石灰石─石膏湿法烟气脱硫洗涤工艺分析

石灰石─石膏湿法烟气脱硫洗涤工艺分析（共12篇）

篇1：石灰石─石膏湿法烟气脱硫洗涤工艺分析

石灰石─石膏湿法烟气脱硫洗涤工艺分析

石灰石─石膏湿法烟气脱硫工艺中氧化的过程十分重要.直接影响到石膏品质、脱硫效率、石灰石消耗量等.通过对此分析进一步增强脱硫过程中氧化效果.

作 者：李岷 作者单位：北京博奇电力科技有限公司,北京,100022刊 名：黑龙江科技信息英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(14)分类号：X7关键词：湿式石灰石─石膏洗涤工艺 强制氧化 自然氧化

篇2：石灰石─石膏湿法烟气脱硫洗涤工艺分析

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺二次环境影响因素分析

介绍了石灰石-石膏湿法烟气脱硫的.主要特点,结合工程设计实际,分析了该工艺实施现状及其对二次环境的影响,提出石灰石粉尘污染、酸性降水、二氧化碳排放及其石膏和脱硫废水处置是可能造成新的二次环境影响的主要因素,建议采取控制高硫、特高硫煤用于燃煤电厂,尽可能用碱性更强、溶解度更大的吸收剂替代石灰石,选用高品质的石灰石集中制粉,采用高效的除雾器,鼓励脱硫石膏综合利用等各种污染防治对策,有效防治石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺脱硫过程中产生的二次环境影响.

作 者：单志伟 作者单位：东北电力设计院,吉林,长春,130021刊 名：吉林电力英文刊名：JILIN ELECTRIC POWER年，卷(期)：200836(3)分类号：X701.3关键词：石灰石-石膏湿法脱硫 环境影响 防治对策

篇3：石灰石─石膏湿法烟气脱硫洗涤工艺分析

面对我国日益严峻的大气污染问题, 为了减轻SO2污染及酸雨的危害, 必须从主要源头着手, 控制燃煤电厂的SO2排放。治理烟气中的SO2有三类方法:燃烧前脱硫、燃烧中脱硫及燃烧后脱硫。美国EPRI (电力研究协会) 统计显示, 已经开发的近百种脱硫工艺中, 仅有10 多种真正实现了工业应用。80%的已投运或在建的脱硫系统采用了湿法烟气脱硫技术。其中, 石灰石- 石膏湿法烟气脱硫是最为广泛采用的一种脱硫工艺。然而, 该法涉及了复杂的物理化学反应过程, 如何研究其反应机理及过程, 进而进行工艺优化设计, 是提高效能和经济性的关键。

本文利用CFD (computational fluid dynamics) 技术对脱硫塔内气液两相流进行研究, 探讨塔内流场模型建立、参数选择及流场特性, 为脱硫塔的优化设计提供参考。

1 问题分析

1.1 石灰石- 石膏湿法烟气脱硫工艺

石灰石- 石膏湿法烟气脱硫系统主要包括:石灰石制备系统、烟气系统、SO2吸收系统、石膏脱水和处理系统、控制及电气系统。其主要工艺过程:从锅炉引风机引出的烟气全部进入FGD系统, 首先通过气气热交换器 (MGGH) 对未脱硫烟气进行降温, 再进入吸收塔进行脱硫反应, 完成脱硫后的净化烟气经溢流槽及两级除雾后, 再通过MGGH被重新加热到80℃以上经烟囱排出。

石灰石- 石膏湿法脱硫工艺技术成熟, 脱硫效率可达95%以上;原料来源广、价廉易得;容量可大可小, 应用范围广;系统运行稳定, 变负荷运行特性优良;副产品便于综合利用;技术进步快。但是, 该法投资和运行费用较高、占地面积较大, 关于提高脱硫效率、降低脱硫能耗的研究是该技术研究与发展的主要方向。

