(呼伦贝尔市海拉尔区环境监测站，内蒙古 呼伦贝尔 021008)
摘 要： 文章阐述了石灰石－石膏湿法脱硫工艺的原理，分析了存在的技术问题和处理方法 ，并对影响脱硫效率的主要因素进行了探讨。
关键词：湿法脱硫；技术；应用；脱硫效率
中图分类号：TQ546.5 文献标识码：A 文章编 号：1007—6921(2009)03—0244—02
大型燃煤工矿企业在新建、扩建、或改建中的脱硫技术，特别是燃煤电厂被得到广泛的推广 应用，而石灰石－石膏湿法脱硫是技术最成熟、最适合中国国情且国内应用最多的高效脱硫 工艺，但在实际应用中如果不能针对具体情况正确处理结垢、堵塞、腐蚀等技术问题，将达 不到预期的脱硫效果。
1 石灰石—石膏湿法脱硫工艺及脱硫原理
从电除尘器出来的烟气通过增压风机BUF进入换热器GGH，烟气被冷却后进入吸收塔Abs，并 与石灰石浆液相混合。浆液中的部分水分蒸发掉，烟气进一步冷却。烟气经循环石灰石稀浆 的洗涤，可将烟气中95%以上的硫脱除。同时还能将烟气中近100%的氯化氢除去。在吸收器 的顶部，烟道气穿过除雾器Me，除去悬浮水滴。
离开吸收塔以后，在进入烟囱之前，烟气再次穿过换热器，进行升温。吸收塔出口温度一般 为50～70℃，这主要取决于燃烧的燃料类型。烟囱的最低气体温度常常按国家排放标准规定 下来。在中国，有GGH 的脱硫，烟囱的最低气温一般是80℃，无GGH的脱硫，其温度在50℃ 左右。大部分脱硫烟道都配备有旁路挡板(正常情况下处于关闭状态)。在紧急情况下或启 动时，旁路挡板打开，以使烟道气绕过二氧化硫脱除装置，直接排入烟囱。
石灰石——石膏稀浆从吸收塔沉淀槽中泵入安装在塔顶部的喷嘴集管中。在石灰石——石膏 稀浆沿喷雾塔下落过程中与上升的烟气接触，烟气中的SO2溶入水溶液中，并被其中的碱 性物质中和，从而使烟气中的硫脱除。石灰石中的碳酸钙与二氧化硫和氧(空气中的氧)发 生反应，并最终生成石膏，这些石膏在沉淀槽中从溶液中析出。石膏稀浆由吸收塔沉淀槽中 抽出，经浓缩、脱水和洗涤后先储存起来，然后再从当地运走。
2 脱硫系统的结垢堵塞与解决办法
2.1 结垢、堵塞机理
2.1.1 石膏终产物浓度超过了浆液的吸收极限，石膏就会以晶体的形式开始沉积，当相对 饱和浓度达到一定值时，石膏晶体将在悬浮液中已有的石膏晶体表面进行生长，当饱和度达 到更高值时，就会形成晶核，同时，晶体也会在其他各种物体表面上生长，导致吸收塔内壁 结垢。
2.1.2 在系统的氧化程度低下，甚至无氧化发生的条件下，可生成一种反应物为Ca(SO3) 0.8(SO4)0.21/2H2O，称为 CSS-软垢，使系统发生结垢，甚至堵塞。
2.1.3 吸收液pH值的剧烈变化，低pH值时，亚硫酸盐溶解度急剧上升，硫酸盐溶解度略有 下降，会有石膏在很短时间内大量产生并析出，产生硬垢。而高pH值亚硫酸盐溶解度降低， 会引起亚硫酸盐析出，产生软垢。在碱性pH值运行会产生碳酸钙硬垢。
2.2 解决办法
①采用强制氧化工艺，使氧化反应趋于完全，控制亚硫酸钙的氧化率在95%以上，保持浆液 中有足够密度的石膏晶种；②严格除尘，严防喷嘴堵塞；③控制吸收液中水分蒸发速度和蒸 发量，运行中控制溶液中石膏过饱和度最大不超过130％；④控制溶液的pH值，尤其避免运 行中pH值的急剧变化；⑤吸收液中加入二水硫酸钙或亚硫酸钙晶种；⑥向吸收液中加入添加 剂如：镁离子、乙二酸；⑦适当的增大液气比也是系统结垢、堵塞的重要技术措施。
3 硫系统的腐蚀与防腐
3.1 腐蚀机理
①烟气中的SO2、HCl、HF等酸性气体在与液体接触时，生成相应的酸液，其SO32－ 、Cl－、SO42－对金属有很强的腐蚀性，对防腐内衬亦有很强的扩散渗透破坏 作用；②金属表面与水及电解质形成电化学腐蚀，在焊缝处比较明显；③结晶腐蚀，溶液中 的硫酸盐和亚硫酸盐随溶液渗入防腐内衬及其毛细孔内，当系统停运后，吸收塔内逐渐变干 ，溶液中的硫酸盐和亚硫酸盐析出并结晶，随后体积发生膨胀，使防腐内衬产生应力，产生 剥离损坏；④环境温度的影响。由于GGH(蓄热式换热器)故障或循环液系统故障，导致塔 内烟温升高，其防腐材料的许用应力随温度升高而急剧降低；⑤浆液中由于含有固态物，落 下时对塔内物质有一定的冲刷作用。
