脱硫石灰石耗量分析

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1、湿法脱硫系统石灰石耗量分析经过“十一五”的大力推进，烟气脱硫技术已在我国活力发电行业得到了广泛的应用，对于脱硫系统的研究也日渐深入细致，在“十二五”大力倡导节能减排的背景下，通过运行优化，实现脱硫系统的经济运行，就成了目前的一个重要研究领域I。石灰石是脱硫反应的吸收剂，耗量较大，是脱硫系统运行成本的主要组成部分，石灰石耗量与设计值发生较大偏差，不仅会直接造成脱硫运行成本的攀升，而且也会对吸收塔浆液品质、脱水系统运行工况等产生一定影响，因此石灰石耗量分析也就成为了石灰石．石膏脱硫系统节能优化运行的要重点研究的问题。为了分析实际运行中石灰

2、石耗量偏差情况，找出影响石灰石消耗量的主要因素，进而提高石灰石在脱硫反应中的利用率，降低运行成本，因此在某2×600Mw机组配套脱硫系统上进行了石灰石耗量分析的相关试验。1石灰石耗量计算理论上，石灰石中所含的有效脱硫成分，即CaCO，在脱硫反应中与烟气中的SO：按照理论钙硫比发生反应，因此理论石灰石耗量是指脱硫系统在设计Ca／S比条件下，按照脱除SO2量计算得出的所需石灰石量。计算公式如下：M～：—Qsnd~(C—sl-Cs2)××⋯l00000064式中：Mcaco3——理论石灰石耗量，kg／ll；Q5d——标干烟气量，Nmha(6

3、％02)；csl一一原烟气s02浓度，mg／Nm(6％02)；Cs2一一净烟气SO2浓度，mg／Nm(6％O2)；收稿日期：2012．12-10戴新(1970一)，男，高级工程师。丰镇，012100n一一石灰石纯度，试验期间为89．4％；——设计钙硫比，1．03。实际脱硫反应中，由于石灰石反应活性、杂质含量等因素影响，石灰石实际耗量会与理论值存在一定偏差，通常实际石灰石消耗量是通过实际脱硫反应中投加到吸收塔内的石灰石浆液量和浆液密度计算得出，计算公式如下：Mc川式中：^aCO3——实际石灰石耗量，kg／h；P——石灰石密度，P=2．6

4、g／cm；P——石灰石浆液密度，g／cm；——每小时石灰石浆液量，m／h。理论石灰石耗量和实际石灰石耗量之差，可以在一定程度上反应石灰石在实际脱硫反应中的活性(投加过量石灰石，造成浆液过饱和，也会增加石灰石实际耗量)。不同负荷条件下理论石灰石耗量和实际石灰石耗量对比见表1。根据上述试验结果计算可出，不同负荷下理论石灰石耗量均值为4．493t／h，而实际石灰石耗量均值为5．611t／h，石灰石多耗用量平均值为1．1l8，每天多消耗石灰石约27t，该厂石灰石进厂价为200元／t，按每运行6000h计算，由于理论石灰石耗量和实际石灰石耗量偏

5、差，每年每套脱硫系统运行成本增加134万元，长期运行不仅会大大增加电厂的运行成本，还会造成浆液未反应的碳酸钙含量增加，致使石膏脱水系统运行故障，系统结垢堵塞、浆液过饱和失效的风险大大增加，不利于系统安全稳定运行2石灰石耗量影响因素分析实际运行过程中造成理论石灰石耗量和实际石灰石耗量偏差较大的原因包括吸收塔浆液pH值控制不当、石灰石28电站系统工程2013年第29卷活性低、石灰石粒度偏高、石灰石及浆液中杂质多等。为此，就上述影响因素分别进行了石灰石耗量影响试验。表l不同负荷下理论石灰石耗量与实际石灰石耗量对比投运浆液泵浆液pH值石灰石耗

6、量，t·h出口SO2浓度／mg·m石灰石成本／元·h。。SO2排污费／元．h两项合计费用／元．h’2．1吸收塔浆液pH影响试验石灰石的消溶过程要消耗H，使浆液呈碱性，而石灰石浆液H扩散驱动力与浆液的pH值成反比关系，故较低的浆液pH值将使反应向有利于石灰石溶解的方向进行，但pH值低时H+浓度高，会增加SO：气相阻力，不利于脱硫效率的提高[5】'通常将吸收塔浆液pH值控制在5．2～5．8之间。从运行经济性的角度考虑，提高pH值，亚硫酸钙的氧化和石灰石的溶解受到严重抑制，产品中出现大量难以脱水的亚硫酸钙，石灰石的利用率下降，随石膏排出吸收

7、塔未反应的过量石灰石也随之增加(从石膏分析结果看来，部分时段石膏中CaCO含量高达3．5％，正常情况应低于l％)，同时高pH值也会增加系统结构堵塞的风险。pH变化会引起石灰石耗量和出口SO2浓度变化，石灰石运行成本和排污费随之变化，500MW负荷下，pH对石灰石耗量影响见表2。从表2可以看出，pH值由5_3提高至5．5石灰石浆液耗量增加1．04，增幅为20．7％，脱硫系统运行费用增加16．72％。此负荷及入口SO2浓度条件下，pH为5．3时，脱硫系统运行成本最低，但pH低于5．5时，脱硫效率低于90％，因此该负荷条件下pH应保持在5．

8、5左右。2．2石灰石粒度影响试验石灰石颗粒的粒度越小，质量比表面积就越大，其反应速率也就越大(反应速率与石灰石颗粒比表面积成正比)，因此较细的石灰石颗粒的消溶特性就越好，石灰石的利用率相应提高。但无论在用石灰石粉还是湿式