1.2 存在问题

通过对石灰石- 石膏湿法脱硫工艺过程的分析, 结合实际喷淋塔内的物理化学反应可知, 影响脱硫效率的因素主要有:吸收液的p H值、烟气温度和流速、石灰石粒度及纯度、吸收液停留时间、液气比及浆液循环量。而工艺优化的难点就在于各种影响因素之间也会相互影响, 并受到能耗的制约。

较低的p H值有利于石灰石的溶解和生成物的氧化, 但有腐蚀性, 而较高的p H值则有利于SO2的吸收, 但不利于石灰石溶解;烟气流速大, 可形成湍流增强气液传质, 但易造成烟气带水从而增加除雾器负担, 同时增加风机能耗;高纯度、细颗粒的石灰石增大了反应接触面积, 但石灰石制造成本也相应增加;吸收液停留时间长有利于提高吸收液利用率, 但会导致土建和设备费用增加;液气比加大相当于提高了喷淋密度, 但增加了设备造价和能耗。

采用实验方法对以上复杂过程和问题进行分析有很大难度, 一般是建立实验室模型反映实际问题, 二是对实际工程问题进行归纳总结, 但都不能经济有效的对优化设计进行探索。CFD方法与实验方法对比, 具有技术花费少、可以得到吸收塔中速度场、强度场等详细信息的优点, 对喷淋塔的优化设计具有重要意义。

2研究内容

2.1 研究对象

石灰石- 石膏湿法脱硫的喷淋塔内实际上是一个涉及气- 液- 固三态, 包括化学反应、传质、传热等过程的复杂的过程。本文研究对象为喷淋塔内的流场。

基于双膜理论, 将喷淋塔内的复杂流动视为气液两相流。其中, 烟气在流经各喷淋层时, 烟气中的SO2与喷出的石灰石浆液发生复杂的反应, 反应后的烟气继续向上流动, 经过除雾器, 从塔上方排出。对于喷淋塔内的气液两相流流场, 将烟气视为连续相, 浆液视为离散相, 且流场为湍流。以某电厂喷淋塔为例, 其相关参数如表1 所示。

2.2 研究方法

2.2.1 模型建立

本研究借助于前处理软件Gambit建立喷淋塔模型, 并在Fluent软件中进行计算分析。基于简化和假设, 采用CFD前处理软件GAMBIT进行建模和网格划分。其中, 模型建立数据依据喷淋塔尺寸设置, 采用结构化网格Hex/wedge, 局部网格加密。

2.2.2 边界条件和初始参数设置

烟气进口设置为Velocity-in; 烟气出口为Outflow;三层喷淋层设置为Interior, 并采用面喷淋方式 (surface) ;浆液颗粒粒径采用Rosin-Rammler模型, 粒径大小1 500~2 500 μm, 平均粒径2 000 μm;其他表面均为Wall。

2.2.3 求解参数设置

烟气从喷淋塔下部进入塔内, 视为连续相。采用欧拉方法, 即控制体积法进行描述。根据塔内流动的实际情况, 采用RNGk-ε 湍流模型来模拟烟气的湍流流动。浆液颗粒从喷嘴喷出, 视为离散相。采用拉格朗日方法, 即颗粒跟踪法进行描述。由于脱硫塔内烟气的湍流, 运用DPM模型时, 采用随机漫步模型来模拟烟气湍流对液滴运动轨迹的影响。

此外, 各壁面在DPM模型中, 均设置为逃逸。数值算法采用如下设置:压力采用Simple算法;离散格式采用有限体积法;对流离散格式采用二阶迎风。

3模型分析

3.1 连续相的速度和湍动能分布

对未加入喷淋的烟气流场进行模拟, 空塔内的x =0 截面上烟气速度和湍动能分布如图1 所示。

从图1 可以看到, 烟气从右下方进入喷淋塔空塔, 在靠近烟气进口侧的塔壁烟气流速明显下降, 烟气主要沿着烟气进口对面的空间向上流动。在烟气到达烟气出口附近时, 由于烟气流通截面的突然减小, 烟气流速明显增大。另一方面, 在烟气进口处, 由于烟气流通截面的突变, 烟气的湍动能较大;同理, 在烟气出口处, 出口拐角再次发生湍动能增大的现象。而在进入喷淋塔空塔内部后, 在靠近烟气进口侧附近, 烟气的湍动能明显增强, 这是由于塔内烟气速度的分布不均引起的。