3.2 防腐技术
①合理控制浆液的pH值；②选择合理的FGD(脱硫设备)烟气入口温度，并选择与之相配套的 防腐内衬，选择与入口烟温，塔内设计温度不相匹配的内衬材料是致命的错误；③严把防腐 内衬的施工质量；④吸收塔现场制作过程中保证焊口满焊，焊缝光滑平整无缺陷，内支撑件 及框架不能用角钢、槽钢、工字钢，应用圆钢、方钢为主，外接管不能用焊接，要用法兰连 接；⑤选择合理的防腐材料。
4 影响脱硫效率的因素分析
4.1 吸收液的pH值
烟气中SO2与吸收塔浆液接触后发生如下一些化学反应：
SO2＋H2O＝HSO3－＋H＋
CaCO3＋H＋＝HCO3－＋Ca2＋
HSO3－＋1／2O2＝SO42－＋H＋
SO42－＋Ca2＋＋2H2O＝CaSO4·2H2O
从以上反应历程不难发现，高pH的浆液环境有利于SO2的吸收，而低pH则有助于Ca2＋ 的析出，二者互相对立。pH值＝6时，二氧化硫吸收效果最佳，但此时易发生结垢，堵塞 现象。而低的pH值有利于亚硫酸钙的氧化，石灰石溶解度增加，却使二氧化硫的吸收受到抑 制，脱硫效率大大降低，当pH＝4时，二氧化硫的吸收几乎无法进行，且吸收液呈酸性，对 设备也有腐蚀。具体最合适的pH值应在调试后得出，但一般pH在4～6之间。
4.2 液气比及浆液循环量
液气比增大，代表气液接触机率增加，脱硫率增大。但二氧化硫与吸收液有一个气液平衡， 液气比超过一定值后，脱硫率将不在增加。新鲜的石灰石浆液喷淋下来后与烟气接触后，SO 2等气体与石灰石的反应并不完全，需要不断地循环反应，增加浆液的循环量，也就加大 了CaCO3与SO2的接触反应机会，从而提高了SO2的去除率。
4.3 烟气与脱硫剂接触时间
烟气自气－气加热器进入吸收塔后，自下而上流动，与喷淋而下的石灰石浆液雾滴接触反应 ，接触时间越长，反应进行得越完全。因此长期投运对应高位喷淋盘的循环泵，有利于烟气 和脱硫剂充分反应，相应的脱硫率也高。
4.4 石灰石粒度及纯度
石灰石颗粒越细，其表面积越大，反应越充分，吸收速率越快，石灰石的利用率越高。一般 要求为：90%通过325目筛或250目筛，石灰石纯度一般要求为大于90%。
4.5 氧化空气量
O2参与烟气脱硫的化学过程，使4HSO3－氧化为SO42－，随着烟气中O2含 量的增加，CaSO4·2H2O的形成加快，脱硫率也呈上升趋势。多投运氧化风机可提高脱 硫率。
4.6 烟尘
原烟气中的飞灰在一定程度上阻碍了SO2与脱硫剂的接触，降低了石灰石中Ca2＋的 溶解速率，同时飞灰中不断溶出的一些重金属会抑制Ca2＋与HSO3－的反应。烟 气中粉尘含量持续超过设计允许量，将使脱硫率大为下降，喷头堵塞。一般要求FGD入口粉 尘含量小于200mg/m3。
4.7 烟气温度
进入吸收塔烟气温度越低，越利于SO2气体溶于浆液，形成HSO3－，即：低温有利于 吸收，高温有利于解吸。通常，将烟气冷却到60℃左右再进行吸收操作最为适宜，较高的吸 收操作温度，会使SO2的吸收效率降低。
4.8 Cl－含量
氯在系统中主要以氯化钙形式存在，去除困难，影响脱硫效率，后续处理工艺复杂，在运行 中应严格控制系统中Cl－含量(一般控制在20 000ppm以内)，确保其在设计(一般设计在4 0 000ppm左右)允许范围内。
5 结论
通过以上方法可基本解决实践中的脱硫技术问题，使脱硫效率达到设计要求，确保中国在发 展经济的同时有效地保护好生存环境、确保人民生活水平的全面提高。
［参考文献］
［1］ 环境工程［M］.成都：成都科技大学出版社.
［2］ 雷仲存工业脱硫技术［M］.北京：化学工业出版社，2001.
［3］ 阎维平洁净煤发电技术(第2版)［M］.北京：中国电力出版社，2008.
［4］ 钟秦燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例(第2版)［M］.北京：环境科学与工 程出版社，2007.