（陕西华电榆横煤电有限责任公司榆横发电厂陕西榆林719000）
摘要：石灰石湿法烟气脱硫作为一种相对成熟、脱硫效率较高的脱硫技术，在世界范围内得到了广泛的应用。主要分析研究了影响烟气脱硫系统运行的主要因素，并对实施该技术过程中所涉及的几个关键问题进行了讨论。
关键词：石灰石；湿法烟气脱硫；效率
前言我国能源以煤炭为主。在电能结构方面，今后相当长的时间内将继续维持燃煤机组为主的基本格局。根据电力发展规划，2010年全国发电装机容量将达到580GW左右，其中火电380GW，占65.5%。2020年全国发电装机容量将达到900GW左右，其中火电580GW，占64.4%。燃煤发电在给我国电力工业快速发展提供有力保证的同时，产生的SO2等污染物也给环境造成了巨大的压力。在已经商业化的众多脱硫技术(FGD)中，相对来说，石灰石湿法烟气脱硫是最为成熟、应用面最广的方法，其脱硫工艺的主要系统包括：烟气系统、SO2吸收系统、吸收剂(石灰石浆液)制备系统、石膏处理系统、工艺水系统、废水处理系统、DCS控制系统等。主要设备包括增压风机、烟气挡板门、烟气换热器(GGH)、吸收塔、除雾器、喷淋管、氧化风机、循环浆液泵、破碎机、湿式球磨机、石灰石旋流器、石膏旋流器、真空皮带脱水机、衬胶管道和阀门等.烟气由原烟道引入，依次通过烟气挡板、动叶可调脱硫风机加压、气气换热器、吸收塔，含水蒸气的烟气通过除雾器与液体分离后从吸收塔排出，在进入烟囱前经气气换热器使温度升高后，通过烟筒排入大气.本文就影响石灰石湿法烟气脱硫系统运行的几个问题进行了探讨，对推广应用该技术具有重要实际意义。
1.烟气脱硫技术的现状
FGD的发展可分为3个阶段，每1代都是为了适应当时的SO2排放标准而形成的.代表20世纪70年代水平的第1代FGD的脱硫效率不高，一般脱硫效率为75%左右，副产物基本采用抛弃处置方式，设备的可靠性和可利用率较低。在20世纪80年代初，欧洲国家制订了严格的SO2排放标准，促进了第2代FGD技术的发展.第2代FGD改善了设计和运行，采用空塔技术进一步降低了成本，副产物可生产商业石膏，这时的湿法脱硫效率可达90%以上，总体布置有较大的提高。进入20世纪90年代，许多发展中国家为控制酸雨都积极推进烟气脱硫技术，制订了较为严格的排放标准，FGD进入了第3代的发展时期，这个时期的FGD具有较高的性价比，投资和运行费用都大幅度降低，工艺趋于完善，安全可靠性加强，同时各种有前途的新工艺和技术也不断出现。目前在世界范围内FGD已得到了广泛的应用，各个国家不同的国情和标准，直接影响着本国FGD的选用。安装FGD最多的国家是美国、德国和日本。我国安装的FGD也已经有几十套，技术涉及较为广泛，以湿法为主，也有喷雾干燥和电子束辐照烟气脱硫.烟气脱硫技术正朝着高效率、高可用率，以及工艺简化和系统可靠、能耗低的方向发展.发达国家对大气污染的控制已转向烟气脱硝，各种联合脱硫、脱硝的工艺也相继出现，并得到了较好的发展。
2.问题探讨
自发达国家20世纪80年代开始采用第2代石灰石湿法工艺以来，经过不断研究、发展和示范，已取得了较大的进步，积累了可贵的经验，在吸收塔内实现了烟气预冷却、SO2吸收、氧化、结晶的一体化.但在实际运行中仍然暴露出许多问题，这对工程实施造成了较大的影响。
2.1脱硫废水及其处理
湿法脱硫产生一定量的废水，这是由于在烟气脱硫过程中，烟气中含有少量从原煤中带来的F-和Cl-，进入脱硫吸收塔被洗涤后进入浆液，致使石灰石溶解性减弱，脱硫率降低并加大结垢倾向，影响石膏品质。石灰石-石膏湿法烟气脱硫通过排出废水达到控制Cl-等浓度的目的。废水的排放量根据燃煤中的含氯离子的浓度及允许排放量的不同来决定，对于300MW机组，排放量一般在1～10t/h。不同的工艺，排放量区别也较大.在脱硫废水中一般需要注意的是其pH值、COD，以及悬浮物与汞等重金属，含有其他氟、砷等非金属、废水，对环境和生态都有较为严重的影响，必须治理。目前国内针对石灰石-石膏湿法烟气脱硫产生的废水，一般采用单独设置废水处理装置的方法。通过中和、凝聚/絮凝、澄清/浓缩、pH值调节等几道工序处理废水，使其达标排放.根据工程经验，脱硫废水的治理投资费用是电站一笔较大的开支，一般占总投资的5%左右，开发产生更少废水或更低费用的废水处理技术也是当前烟气脱硫技术的主要任务之一。
2.2石膏副产物的质量及处置
