影响脱硫效率的因素很多,如吸收温度,入口SO2浓度,脱硫剂品质、粒度和用量(钙硫比),浆液pH值,液气比,粉尘浓度等。
(1)浆液pH值
浆液pH值是影响脱硫效率的一个重要因素,可作为提高脱硫效率的细调节手段。降低pH值有利于石灰石的溶解,当pH值在4~6变化时,CaCO3的溶解速率呈线性增加,pH值为4时的速率是pH值为6时的5~10倍。因此,为了提高SO2的去除率,浆液要尽可能地保持在较高的pH值。但是,高pH值又会增加石灰石的耗量,使得浆液中残余的石灰石增加,影响石膏的品质:另外,浆液的pH值又会影响HSO3-的氧化率,pH值在4~5之间时氧化率较高,pH值为4.5时,亚硫酸盐的氧化作用最强,随着pH值的继续升高,HSO3-的氧化率逐渐下降,这将不利于吸收塔中石膏晶体的生成。在石灰石-石膏湿法脱硫中,pH值应控制在5.0~5.5之间较适宜。
(2)钙硫比
钙硫比的大小表示加入吸收塔中的吸收剂量的多少。从脱除SO2的角度考虑,在所有影响因素中,钙硫比对脱硫效率的影响是最大的。在其他影响因素一定时,钙硫比为1时的湿法烟气脱硫效率可达90%以上:
(3)石灰石的特性
石灰石的配制及加入是根据吸收塔内浆液pH值、烟气中SO2含量及烟气量来调节的。若主要燃用混煤,煤的含硫量比较大,需要加入的石灰石浆液较多。在加石灰石浆液时易引起pH值的波动,当浆液中的石灰石质量分数为20%左右时pH值较稳定。此外,石灰石中过高的杂质如SiO2等虽不参加反应,但会增加循环泵、旋流子等设备的磨损。
石灰石粒度的大小即比表面积的大小对脱硫效率和石灰石的利用率均有影响。一般说来,粒度减小,脱硫效率及石灰石利用率增高。为保证脱硫石膏的综合利用及减少废水排放量,用于脱硫的石灰石中CaCO3的含量宜高于90%。石灰石粉的细度应根据石灰石的特性和脱硫系统与石灰石粉磨制系统综合优化确定。对于燃烧中低含硫量煤质的锅炉,石灰石粉的细度应保证250目90%过筛率;当燃烧中高硫量煤质时,石灰石粉的细度宜保证325目90%过筛率。
(4)液气比
液气比是决定脱硫效率的主要参数,对吸收推动力、吸收设备的持液量有影响。增加液气比,气相和液相的传质系数提高,有利于SO2的吸收,但运行费用很大,且停留时间较少,削减了传质速率提高对SO2吸收的强度,因此存在最佳液气比,实际操作中应根据设备的运行情况决定吸收塔的液气比。工程实践表明,液气比为1.2时,脱硫效率可稳定在90%以上。其他因素恒定而改变液体流量的试验表明,增大液气比对SO2的吸收更有利。(www.xing528.com)
(5)烟气流速
烟气流速对脱硫效率的影响较为复杂。随气速的增大,气液相对运动速度增大,传质系数提高,脱硫效率就可能提高,同时还有利于降低设备投资。但当气速在2.44~3.66 m/s之间逐渐增大时,随着气速的增大,脱硫效率下降,但当气速在3.66~24.57 m/s之间逐渐增大时,脱硫效率几乎与气速的变化无关。
(6)烟温
根据吸收过程的气液平衡可知,烟温较低时,吸收液面上SO2的平衡分压亦较低,有助于气、液相间传质,利于SO2的吸收。但烟温过低会使H2 SO3与CaCO3或Ca(OH)2的反应速率降低。
(7)粉尘浓度
经过吸收塔洗涤后,烟气中大部分粉尘都会留在浆液中,其中一部分通过废水排出,另一部分仍留在吸收塔中。如果因除尘设备故障,引起浆液中的粉尘、重金属杂质过多,则会影响石灰石的溶解,导致浆液pH值降低,脱硫效率将下降。大多数脱硫装置在实际运行中发现,由于烟气粉尘浓度过高,脱硫效率可从95%以上降至70%~80%。若出现这种情况,应停止脱硫系统,开启真空皮带机或增大排放废水流量,连续排除浆液中的杂质,脱硫效率即可恢复正常。
(8)结垢
石灰石-石膏法脱硫的主要缺点是设备容易结垢堵塞。为了防止结垢,特别是防止CaSO4的结垢,除使吸收塔满足持液量大、气液间相对速度高、有较大的气液接触面积、内部构件少及压力降小等条件外,还可控制吸收液过饱和和使用添加剂等方法。
控制吸收液过饱和最好的办法是在吸收液中加入二水硫酸钙晶种或亚硫酸钙品种,以提供足够的沉积表面,使溶解盐优先沉淀于其上,可以控制溶液过饱和。添加剂不仅可以改善吸收过程,还可以减少设备产生结垢的可能,并提高脱硫效率,目前使用的添加剂有镁离子、氯化钙、己二酸等。
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