3.2 离散相的速度分布

对加入喷淋的烟气流场进行模拟, 塔内的x =0截面上浆液的速度分布如下页图2 所示。

由图2 可知, 三层同时喷淋时, 浆液颗粒总体上是竖直降落的。而在烟气进口侧, 烟气连续相流场的湍动能较大, 浆液颗粒的运动轨迹并不是竖直下落, 而是发生了水平偏转;并且由于烟速不高, 液滴在下落过程中发生碰撞、凝聚, 速度有所增加。在烟气进口的对侧, 由于烟气流速较大, 浆液颗粒在下落的过程中也产生了停留后继续下落的现象。

通过高、中、低层逐一显示, 可以更直观地看到各层浆液颗粒在向下喷淋的过程中, 速度变化的颗粒轨迹。且在中、低层, 由于烟气流速过大, 有极少量的浆液颗粒产生了液泛, 但是由于高层的喷淋作用, 颗粒最终下落回浆液池中;相较之下, 低层的液泛颗粒要多于中层, 这是因为, 低层喷出的浆液颗粒直接受到烟气的吹动, 特别在烟气进口的对侧, 烟速较大, 更容易被烟气向上携带;而高、中两层则由于烟气流速受到低层喷淋的压制作用, 对高、中层喷出浆液颗粒的吹动作用不大。

3.3 喷淋塔内烟气的流速和湍动能

如图3 所示在吸收区, 在烟气进口对侧的烟速较大处, 流场的湍动能较大, 但吸收区流场的湍动能整体均匀性较差。并且, 与空塔时相比, 其速度和湍动能分布区域发生了变化。

4结语

1) 采用CFD技术能够很好地反映脱硫塔内流场, 相比于实验方法, 具有高效率、低消耗的特点。通过模型和参数的进一步优化, 有望进行更深入的研究, 并应用于工业中。

2) 空塔时, 烟气流速分布变化受塔内结构、进出烟口的影响。可考虑对塔和进出烟口进行优化, 以改善塔内烟气湍动能分布。

3) 三层喷淋时, 浆液与烟气逆流, 两者相互影响。一方面, 烟气使浆液在下落的过程中轨迹发生偏移, 并且由于各层安装高度不同, 影响程度也不同:对低层浆液影响较大, 若浆液颗粒过小, 极易被烟气携带;对高层浆液影响较小, 有利于反应循环。另一方面, 浆液使烟气在上升的过程中速度湍动能分布发生了改变, 与空塔时相比:速度和湍动能较大区域均从烟气进口侧偏移向对侧, 其数值上总体增强, 证明逆流有利于反应进行。可考虑对塔内喷嘴样式和布置进行优化, 进而优化流场。增大流场湍动能的同时, 使流场分布均匀, 更有利于提高脱硫效率。

摘要：首先介绍石灰石-石膏湿法脱硫工艺过程和存在的问题, 然后结合影响脱硫效率的主要因素, 采用CFD技术, 建立模型、选取参数、计算并分析了脱硫塔内流场的特性, 最后提出相应的优化方案, 为数值模拟和工业优化设计提供参考。

关键词：湿法脱硫,流场模拟,优化分析

参考文献

[1]Fabiane B, F.Santos.Limestone dissolution in flue gas desulfurization-experimental and numerical.study[J].Journal of Chemical Techno-logy and Biotechnology, 2010 (85) :1 208-1 214.

