石灰石/石灰湿法脱硫系统中影响脱硫效率的因素分析

目前石灰石/石灰湿法脱硫是世界上运用较多的一种脱硫工艺，其工艺技术成熟，机组容量大，石灰/石灰石资源丰富，成本低廉，对应脱硫的运行成本低。对于石灰石/石灰湿法脱硫系统，影响其脱硫效率的因素主要有以下几个方面：

 

 

从工艺角度来说吸收剂中CaCO₃/CaO的含量越高越好，以便能获得更高的吸收剂利用率和更少杂质的脱硫石膏渣，所以吸收剂的品质很关键。另外石灰石/石灰是通过研磨成浆液后添加到脱硫塔内的，吸收剂的颗粒粒度越小，在浆液体系中与液相接触的比表面积越大，它与二氧化硫的反应会更快、更充分，相对的吸收剂利用率和脱硫剂将更高。但是更小或超细的石灰石/石灰颗粒，必将造成研磨系统的功耗及设备投资增加。因此，工程上要求石灰石/石灰的粒径满足90%的通过250目。

 

 

 

 

入口SO₂浓度对脱硫效率的影响程度取决于液相碱度。在其它条件不变的情况下，当烟气中的SO₂浓度增加时，脱硫效率会有所下降，较高浓度的SO₂将迅速耗尽液相碱度，导致吸收SO₂的液膜阻力增加。

 

 

 

脱硫效率随着烟气温度的升高而降低，过高的烟气温度不利于SO₂的吸收，但是烟气温度过低也会降低脱硫效率。

 

 

脱硫效率会随着烟气中的氧含量增加而呈上升的趋势。烟气中的氧气会氧化脱硫产生的亚硫酸钙，加快CaSO₄·2H₂O的形成。

 

 

 

烟气中的烟尘在一定程度上会阻碍SO₂与脱硫剂的接触，降低脱硫剂中Ca²⁺的溶解速率。

 

 

提高塔内烟气流速可提高气液两相的湍动，降低烟气和液滴间的膜厚度， 提高传质效果，增加了脱硫效率。但气速增加，又会使气液接触时间缩短，脱硫效率可能下降，这样要求增加塔高，进而增加设备的投资费用，实际中烟速提高还影响除雾效果。目前，将吸收塔内烟气流速控制在３～５ｍ/ｓ较合理。

 

 

 

液气比是指与流经吸收塔单位体积烟气量相对应的浆液喷淋量。提高液气比相当于增大了吸收塔内的喷淋密度使液气间的接触面积增大，传质单元数将随之增大， 脱硫效率也将增大。但是在实际工程中，提高液气比会使浆液循环泵的流量增大， 从而增加设备的投资和能耗。液气比的最佳范围根据烟气中SO₂浓度进行合理选择。

 

 

 

在一定范围内随着吸收塔浆液pH值的升高，脱硫效率呈上升趋势，因为高pH值意味着浆液中有较多的CaCO₃或Ca(OH)₂存在，有利于脱硫。但高pH值时排出的石膏浆液中石灰石的含量也增加了，直接导致的后果是系统吸收剂利用率降低。在低pH值时，亚硫酸钙的溶解度增加，但对石灰石的溶解是不利的，最终导致脱硫效率降低。pH值一般应维持在4.5～5.5之间，保证石灰石的溶解及SO₂的吸收，此时脱硫效率一般在98％以上。

 

总之，SO₂吸收反应过程受参与反应的各个因素影响，既有物理因素也有化学因素。主要体现在：吸收剂颗粒粒度越小，吸收剂利用率和脱硫效率将越高；脱硫效率随着其入口SO₂浓度的增大而减小；脱硫效率随着入口烟气温度的升高而降低；烟气中O₂含量高、粉尘浓度低都对脱硫反应有利。另外，吸收塔内烟气流速、液气比及浆液的pH值对脱硫效率也有很大的影响。