH<2時(shí)，被 吸收的SO2主要以H2SO3的形式存在；當(dāng)pH值在4 5范圍時(shí)，溶液中主要為HSOJ；當(dāng)pH>6時(shí)，則主要生 成SO；-。在石灰石煙氣脫硫工藝中，最理想pH值范圍在46之間。且在此范圍內(nèi)，pH值越低氧化 效果越好。但pH值同時(shí)是影響著脫硫系統(tǒng)吸收效果 的主要因素，脫硫效率隨pH值的影響趨勢(shì)變化如圖 2所示，隨著石灰石的消耗，pH值將緩慢下降，由 5.95 降到5.0。但相比之下脫硫率則下降較快 ，由9

8、1.4%降 到66.3%。這說(shuō)明：(1)石灰石漿液的溶解速率與消耗 速率基本達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,pH值變化不大，但此時(shí)轉(zhuǎn) 變成液相的阻力已逐漸增大，對(duì)脫硫率的影響很大。 同時(shí)，氣相阻力也同樣存在影響因素，即此階段的傳 質(zhì)阻力由氣液兩相共同控制； 漿液的pH值在56 時(shí)，pH值對(duì)脫硫率的影響較大，由圖2可見(jiàn),pH值每 下降0.1,脫硫率平均下降2.7%。綜合考慮脫硫系統(tǒng) 的pH 一般控制在5.15.8之間，此時(shí)吸收液的緩沖 性較好,pH值易于控制，氧化效果及吸收效果得到 了均衡考慮。0.40.2Fl肌業(yè)城酸T拗|巾線申x«氓荼H3.5 扎 54x55+56.57.5pH圈2睢硫宰斷pH&qu

9、ot;的啞代2.4漿池液位高度吸收塔漿池液位高度對(duì)氧化效果有一定的影 響，增高吸收塔液位的高度可以增加氧化空氣與漿 液的傳質(zhì)時(shí)間，提高氧化空氣的利用率(氧化空氣 量充足的情況下)。某廠吸收塔的溢流液位設(shè) 計(jì)為8.7m，正常運(yùn)行液位應(yīng)當(dāng)在 7.4 8.2m， 但由于吸收塔漿液曾經(jīng)數(shù)次倒流進(jìn)原煙氣 煙道內(nèi)，再加上經(jīng)常出現(xiàn)溢流現(xiàn)象，因而電 廠運(yùn)行方面采取了降低液位運(yùn)行的方式，實(shí)際液位一般控制在6.5以下，導(dǎo)致漿液中亞硫 酸鈣含量一直偏高，電廠方通過(guò)加消泡劑的 方式控制溢流，將吸收塔的液位調(diào)整控制在 7.0-7.5m之間，石膏中的亞硫酸鈣含量明顯 降低。在氧化空氣量充足的情況下，提高吸 收塔的漿液液位

10、高度可以有效的提高氧化 效果。2.5注入石灰石漿液的部位脫硫系統(tǒng)注入石灰石一般有2個(gè)方式有5:在吸收塔的表面直接供入石灰石漿液； 在吸收塔漿液循環(huán)泵的入口管供石灰石 漿液。通過(guò)吸收區(qū)的循環(huán)漿液中的CaCO3只有很少部分參與了反應(yīng)，也就是說(shuō)，無(wú)需向氧 化區(qū)補(bǔ)加CaCO3。另外，前面已提到，強(qiáng)制 氧化的最佳pH為4-5，而實(shí)際運(yùn)行的pH一般為5.0 至6.0,當(dāng)向氧化區(qū)加入CaCO3漿液時(shí)，會(huì)增加 氧化區(qū)的pH值，降低氧化速度。因此，只要石灰 石漿液加入中和區(qū)或循環(huán)泵入口都是合理的，即這 兩種石灰石的注入方式都是比較合理的。3結(jié)論影響脫硫系統(tǒng)氧化效果的因素比較多， 包括氧化空氣量、pH值、吸收塔液位高度、 石灰石注入方式等各方面的因素，且各個(gè)因素之間存在一定的聯(lián)系和制約。但考慮氧化效果的同時(shí)， 還必須結(jié)合對(duì)整個(gè)脫硫系統(tǒng)脫 硫效果的影響， 得出最適宜脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的 條件。參考文獻(xiàn) ：1 杜謙 .石灰石 /石灰濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的結(jié)垢問(wèn)題 J. 電站 系 統(tǒng)工程 , 2004, 20(5): 41- 44.2 周至祥，段建中，薛建明火電廠濕法煙氣脫硫技術(shù)手