湿法脱硫的优化运行方案

湿法脱硫的优化运行方案

张洁

大唐山西发电有限公司太原第二热电厂 030041

摘要：现如今，我国的经济在迅猛发展，社会在不断进步，文章通过对热电厂脱硫系统运行现状的分析，针对性的指出影响湿法脱硫运行调整的各项因素，并从浆液控制、pH值控制、液位控制、密度控制等多方面提出优化湿法脱硫运行工艺的多项调控建议，从而实现湿法脱硫工艺的优化运行。

关键词：湿法脱硫；调控建议；优化运行

引言

当前，火力发电行业脱硫应用技术总体上比较成熟，绝大多数火电行业均采用石灰石-石膏湿法脱硫技术工艺，该技术应用广泛、技术成熟可靠，设计脱硫效率可以达到98%以上，近几年，国家针对污染物排放标准也越来越严格，脱硫设施在投运过程中暴露出一些问题，亟待重视和解决，本文重点针对石灰石－石膏湿法脱硫工艺在实际应用中存在的主要问题进行探讨。

1工艺水系统

脱硫用水从电厂工业水供水系统引接至超净排放整套装置,主要用于：真空皮带脱水机石膏冲洗水；增压风机、氧化风机和其他设备的冷却水及密封水；水环式真空泵；石灰石浆液制备用水；吸收塔补给水；除雾器冲洗用水；所有浆液输送设备、输送管路、贮存箱的冲洗水；吸收塔干湿界面冲洗水；氧化空气管道冲洗水。系统设置1个工艺水箱，其有效容积按脱硫装置正常运行1h的最大工艺水耗量设计，工艺水箱采用碳钢制作。设置2台工艺水泵，流量为100m³/h,一运一备；3台除尘除雾器冲洗水泵，流量为100m³/h，两运一备。为节约用水，设备、管道及箱罐的冲洗水通过地沟至集水坑内重复使用。FGD装置的浆液管道和浆液泵等，在停运时需要进行冲洗，其冲洗水通过地沟至集水坑循环使用。

2湿法脱硫的优化运行方案 

2.1塔内监视系统

脱硫塔内主要监视参数为浆液浓度、pH值、液位、浆液氯离子浓度。(1)吸收塔浆液浓度一般控制在20%～25%左右，但因现场实际状况控制不到位，如：石膏制备系统故障、水平衡掌握不好等多方原因导致吸收塔浓度升高，浆液浓度过高会引起很多系统性的问题，如加剧管道和泵的磨损，增加电耗，堵塞喷淋层喷嘴、滤网甚至除雾器等，从而影响脱硫系统的正常运行。(2)脱硫塔浆液的核心是PH值的控制，它可以受脱硫剂品质、入口SO₂浓度、锅炉负荷等因素的影响。在一定控制值区间内，脱硫效率的提升与PH值的上升成正比例。当PH值大于5.8时，碳酸钙中Ca²⁺的溶解速率会降低，SO₃^2-的氧化反应会受到抑制，石膏结晶反应速率降低，反之，PH越低更能促进石灰石的溶解，但SO₂的吸附反应会受到抑制，脱硫效率随之降低。因此，脱硫塔浆液PH值的控制决定了脱硫效率的高低。(3)脱硫塔内液位在一定程度上也影响着脱硫效率。液位过低，脱硫剂和亚硫酸钙等在浆液池内停留时间不够，反应和氧化会不完全；液位过高，则会导致浆液溢流，破坏现场环境，造成浆液浪费，甚至可能造成浆液倒流至烟道，破坏烟道。#10炉脱硫加装管式除雾器后，脱水效果大大增加，正常运行中塔内几乎不用补水。因此，进行除雾器冲洗或大量增加脱硫剂时可能使塔内液位升高，影响正常运行。(4)浆液氯离子主要来源于脱硫吸收剂，部分来源于燃煤及补充水，浆液中氯离子对脱硫设备以及工艺控制均有较恶劣的影响。氯离子具有强烈的腐蚀性，一是破坏钝化膜，二是降低PH值，对金属材料破坏性较大。在湿法脱硫塔浆液中，氯化物多以氯化钙的形态存在。钙离子浓度不断增大，在同离子反应的作用下，将降低脱硫剂的溶解速率，液相的碱度随之降低，从而影响脱硫吸收塔内浆液的化学速率，减缓了SO₂的脱除率。氯离子的扩散反应较大，具有排斥HSO₃^-或SO₃^2-的反应，影响到SO₂的化学吸收和物理吸收，降低脱硫反应的发生，导致脱硫效率降低。另外，随着氯离子含量在吸收塔浆液内的不断增加，浆液的化学性质可能会变化，塔内浆液会产生大量的气泡，使吸收塔发生溢流。

