火电厂烟气脱硫

摘要：在国内，石灰石-石膏湿法脱硫工艺是目前国内最常用的脱硫工艺。为减少燃煤电站废气对空气的影响，需确保其长期高效稳定运行。目前，我国烟气脱硫装置普遍存在着能耗高、能耗大等问题，如何在确保烟气脱硫效果的同时，减少烟气中的能耗，是实现其节能减排的重要途径。针对目前我国火力发电厂中脱硫系统稳定节能运行中出现的一些问题，提出了相应的改进措施，取得了较好的社会、经济效果。

关键词：火力发电厂；烟气；脱硫体系；节能与降低

前言

由于中国目前的能源消耗主要是以燃煤为主要燃料，因此大气中SO2的含量较高。由于燃煤电站是燃煤大户，因此，对其SO2的减排已成为国家治理的首要任务。石灰石-石膏湿法脱硫技术是目前国内使用最为普遍的一种脱硫工艺，其运行稳定、经济运行稳定。该体系以石灰石为主要原材料，经过烟气脱硫后，石灰石和SO2发生一系列的化学反应，生成了一种能被广泛利用的副产物——石膏。为减少燃煤电站的废气对空气质量造成的严重影响，对燃煤机组的SO2浓度提出了更高的要求。目前，我国烟气脱硫装置普遍存在能耗高、能耗大等问题，如何在确保烟气脱硫效果的同时，有效地减少烟气中的能耗，是实现节能减排的关键。结合一家火力发电厂实际，就其稳定、节能运行中遇到的一些问题进行了探讨，并给出了相应的解决措施。

1 脱硫系统总体情况和特点

1）本系统采用逆流单塔型，与其它双塔脱硫系统比较，具有操作简单，操作参数少，调节方便等优点。

2）该装置可达到烟气的超净化、低耗化。为了达到超低排放的要求，大部分火力发电厂都需要加装电袋式或湿式袋式收尘器，这样不但运行成本高，而且会带来大量的污水。在本发明的烟气净化装置中，采用了一种管道束形式的烟气分离装置，可以同时达到除尘、除雾的目的，具有节约能源、节约能源、节约能源的作用，具有显著的节能作用[1]。

3）污水处理设备的操作费用较少。为了降低污水的操作负荷，在进行了脱硫污水的预处理和净化，并在此基础上增设了一个沉降池，使污水中的固体含量达到了90%，并通过沉降和再循环到了吸附塔中，使污水的脱泥和加水量大幅度降低，保证了全年的净化出水。

2脱硫系统存在问题及原因分析

在吸附塔提升后，泥浆循环泵电动机的动力增大，是导致泥浆循环泵能耗升高的第二个重要因素。此外，由于在吸收塔中加装了一种管束的烟气分离器，导致了大量的烟气在浆料中聚集。另外，由于水泥浆中粉尘含量的增大、石粉的纯度和活性降低以及泥浆的氧化不完全等因素导致了水泥浆的质量差，也是引起泥浆循环泵运转能耗高的另一个因素。

试验结果表明，浆液质量是影响浆液质量的主要因素。脱硫过程中的洗涤烟气、脱硫剂石灰石粉及工艺用水中含有大量的氯盐、氟盐，这些氯盐在烟气中不断地浓缩、富集。在生产过程中，由于北方地区的燃煤在冬天进行了融雪剂的喷射，以及在燃煤中掺加了一些质量较差的燃煤，导致了大多数的燃煤的氯浓度都超过了标准[2]。本项目拟在2022年对新疆燃煤进行氯离子测试，发现来料中氯离子的变化幅度很大，高达0.35%，远远超出了设计指标的0.03%～0.04%，导致其浆中的氯离子浓度与设计值相差很大，最多可达40000 mg/L。

在原有的脱硫装置中，因其原有的容积很小，所以提高了吸收柱的高度以保证浆料在吸收塔中的停留和反应，但也导致了在吸收塔中的烟气速度太快，导致了在操作过程中，烟气在塔中的分配不均匀，造成了大量的淤渣夹带。

该孔塔烟风速度为3.11m/s，有5个喷淋区，随着喷淋层数目的增加，喷淋浓度增加，烟气流速也会增加。随着烟气速度的增加，烟气质量传输速度加快，有利于提高脱硫效率，但同时，烟气流速过快也会引起塔内烟气短路和淤渣携带增多，当烟气流速超过6 m/s时，除雾效果会下降，其原因在于，在除雾器清洗时，某些清洗阀打开后，SO2的排放量会增加，甚至达到10～15 mg/m3。

