煙氣在線監(jiān)測設(shè)備廠家-燃煤電廠煙氣脫硫系統(tǒng)中脫硫添加劑的運(yùn)用探究

摘要：近日國家發(fā)改委、環(huán)境保護(hù)部、國家能源局進(jìn)一步發(fā)文《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》，隨著《燃煤電廠大氣污染物排放》新標(biāo)準(zhǔn)的施行，要求在2020年前對燃煤機(jī)組全面實(shí)施超低排放，許多早期的燃煤電廠建設(shè)的煙氣脫硫設(shè)施已不能滿足新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。另外，燃煤電廠脫硫過程耗電率大，系統(tǒng)操作的脫硫率較低，節(jié)能降耗也是值得關(guān)注的問題。還有脫硫設(shè)備長期運(yùn)行的磨損等，使脫硫系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致脫硫效率嚴(yán)重下降，使得嚴(yán)重影響機(jī)組出口煙氣二氧化硫排放。脫硫添加劑現(xiàn)場應(yīng)用測試和實(shí)驗(yàn)室測試，測試燃煤脫硫添加劑的不同適應(yīng)性來提高脫硫裝置的性能，降低脫硫系統(tǒng)的能耗性能，保證燃煤電廠煙氣脫硫裝置保持長時(shí)間安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

1引言

石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝是目前世界上應(yīng)用廣泛及時(shí)、技術(shù)成熟的SO2脫除技術(shù)。約占已安裝FGD機(jī)組容量的90%、該工藝具有技術(shù)成熟、脫硫效率高，運(yùn)行可靠性高，吸收劑利用率高，能適應(yīng)大容量機(jī)組和高濃度SO2煙氣條件，吸收劑價(jià)廉易得，鈣硫比（CA/S）低，副產(chǎn)品綜合利用等特點(diǎn)，但目前我國石灰石濕法煙氣脫硫裝置運(yùn)行過程一個(gè)常見的問題是存儲(chǔ)能源少，消耗大，使得運(yùn)行成本增加，燃煤的含硫量適應(yīng)能力差，后續(xù)吸收塔設(shè)備插頭污染現(xiàn)象嚴(yán)重，設(shè)備磨損增加了燃煤電廠的不穩(wěn)定性，許多機(jī)器測試燃煤的含硫量超出設(shè)計(jì)，在很長一段時(shí)間導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)操作不正常。隨著日益嚴(yán)格的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，使得很多脫硫劑燃煤電廠被迫開始于著重關(guān)注工作的創(chuàng)新能力。脫硫裝置重建的增容耗資巨大，改造施工周期需3到4個(gè)月，給燃煤電廠帶來的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保壓力。在沒有原始創(chuàng)新的脫硫設(shè)備容量的前提下，煙氣脫硫系統(tǒng)中應(yīng)用添加劑來提高脫硫效率，將成為脫硫行業(yè)一個(gè)方便的和有效的解決方法。

2脫硫添加劑的原理

2.1脫硫添加劑主要由表面活性劑，復(fù)雜的多元酸，反應(yīng)催化劑，示蹤劑等組成。活化劑的作用主要改變固液界面潤濕性，降低固相，液相之間的液膜阻力和提高界面?zhèn)髻|(zhì)效率；溶劑使用能夠加快溶解石灰石；復(fù)合多元酸吸收塔漿為液體環(huán)境提供一個(gè)緩沖，加快傳質(zhì)氣膜和液膜之間反應(yīng)程，提高反應(yīng)速度，反應(yīng)催化劑是增加空氣中的氧利用率，促進(jìn)氧化反應(yīng)；示蹤劑本身并不參與和反應(yīng)，主要用于跟蹤監(jiān)測添加脫硫吸收塔漿液的濃度。

2.2 由于石灰石在水中的溶解度越小，吸收大量的存在于小，顆粒石灰石附著在這些微球表面，有一個(gè)更大的氣膜和液膜的雙膜阻力，嚴(yán)重的影響傳質(zhì)液體，表面活性劑的使用使得石灰石復(fù)雜多酸削弱還有消除雙膜效應(yīng)，同時(shí)在助溶劑的作用下加速石灰石的溶解速度，從而極大地提高脫硫系統(tǒng)反應(yīng)速率。

2.3含硫量超過脫硫劑入口的設(shè)計(jì)價(jià)值，原來一些氧化作用不能滿足實(shí)際工作的條件需要。氧化、脫硫加成反應(yīng)催化劑可以顯著提高空氣中的氧氣。提高天然氣中利用氧氣的效率，改善氧化的影響。脫硫反應(yīng)過程中，添加劑起著類似的催化劑作用，增加了石灰粉，有利于減少石灰石反應(yīng)粉的消耗，沒有任何負(fù)面影響。石灰石反應(yīng)速度慢是由石灰石的溶解速率控制，因?yàn)樵谒锏娜芙舛刃?，克服或改善要求石灰石的溶解在水里脫硫過程的主要問題，將有更大的提高。因此，脫硫添加劑協(xié)同原理主要基于石灰石粘貼濕法脫硫過程的反應(yīng)機(jī)理，提高脫硫反應(yīng)速率，縮短接觸時(shí)間的煙氣，石灰石的活性和空氣中氧氣的利用率。添加劑使得石灰石溶解加速，增加石灰石的活性，提高使用效率，氧化空氣高脫硫石膏質(zhì)量，減少系統(tǒng)Ca/S比值和改善石灰石利用效率，防止設(shè)備結(jié)垢和堵塞，減少磨損pH緩沖波動(dòng)，使其能夠適應(yīng)含硫量必須超出設(shè)計(jì)范圍，減少系統(tǒng)的能量損失和帶來良好的發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

