石灰石-湿法脱硫系统石膏浆液品质对运行经济性的综合影响分析

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1、石灰石-湿法脱硫系统石膏浆液品质对运行经济性的综合影响分析翟学军摘要：通过对目前锅炉燃烧煤种含硫量偏高，射阳港发电有限责任公司的石灰石一石膏湿法烟气脱硫系统的主要性能指标进行分析，对石膏浆液品质参数进行分析，找出最佳石膏浆液运行参数与系统运行经济性之间的对应关系，对脱硫系统的运行方式进行优化。分析结果表明，脱硫系统为公司创造了非常可观的经济效益。关键词：石灰石-石膏湿法烟气脱硫；石膏浆液品质；运行经济性分析；系统运行优化一、概述：1、石灰石一石膏湿法烟气脱硫（FGD）技术具有运行可靠、脱硫效率高，同时还能脱除部分烟尘的特点，脱硫效率可达95％以上，在燃煤电厂烟气脱硫中得到广泛

2、应用。但是，石灰石一石膏湿法烟气脱硫装置不仅投资大、系统复杂，其运行、维护成本也非常昂贵。FGD系统主要运行费用包括：电、水、脱硫剂石灰石及运行人员费用，其中主要是系统电耗，占机组发电量的1.5%以上。尤其在当前燃煤价格不断上涨、煤质下降，燃煤灰份、硫份不断增大的情况下，运行、维护费用也在同步增加。因此，只有不断提高运行、维护水平，加强运营管理，才能实现石灰石一石膏湿法烟气脱硫装置经济、高效运行。本文主要根据江苏省射阳港发电有限责任公司二期脱硫系统运行情况，阐述石膏浆液品质对脱硫系统运行经济性的综合影响。2、、江苏省射阳港发电有限责任公司二期脱硫系统概述江苏省射阳港发电有限责

3、任公司#3、4机组设计配备一套100％烟气处理量的石灰石—石膏湿法烟气脱硫装置(简称FGD),采用二炉一塔，同时提供脱硫系统所需的石灰石储存、制粉系统。脱硫效率设计不低于95％。序号指标名称数值备注1FGD进口烟气量（Nm3/h,湿,5.61%O2）10209892FGD进口SO2浓度（mg/Nm3,干,6.32%O2）15953FGD出口SO2浓度（mg/Nm3,干,6.32%O2）804FGD出口含尘浓度（mg/Nm3,干,6.32%O2）＜395FGD进口烟气温度（℃）1386FGD出口烟气温度（℃）≥807系统脱硫效率（％）≥958系统可用率（％）≥959石灰石耗量（

4、t/h）2.61110钙硫比Ca/S（mol）≤1.03此前#3机组退出运行，二期脱硫系统为#4机组对一套脱硫系统，脱硫系统运行工况与设计工况发生了较大的变化，且因锅炉燃烧煤种的变化，烟气含硫量大幅增加，运行经济性受到很大影响，脱硫系统存在耗电量大、石灰石用量超标、淡水耗量大等问题。本文以石膏浆液品质调整为主要内容，综合分析其对脱硫系统运行成本的影响。因锅炉燃烧煤种偏离设计值较多，烟气含硫量增幅较大，脱硫运行人员为了适应煤种的变化，追求较高的脱硫效率，石膏浆液PH值运行在较高水平，高值达到6.5左右，这就需要加大石灰石浆液供给量。长期运行，易造成石膏浆液品质恶化，主要表现在石

5、膏浆液反应速度慢、PH值变化缓慢、PH值与脱硫效率没有良好的对应关系，反映在石膏浆液运行参数上，主要为PH值高、效率未到理想值、石膏浆液密度高、系统用水量大、循泵电流偏高、制粉电耗高等，反应在系统设备上，主要表现喷淋塔结垢、喷嘴堵塞、除雾器积垢等现象。最终造成脱硫系统运行不够经济，运行成本增加。以下是二期脱硫系统改善石膏浆液品质前的经济指标数据：脱硫系统平均日耗电量（万kwh）脱硫系统平均日耗电率（%）石灰石耗量(t/h)耗水量（t/d）4.721.872.59587二、改善石膏浆液品质1、石膏浆液品质恶化的化学机理分析，找出最佳改善其品质的方法。PH值不仅影响SO2的吸收和

6、亚硫酸钙的氧化，同时也会影响石灰石的溶解，因此对石灰石在脱硫系统中的反应活性有极重要的影响。下面是石灰石溶解化学反应式：CaCO3+H+=Ca2++HCO3-HCO3-+H+=H2CO3=H2O+CO2从化学反应式可以看出，石灰石浆液H+扩散驱动力与浆液的PH值成比例关系，PH值越低，H+深度越高，液相阻力越低，越有利于石灰的溶解（很多学者也建立了石灰石溶解的数学模型，如H+拿云传质控制模型和传质/表面反应共同控制模型，计算结果能很好地与以上理论吻合）。另外，PH值达到5.5以上，HSO3-离子很不容易被氧化，通常在FGD工艺上会采用氧化风机向吸收塔石膏浆液中鼓入空气的方法，

7、加强氧化HSO3-离子，以保证下面反应正常进行：HSO3-+1/2O2=HSO4-=H++SO42-但PH值越高，HSO3-越不容易氧化，造成浆液中形成大量的亚硫酸盐，不易进一步氧化生成硫酸盐。同时，石灰石在浆液中的浓度过高，会产生大量来不及反应的过剩CaCO3，极易与浆液中的亚硫酸盐相应相互吸附，阻碍它们的进一步反应。2、根据以上化学反应机理，在脱硫运行中进行如下石膏浆液品质的改善措施。一是在运行中通过降低PH值，最低降至4.1，并根据浆液的具体情况，保持相应时间，在浆液中产生大量H+离子，以使过剩C