商业上对脱硫石膏提出的要求是:颗粒度在100μm左右，含水率小于10%，纯度要高于90%。然而在实际生产中，脱硫石膏并不能达到这一要求.可能存在的问题主要有：含水量大；杂质多；氧化不充分等。脱硫石膏含水量大小主要取决于水力旋流器和石膏皮带脱水机的运行情况，其主要部件为进口、溢流管、柱段、锥段及底流管。
来料由进口切向进入旋流器内作螺旋运动，在腔内急剧旋转，产生强烈的涡流，并分为溢流和底流两部分，分别由溢流管和底流管排出。在水力旋流器内部，同时存在着向下运动的外螺旋和向上运动的内螺旋流动。水力旋流器内颗粒分级过程的基本原理是离心沉降，颗粒在离心力的作用下具有向旋流器壁沉降的趋向。粗颗粒由于受到较大的离心力作用，向旋流器壁面运动并随外旋流从旋流器底部排出形成底流；细颗粒由于所受的离心力较小，来不及沉降就随内旋流从溢流管排出形成溢流。水力旋流器的脱水率一般为80%～90%.脱硫石膏的杂质受石灰石的杂质含量和进入吸收塔的烟气中含尘量的影响。氧化不充分可能与塔内的空气输送、搅拌程度和pH值密切相关。
高质量的烟气脱硫石膏是一种性能非常优良的建筑材料或建筑材料制品的原材料，水泥生产是利用脱硫石膏的最佳途径，可成为烟气脱硫石膏的最大用户。当控制好石膏生产质量，烟气脱硫石膏与天然石膏在化学组成上相差不大。我国现有水泥企业7000家，分布在全国各地。水泥生产过程中需掺加熟料重量3%～5%的天然二水石膏作缓凝剂，按平均4%计算，每年需用天然二水石膏2.0×107.t在用作缓凝剂时可直接使用经过脱水的二水石膏，但需将粉状石膏制成颗粒供水泥厂采用。另外，在建筑墙体粉刷、纸面石膏板工业、石膏建筑砌块生产中，脱硫石膏也得到了广泛的应用。
2.3系统的结垢和堵塞
湿式石灰石烟气脱硫系统的结垢和堵塞是一个非常复杂的现象，工程设计参数、工艺流程，以及过程化学反应都决定系统的结垢程度，严重的结垢将会造成压损增大，设备堵塞，是目前造成设备停运的重要原因之一。结垢的主要类型包括湿-干结垢和结晶结垢.结晶结垢是主要的结垢堵塞类型，包括亚硫酸盐结垢、硫酸盐结垢，有软垢和硬垢的区别。在吸收塔烟气入口与第一层喷嘴之间及最后一层喷嘴与烟气出口之间，由于浆液含有飞灰及其他物质，因粘度较大而产生附壁沉积，形成湿-干结垢。香港南丫电厂、重庆电厂湿式石灰石烟气脱硫装
置的出口喷嘴和除雾器曾出现的堵塞，连州电厂吸收塔湿-干界面的垢体均属于这种类型.采用及时冲洗能较好地控制这种结垢及所引起的堵塞现象。当pH值较高时，虽然提高了吸收效率，但在洗涤过程中由于亚硫酸钙的饱和度达到并超过其形成均相成核所需的饱和度，而在器件表面极易结晶成软结垢层。
2.4系统的腐蚀及防护
在烟气脱硫系统装置中存在多种多样的化学腐蚀、高温腐蚀和机械腐蚀.从换热器，吸收塔(包括强制氧化系统)一直到烟囱入口，均存在设备腐蚀问题.造成腐蚀的主要因素是烟气中的硫氧化物、氯化氢、烟气温度及水蒸气量。据美国电力研究院(EPRI)测定，在正常运行工况下，FGD钢制设备每年的腐蚀率达1.25mm，个别部位甚至达5mm。一直以来，将烟气脱硫装置的防腐重点放在防腐材质的选择上。
2.5烟气换热器问题
是否安装烟气换热器GGH，也是一个较为复杂的问题.一般认为，烟气换热器的作用是提升排烟温度和防止脱硫后烟气冒白烟问题。安装烟气换热器GGH带来了诸多问题，GGH的投资费用约占FGD总投资费用的20%，GGH的密封，内部环境的腐蚀、堵塞也使维护费用加大，在很大程度上增加了脱硫的投资和运行费用.GGH本体对烟气的压降约在1000Pa，如果考虑由于安装GGH引起的烟道压降，总的压损约为1200Pa。为克服这些阻力，必须增加增压风机的压头，这将使FGD系统的运行费用大大增加。另外，GGH的原烟气侧向净烟气侧的泄漏会降低系统的脱硫率.基于上述原因，专家也认为取消GGH的优点非常明显。
3.结束语
石灰石湿法烟气脱硫技术是世界范围内成熟可靠的烟气脱硫技术，但系统的腐蚀、堵塞，以及维持高的脱硫效率与安全运行、有效的防止二次污染等问题仍是需要解决的几个关键技术。同时，由于工艺涉及的面过于庞大、耗水量多及投资维护费用过高，在一定程度上影响了该技术在我国电厂大规模的应用。因此，在引进国外技术的同时，必须加快消化吸收，并对工艺过程进行优化。在此基础上，自主研究开发更先进、投资更节省的适合我国国情的烟气脱硫技术也是极为紧迫的课题之一。
参考文献：
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