篇4：石灰石─石膏湿法烟气脱硫洗涤工艺分析

摘要：石灰石-石膏湿法脱硫技术由于其技术成熟、运行可靠性高、脱硫效率高、适用煤种范围广等优点被广泛应用在大型火力发电厂中，但是也存在一些问题，本文详细介绍了其运行中存在的问题和改进措施，有其优化运行提供了一定的参考。

关键词：石灰石-石膏；结垢；腐蚀；磨损

一、石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术概述

1 脱硫原理

石灰石的主要成分为CaCO3，属弱酸强碱盐，难溶于水。石灰石作为脱硫剂的循环浆液与含SO2的烟气充分接触，SO2等酸性气体被水吸收，并溶解于水，产生的H+促进难溶于水的石灰石溶解，产生Ca2+和CO2，，CO2在酸性条件下逸出，Ca2+与生成的SO32-结合生成难溶于水的CaSO3·1/2H2O。CaSO3·1/2H2O属于中间产品，不稳定，不宜露天堆放，须对其强制氧化，使之转化为稳定的CaSO4·2H20，从而达到脱硫的目的。

2 工艺流程

石灰石-石膏湿法烟气脱硫的工艺流程见图1-1。

火力发電机组锅炉排放的高温烟气经除尘器后，进入脱硫系统。经烟气加热器（GGH）净化的湿烟气冷却后，进入吸收塔，与含有CaCO3的循环浆液逆流接触充分反应，烟气中的绝大部分S02溶解于循环浆液并被吸收，同时烟气中的灰尘也被洗涤，进入循环液中。烟气经吸收塔上部的气液分离器后出吸收塔，经烟气加热器加热后，从烟囱排出。

循环浆液中的水溶解吸收S02后，产生H+、HSO3-和SO32-，PH值下降，促使其中的CaCO3离解，生成Ca2+ 和CO32-。在酸性条件下，CO32-将转化为HCO3-，随着H+浓度的增加，HCO3-进一步转化为H2CO3，H2CO3不稳定，分解产生CO2气体逸出。Ca2+与HSO3-及SO32-生成不稳定的亚硫酸氢盐和亚硫酸盐。由于烟气中含有O2，部分亚硫酸盐被氧化为硫酸盐，但氧化率很小，而且容易在设备、喷咀及管道内表面结垢，因此，为避免二次污染和结垢的发生，必须将其强制氧化，将不稳定的亚硫酸盐转变为稳定的硫酸盐。

二 石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术运行中存在的问题

1.结垢和沉积。结垢主要有3种形式：一是灰垢，主要集中在吸收塔入口干/湿交界处，原因是高温烟气中的灰分在遇到喷淋液的阻力后，与喷淋的石膏浆液一起堆积在入口，且越积越多；二是石膏垢，当吸收塔的石膏浆液中的CaSO4过饱和度大于或等于1.4时，溶液中的CaSO4就会在吸收塔内各组件表面析出结晶形成石膏垢；三是当浆液中CaSO3浓度偏高时就会与CaSO4同时结晶析出，形成混合结晶Ca（SO3）x·（SO4）·1/2H2O，即CCS垢。结垢和沉积将使管道堵塞、磨损、腐蚀，以及系统阻力增加，从而使烟气的流通面积减小，流速增大，烟气与浆液的接触几率减小，导致脱硫效率降低。

2.设备磨损。由于流体（烟气和石灰石浆液）中含有固体颗粒，流速高，当流体流过脱硫设备及管道时对相关部位产生切向切削和法向冲击而造成磨损，特别是当流体中含有剥落的垢块时磨损更加严重。磨损使浆泵等脱硫设备及管道的运行不稳定，从而降低脱硫效率。

3.设备腐蚀。腐蚀主要发生在热交换器、烟道和吸收塔等处。为满足吸收塔的进口烟温要求，流经热交换器的烟气温度可能会降至酸露点，烟气中的硫酸蒸汽凝结并附着于受热面，从而产生低温腐蚀，并会引起受热面粘结烟尘，导致堵塞加重。腐蚀使换热设备的运行可靠性降低，可用率下降，直接影响脱硫系统的运行效果。