2.2再生槽的配置

再生槽的主要作用是对单质硫进行浮选并为溶液提供氧气。虽然理论上氧化1kgH₂S需要的空气量为1.57m³，但是空气除了满足氧化反应外，还要使溶液中的硫呈泡沫状浮选至溶液表面，以便溢流。若采用强制鼓风再生，则吹风强度应该控制为80～120m³/(m²·h)，喷射再生吹风强度应控制为60～110m³/(m²·h)。但吹风强度过大，不仅副产物生成量快速增加，而且再生槽翻浪严重，不利于硫泡沫的浮选。目前华瑞化工公司再生槽的吹风强度控制在104.5m³/(m²·h)。

2.3减少石粉用量

加强石粉品质过程控制；调整石灰石浆液比重和PH值，提高石粉脱硫利用率；凉水塔循环冷却水碱度、PH值比工业水高碱度高，随着利用循环冷却水越来越多，高碱度的循环水与烟气中二氧化硫发生反应也相应增加，相应也减少一定的石粉用量。

2.4积极尝试或引用新技术

脱硫系统容易出现腐蚀和磨损情况、维护费用较高，根据机组负荷、燃煤品质变化、原烟气和净烟气二氧化硫浓度变化情况需要提前调整。由于市场的不确定因素，机组投运后，锅炉实际燃烧的燃煤品质与设计指标相比普遍存在较大差异，近几年，国内外针对污染物排放标准要求日益严格，原有旧的脱硫装置多数不能满足当前严格的排放标准，多数企业已开始实施环保设施增容提效改造工作。目前，多数企业环保设施投运要求已逐渐从稳定性运行转入安全经济性运行。在脱硫系统中增加脱硫添加剂逐渐被试验和推广，目前，很多脱硫装置投入脱硫添加剂使用，通过在脱硫系统投入脱硫添加剂，能有效加速脱硫剂溶解，减小PH值波动，增强脱硫剂洗涤能力，增强碳酸钙的反应活性，进一步提高脱硫效率，而且可以防止浆液结垢和堵塞，改善脱硫系统脱硫石膏品质、降低脱硫系统的脱硫剂消耗，大大提高脱硫系统脱硫剂的反应活性，甚至可以在超出设计煤种较高的硫份情况下达标运行，降低液气比，实现节能降耗，不但可以有效改善大气环境，甚至还可以给企业带来良好的经济效益，具有较好的发展空间。

2.5运行调控建议

(1)加强对白泥浆液成分的分析，并结合分析结果及运行调整经验提前做好运行调控，简单来讲，由于白泥浆液脱硫效果一般，系统反应速度较慢，在运行调控中需打好“提前量”。(2)定期检查脱硫各系统管道的运行情况，着重检查弯头及节流部位，及时更换磨损管道，保证设备的完好运行，消除管道堵塞。(3)合理搭配浆液循环泵，一般来讲，优先使用上层喷淋所对应的浆液循环泵，保证较高的脱硫效率，但需要注意设备的定期轮换。(4)定期检测塔内浆液浓度，并与在线仪表进行比对，掌握规律，及时出石膏或进行浆液置换，保证合格的浆液浓度(一般为1080～1120kg/m³)。(5)在脱硫塔运行中维持吸收塔浆液PH值稳定，将其控制在一适当范围内(一般为5.2～5.6)，可以有效的控制SO₂吸收反应速度，获得稳定的脱硫效率。(6) 通过运行巡检和操作台远传数据严密监视吸收塔液位参数，也可通过总结观察氧化风机出口压力或运行电流判断吸收塔液位是否在合格的区域，从而保证较好的运行工况。(7) 定期化验分析塔内浆液、脱硫剂、石膏氯离子含量，通过分析比对，积极采取浆液置换等措施，控制塔内浆液氯离子含量 (一般为 20 000 mg/L 以下)。

结语

综上所述，解决脱硫系统存在的主要问题，不能单一解决某一项或某一个问题，要综合全面地进行分析，多方面入手采取措施，才能从根本上提高脱硫设施运行的可靠性，因此，要充分借鉴同类企业脱硫系统经验和教训，不断摸索与总结，定期完善和细化运行和检修规程，严格按照《运行规程》进行脱硫系统操作和调控，按照《检修规程》加强设备检修与维护治理，提高脱硫系统本质安全和稳定运行，共同提高、共同进步。

参考文献

[1]刘炜.吸收塔浆液浓度对脱硫系统安全、经济运行的影响[C]//全国电力行业脱硫脱硝技术协作网.2008年全国电力行业脱硫脱硝技术协作网年会暨技术研讨会论文集.贵阳：全国电力行业脱硫脱硝技术协作网，2008.

[2]靳晓洁.石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔中氯离子问题的探讨[J].电力科技与环保，2013,29(1):46-47.