3脫硫添加劑的作用

在煙氣系統(tǒng)在，采用脫硫添加劑對煙氣脫硫裝置有以下幾方面的作用：

（1）減少脫硫系統(tǒng)漿液PH值的波動(dòng)，可以起到緩沖劑作用。

（2）增強(qiáng)洗滌能力，提高脫硫效率。

（3）增強(qiáng)CaCo3的反應(yīng)活性，提高吸收劑的利用率。

（4）防止?jié){液結(jié)垢和堵塞，提高系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性。

（5）相同條件下，可降低液氣比，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能降耗。

4硫添加劑使用的注意事項(xiàng)

4.1保脫硫吸收塔添加劑的有效濃度。

脫硫系統(tǒng)的脫硫添加劑是否可以高脫硫效率決定在吸收塔添加劑濃度方面，添加劑的吸收塔濃度通常保持在0.6g/L，。為了平衡脫硫吸收塔劑濃度和成本，電廠在脫硫添加劑方面做了很多討論和試驗(yàn)數(shù)據(jù)

（1）通過吸收塔水量損失添加劑的理論失損失計(jì)算。

（2）盡量回收添加劑液體從吸收塔排出來的。液體的吸收塔放電可分為石膏攜帶水，石膏濾液和旋流器溢流液水平。其中，石膏帶水點(diǎn)沒有辦法回收；石膏濾液制漿作為系統(tǒng)的多余一部分，存儲(chǔ)在石膏濾液桶，根據(jù)每個(gè)吸收排漿量的比例，一級吸收塔的石膏濾液桶回到廢水箱；根據(jù)每天吸收漿實(shí)驗(yàn)室廢水箱應(yīng)該返回水的比例，確保吸收塔吸收酸性不溶物不超標(biāo)的情況下，可以返回吸收塔的廢水池，減少添加劑的損失。

（3）根據(jù)脫硫吸收塔脫硫效率的變化是不確定的，不時(shí)地在吸收添加劑，彌補(bǔ)因?yàn)橛?jì)算原因?qū)е绿砑觿┎蛔恪?/span>

（4）根據(jù)吸收塔入口SO2濃度和鍋爐負(fù)荷調(diào)整脫硫添加劑的濃度。

（5）脫硫添加劑添加量及時(shí)補(bǔ)充，而且每個(gè)時(shí)間選擇吸收劑泥漿添加到低密度并且停止等離子體運(yùn)行，這可以有效地減少添加劑的損失。

（6）對于共用一套制漿系統(tǒng)的吸收塔脫水系統(tǒng)，建議使用相同品牌的脫硫添加劑，避免添加劑不同的組件減少添加劑的有效性。

4.2確保脫硫系統(tǒng)使用的石灰石質(zhì)量。

石灰石的品質(zhì)對硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行非常重要，直接影響脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)和可靠運(yùn)行，硫添加劑可以更好地發(fā)揮性能，達(dá)到脫硫能力強(qiáng)和減少能源消耗控制效果。根據(jù)脫硫系統(tǒng)多年來設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)積累，總體包括以下幾個(gè)方面的要求：

4.2.1石灰石純度的要求：通常石灰石CaCo3的質(zhì)量百分含量應(yīng)高于90%，含量太低則會(huì)由于雜質(zhì)較多給運(yùn)行帶來一些問題，造成吸收劑耗量和運(yùn)輸費(fèi)用增加，石膏純度下降。

4.2.2石灰石細(xì)度的要求：石灰石顆粒越細(xì)，各種相關(guān)反應(yīng)速率就越高，脫硫效率及石灰石利用率就高，同時(shí)副產(chǎn)品脫硫石膏中石灰石含量低，將有利于提高石膏品質(zhì)。

4.2.3石灰石硬度的要求：石灰石越硬，磨成相同細(xì)度所需能耗就越大。也即硬度較低石灰石越易磨成細(xì)粒徑石灰石粉末。

4.2.4石灰石活性的要求：石灰石活性越高，脫硫反應(yīng)速率越快，脫硫效率越高，吸收劑利用率也高，多數(shù)電廠在選擇脫硫吸收劑時(shí)往往忽略了該因素，部分電廠盡管運(yùn)行時(shí)Ca/S高，但脫硫效率不理想。

5結(jié)語

當(dāng)前中國引進(jìn)的煙氣脫硫技術(shù)更先進(jìn)，脫硫效率設(shè)計(jì)值率高，可以達(dá)到95%以上，然而國內(nèi)燃料市場變量。當(dāng)燃煤含硫量超過設(shè)計(jì)煤種時(shí)，為確保脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在同一時(shí)間燃煤含硫量的設(shè)計(jì)值降低脫硫系統(tǒng)能耗，脫硫添加劑的使用不失為一種有效解決問題的方法。

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