三 改进措施

1 防止结垢和堵塞措施

①型式合适。目前用于湿法烟气脱硫系统的典型吸收塔有喷淋塔、填料塔、多孔板塔、液柱塔等，使用最为广泛的是喷淋洗涤塔（塔内无复杂的结构部件）。

②结构简单。内部结构不能复杂，一般采用无浆液停滞的塔结构。如重庆珞璜电厂就选用中空的液柱塔，塔内设置上百个陶瓷喷嘴，喷嘴喷出约6m高的液柱，烟气与脱硫浆液逆流接触，从而使塔内结垢大大减少。

③液气比要适当。注意选用适当的液汽比，设计合适的循环液量、吸收塔液室容量，以控制石膏的饱和度，并确保石膏晶种的生成。

④选择合理的工艺。如在吸收塔入口烟道增加冲洗水喷嘴，定期冲洗结尘，以减少结垢。

2 防止磨损

①设计时设备采用耐磨材料，并加内衬（如泵采用衬胶技术）或涂敷耐磨损材料；磨损严重部位（如管道的弯头、三通以及变径管等），可采取特殊防护措施，其备件应采用防磨材料制造，以便维修和更换。

②运行时采用合理的流速（金属磨损与流速的3～3.5次方成正比关系）；并控制流体中的固体颗粒含量（撞击次数越多磨损越多），如对进入吸收塔前的烟气进行高效除尘（静电除尘）；还要加强运行监控，以减少进入泵内的空气量，调整好吸入侧护板与叶轮之间的间隙，以减少气蚀磨损。

③检修时应加强对磨损严重部位的检测和修复。

3 防止腐蚀

①优化设计 根据流体的组成、温度和浓度等使用耐腐材料，并考虑防腐内衬的施工。如重庆珞璜电厂二期脱硫系统热交换器采用ND钢，并设计成光管式，减小壁厚，加大肋片厚度，增加肋片间距；吸收塔采用内衬玻璃鳞片树脂技术，不但基本解决了低腐问题，减少了维护费用，而且提高了运行的可靠性。又如连州电厂采用不锈钢、氯丁基橡胶、玻璃鳞片涂层和玻璃钢等防腐材料，有效地解决了腐蚀问题。

②加强运行监测和维护 如pH值范围的监测，因为控制pH值对脱硫效率和防止氧化皮有重大作用，但不适当地降低pH值也会导致加速腐蚀。因此，运行时要及时清理沉积物和氧化皮，否则会增加点蚀和缝隙腐蚀。

四 结束语：石灰石—石膏湿法烟气脱硫技术鉴于其技术成熟、运行可靠性高、脱硫效率高等优点被广泛应用在火力发电厂的烟气脱硫，本文从实际运行中存在的问题作了深刻的阐述和分析，总结和提炼了对应的防止措施，可供有关单位参考也借鉴。

参考文献

[1]贾立军，刘炳光.我国烟气脱硫技术综述.盐业与化工.2006，35.

[2]王富勇.湿式石灰石-石膏法脱硫技术及分析.上海电力学院学报.2005，21.

[3]黄松荣，王刚.燃煤脱硫技术.工业安全与环保.2005，31.

[4]许红，刘尧祥.燃煤电厂烟气脱硫现状及其工艺.中国煤炭.2006，32.

篇5：石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术

石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术

摘要：我国的大气环境污染是典型的煤烟型污染,由燃煤排放的SO2所造成的酸雨已危及24个省、市、自治区.治理大气污染的根本途径之一是采取有效的脱硫措施,减少点、面排放源的`SO2排放量.针对我国的具体情况,开发切实可行的脱硫技术,卓有成效地控制燃煤烟气中排放的SO2量.近年来.国际国内研制、开发了多种脱硫技术,在此就石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术作一些简单探讨.作 者：张魏魏 ZHANG Wei-wei 作者单位：铜山县环保局环境监察大队,江苏,铜山,221116期 刊：环境科技 ISTIC Journal：ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：2008,21(z2)分类号：X5关键词：湿法脱硫 吸收塔

篇6：石灰石─石膏湿法烟气脱硫洗涤工艺分析

燃煤电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理探讨

阐述了脱硫废水的.水质特点,说明了为准确计算脱硫废水量,应对烟气中HCl(气)的质量浓度进行测定.通过对常见的脱硫废水处理方法的比较,提出电厂应设置独立的化学处理系统进行处理,并把脱硫系统水平衡纳入全厂水平衡设计中,以利于废水的回用.当环保对排水的含盐量有要求时,应对脱硫废水采用物蒸发等零排污的处理手段.