采用管束除尘除雾技术，通过烟气空气的流动实现对烟气的同步除尘和除雾，但有两个不足：（1）阻力大（设计为650 Pa，与其它除雾器比较，屋脊型的阻力只有50 Pa）；（2）在吸附塔中清洗了大量的烟炱和碳烟，使得烟炱的含量低于5 mg/m3，导致了大量的碳烟在浆料中聚集，从而降低了浆料的质量。

在吸收塔中，烟气速度较大，而管道型烟气分离器的阻力较大，因此，在吸收塔中，一直处于一个正压状态。在此过程中，由于泥浆中的石粉和SO2发生了反应，导致了一部分的泡沫被压制在了泥浆之中。当吸附塔中的气压下降时，它就会像打开了盖子的汽水一样，开始迅速地膨胀起来，最后导致了吸收塔中的水位迅速上升。比如，在氧化风机的非正常停机和氧化风机的周期性开关的情况下，由于氧化气量的骤然降低甚至是完全消失，因此，在吸附塔中的上方的气压也会随之降低，因此，在浆液中的气泡会快速地被排出，从而导致了吸收塔中的水位快速上升，在短短的几个小时之内，它就会上升0.5到1.0米的高度，从而导致了吸收塔中的溢出。

这是浆液在通常条件下发生的一种现象，另外，由于氧化管道堵塞、烟气包裹等因素，使得泥浆的表面粘性增大，使其发泡性能进一步增强，在浆液中形成了大量的气泡，导致液面波动加剧、循环泵震动加剧，使脱硫效果下降。

3脱硫系统优化运行及节能措施

针对目前脱硫装置中存在的循环泵能耗过高的问题，提出了采用管束除尘器进行烟气净化，并对其进行了改进。通过增加增效圈和扰流装置，可以较好地克服因烟气速度过高而引起的烟道短路和偏流现象[3]。在吸附塔中加入适量的聚醚类消沫剂，可有效地控制泡沫的产生，避免了吸附塔中液面过高的现象。

石灰石粉末的纯度、细度和反应活性是影响脱硫效果的关键因素。通过改变车辆采样时间，随机增加采样频率，直接在粉仓采样，安装高清采样设备，实现石粉采样和检测的失真，提高石粉的质量。

通过以上方法，结合除雾器吹扫对SO2的吸附效果，配合泥浆循环泵能耗指数竞争，以及对浆料循环流泵比例进行优选，可以达到减少脱硫系统操作单耗的目的。

浆液质量是决定其质量的主要指标，其中任意一个都会对其晶体形貌产生一定的影响，因此，抑制其不正常的晶体结构是保证脱硫装置安全、可靠地运行的关键。

该装置利用石灰石石粉和二氧化硫发生化学反应生成二氧化碳，并生成亚硫酸钙，然后在高压通风条件下将亚硫酸钙催化氧化生成石膏。在两种常规的反应流中，都会有气体生成，并在此过程中形成泡沫。若脱硫装置吸收、清洗烟气过多，或采用低质燃煤，造成浆液排出的气泡不易破碎，造成吸收塔液位虚高，返流到原烟道，吸收塔溢流，浆液循环泵振动，脱硫效率降低。

4结束语

合理、经济和节能的烟气脱硫系统的运行，对于实现煤炭企业的环保义务和节能减排具有重大意义。在进行脱硫操作时，既要确保有足够的脱硫效率，又要有足够的利用率，同时还要尽可能地降低电厂的电力消耗。通过对脱硫体系进行的装置和操作的调节，强化对装置操作的精细化管理，将其工作的稳定程度最大化，同时降低整个系统的操作能量消耗，给公司带来很大的社会和经济利益。

参考文献

[1]杨敏．火电厂锅炉烟气脱硫脱硝协同控制技术的研究[J]．清洗世界，2023，39（3）：69-70．

[2]魏泽华，刘欢，孙逊，牛鑫，江来，郭洪涛，韩建伟．火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保策略研究[J]．电站系统工程，2023，39（2）：63-64+67．

[3]李明凤．基于火电厂烟气脱硫脱硝技术的应用与节能环保研究[J]．皮革制作与环保科技，2022，3（24）：102-104．