作 者：刘晓 周菊华 作者单位：武汉电力职业技术学院,湖北,武汉,430072刊 名：湖北电力英文刊名：HUBEI ELECTRIC POWER年，卷(期)：32(z1)分类号：X784关键词：烟气脱硫 废水处理 环境保护

篇7：石灰石-石膏湿法脱硫废水的处理

石灰石-石膏湿法脱硫废水的处理

阐述了脱硫废水的来源、水质特点及废水中主要污染物的排放控制标准,介绍了水力除灰、蒸发以及单独设置化学水处理系统等3种国内外常见的`脱硫废水处理方式,并重点比较了国产湿法烟气脱硫废水处理系统、流化床法、化学沉淀一微滤膜法等化学水处理系统的工艺特点.

作 者：崔丽 陈颖敏  作者单位：华北电力大学,河北,保定,071003 刊 名：吉林电力 英文刊名：JILIN ELECTRIC POWER 年，卷(期)： 36(2) 分类号：X773 X703 关键词：废水处理   石灰石-石膏湿法烟气脱硫   流化床   微滤  

篇8：石灰石─石膏湿法烟气脱硫洗涤工艺分析

1 脱硫吸收浆液和循环浆液检测方法的设计

脱硫吸收浆液和循环浆液检测方法的确定原则有两方面:一是与石灰石-石膏脱硫工艺相适应, 以确保脱硫效率符合环保标准和发展要求;二是要考虑所选用的检测方法应为成熟、易于操作的方法, 并与现行国家标准、行业标准相衔接。具体方法的确立依据如下:

1.1 采样与制样

吸收剂浆液和脱硫循环浆液的采集引用了《湿法烟气脱硫工艺性能检测技术规范》 (DL/T 986) 中吸收剂浆液的采集方法;脱硫循环浆液固液相的分离也用该标准。质量控制点的设置和各点检测项目参照《石灰石-石膏湿法烟气脱硫质量控制点的设置》[1]一文规定。

1.2 吸收剂浆液和脱硫石膏浆液物理化学性能的测定

(1) 吸收剂浆液和脱硫循环浆液p H值的测定不使用DL/T 986标准引用的GB/T 6904, 而是把其中的缓冲溶液进行了明确, 以更适应浆液p H值波动范围。

(2) 吸收剂浆液和脱硫浆液固体含量的测定不选择DL/T 986标准引用的GB/T 14415《工业循环冷却水和锅炉用水中固体物质的测定》。该标准中一般试样采用水浴锅蒸干, 然后再用烘干箱烘至恒量;对于溶解性固体采用玻璃砂芯漏斗过滤, 再用烘干箱烘至恒量。由于在玻璃砂芯漏斗使用时加带真空抽滤装置, 可以适用吸收剂浆液和脱硫循环浆液的不同浓度, 提高了试验速度, 有利于及时对生产状态进行调节。

(3) 吸收剂浆液和脱硫浆液中的Ca O、Mg O含量采用GB/T3286.1《石灰石及白云石化学分析方法第1部分:氧化钙和氧化镁含量的测定络合滴定法和火焰原子吸收光谱法》中EGTA络合滴定法或GB/T5762《建材用石灰石、生石灰、熟石灰化学分析方法》中EDTA络合滴定法。

(4) 脱硫浆液中氯离子测定:因可能存在大量亚硫酸钙, 因此不使用DL/T 986标准引用的GB/T6905.1~6905.3 (现已被GB/T15453-2008所代替) 中摩尔法、电位法、共沉淀富集分光光度法。而采用自动滴定仪进行硝酸银标准滴定溶液对氯离子的置换反应法更为快速, 有利于质量监控的进行。

(5) 脱硫浆液和脱硫固相中硫酸钙含量的测定用GB/T 5484《石膏化学分析方法》中的硫酸钡重量法;不使用DL/T 986标准引用的GB/T 6911《工业循环冷却水和锅炉水中硫酸盐的测定》中的电位滴定法。

(6) 脱硫固相中半水亚硫酸钙的测定用GB/T 5484《石膏化学分析方法》中的碘量法;对脱硫浆液中半水亚硫酸钙的测定碘量法进行了规范。这里未使用DL/T 986标准引用的GB/T 14426《锅炉用水和冷却水分析方法亚硫酸钙的测定》中碘量法 (适用亚硫酸钙范围3~60mg/L) 和分光光度法 (适用亚硫酸钙范围小于3mg/L) 。

(7) 脱硫固相中碳酸钙的测定参考水泥碳酸钙滴定值测定的返滴定法, 在试样中加入过量的已知浓度的盐酸标准溶液, 加热微沸, 使碳酸盐完全分解 (在加入盐酸之前, 加入氧化剂过氧化氢, 用以氧化样品中的亚硫酸盐, 避免亚硫酸分解而增加盐酸的耗量。) 剩余的盐酸标准溶液, 以酚酞为指示剂, 用氢氧化钠标准溶液返滴定, 根据氢氧化钠标准溶液的消耗量, 计算碳酸盐的含量。

2 吸收剂浆液或脱硫循环浆液p H值的测定

p H计使用前用p H=6.86和p H=4.01的p H缓冲溶液校准。用p H计测定吸收剂浆液或脱硫浆液p H值时, 分取部分滤液, 将电极插于滤液中, 搅拌1 min, 待数值稳定后读取p H值, 并同时记录浆液的温度。

3 吸收剂浆液及脱硫浆液固体含量的测定

3.1 分析步骤

3.1.1 按脱硫浆液制备抽滤装置图[1]装好砂芯漏斗, 连接好抽气软管。启动真空泵, 同时检查连接软管是否有漏气的地方。

3.1.2 摇动密度测定后的比重瓶, 使浆液的固、液均匀。向玻璃砂芯漏斗中倾倒过滤。

3.1.3滤液过滤完成后, 用移液管准确吸取2m L~10 m L吸收浆滤液 (取决于Cl-含量, 一般为10 m L) 于100 m L塑料滴定瓶中, 此溶液A用于测定氯化物。

3.1.4用适量的丙酮洗涤已过滤的试饼。确认样品的液体抽干后, 关停真空泵, 取下砂芯漏斗, 用洁净、软质的勺子将试样剥离, 并盛入已恒量的称量瓶中, 在烘箱内烘干 (称量瓶在烘箱中应敞开盖) 。

对于石灰石吸收剂浆液, 可直接在 (105±5) ℃干燥箱中烘干直至恒量 (m5) 。

对于脱硫浆液, 应先用丙酮冲洗砂芯漏斗内试样3次。如氯化物含量上升到20000mg/L时, 还需用约20m L水冲洗3次, 然后用丙酮冲洗。然后再在 (45±3) ℃干燥箱中烘干直至恒量 (m5) 。

3.2 结果计算与表示

固体含量的质量分数ω固体含量 (%) 按式 (1) 计算:

式中:

m1-提取的浆液的质量, 单位为克 (g) ;

m2-空称量瓶的质量, 单位为克 (g) ;

m3-烘干后称量瓶与样品的质量, 单位为克 (g) 。

4 吸收剂浆液或脱硫浆液中氧化钙的测定

4.1 移取试液

(见文献[1]中3.4、3.5) 25 m L, 分析步骤按GB/T 5484进行。

4.2 结果的计算与表示

吸收剂浆液或脱硫浆液中氧化钙的含量ωCa O (mg/L) 按式 (2) 计算:

式中:TCa O-EDTA标准滴定溶液对氧化钙的滴定度, 单位为毫克每毫升 (mg/m L) ;

V1-滴定时消耗EDTA标准滴定溶液的体积, 单位为毫升 (m L) ;

V01-空白试验时消耗EDTA标准滴定溶液的体积, 单位为毫升 (m L) ;

V2-移取试液的体积, 单位为毫升 (m L) 。

5 吸收剂浆液或脱硫浆液中氧化镁的测定

5.1 移取试液

(见文献[1]中3.4、3.5) 25 m L, 分析步骤按GB/T 5484进行。

5.2 结果的计算与表示

吸收剂浆液或脱硫浆液中氧化镁的含量ωMa O (mg/L) 按式 (3) 计算:

式中:TMg O-EDTA标准滴定溶液对氧化镁的滴定度, 单位为毫克每毫升 (mg/m L) ;

V1-测定氧化钙时消耗EDTA标准滴定溶液的体积, 单位为毫升 (m L) ;

V01-测定氧化钙时空白试验消耗EDTA标准滴定溶液的体积, 单位为毫升 (m L) ;

V3-滴定钙、镁总量时消耗EDTA标准滴定溶液的体积, 单位为毫升 (m L) ;

V03-滴定钙、镁总量时空白试验消耗EDTA标准滴定溶液的体积, 单位为毫升 (m L) ;

V4-移取试液的体积, 单位为毫升 (m L) 。

6 脱硫浆液中氯离子的测定

6.1 分析步骤

向试液 (见文献[1]中3.6) 或溶液A中加入10 m L水和2 m L硫酸 (1+4) 溶液进行混合, 然后使用自动滴定仪, 用硝酸银标准滴定溶液[c (Ag NO3) =0.1 mol/L]滴定至终点。如果滤液中含有大量的亚硫酸盐, 滴定前必须用双氧水 (H2O2) 氧化。

6.2 结果计算与表示

脱硫浆液中氯离子的质量分数ωCl- (mg/L) 按式 (4) 计算:

式中:

V5-吸收浆滤液体积, 单位为毫升 (m L) ;

V6-0.1mol/L硝酸银标准滴定溶液消耗体积数, 单位为毫升 (m L) ;

3.545-每毫升0.1mol/L硝酸银标准滴定溶液相当于Cl-的毫克数。

7 硫酸钙的测定-硫酸钡重量法

7.1 脱硫循环浆液的滤液中三氧化硫的测定

7.1.1 分析步骤

移取试液 (见文献[1]中3.6) 25 m L置于400 m L烧杯中, 加水稀释至250 m L。三氧化硫的分析步骤按GB/T 5484第11.2.1.2章进行。

7.1.2 三氧化硫的含量结果计算与表示

三氧化硫的含量ωSO3 (mg/L) 按式 (5) 计算:

式中:

m4-灼烧后沉淀的质量, 单位为克 (g) ;

m04-空白试验灼烧后沉淀的质量, 单位为克 (g) ;

V7-移取试液的体积, 单位为毫升 (m L) ;

0.343-硫酸钡对三氧化硫的换算系数。

7.1.3 硫酸钙的含量结果计算与表示

硫酸钙的含量ωCa SO4 (mg/L) 按式 (6) 计算:

式中:

1.7-三氧化硫对硫酸钙的换算系数。

7.2 脱硫循环浆液的滤渣 (固相) 中三氧化硫的测定

7.2.1 分析步骤

称取试样 (见文献[1]中3.7) 0.2 g, 精确至0.000 1 g。三氧化硫的分析步骤按GB/T 5484第11.2.2章进行。

7.2.2 三氧化硫的质量分数ω (SO3) (%) 结果计算与表示按GB/T 5484第11.3.2章进行。

7.2.3 结晶水的质量分数ω (H2O) + (%) 结晶水的结果计算与表示按GB/T 5484第10章进行。

7.2.4 硫酸钙的质量分数结果计算与表示

硫酸钙的质量分数按式 (7) 计算:

式中:

1.7-三氧化硫对硫酸钙的换算系数。

8 半水亚硫酸钙的测定-碘量法

8.1 脱硫循环浆液的滤液中二氧化硫的测定:

8.1.1用移液管吸取5m L碘标准溶液于碘量瓶中, 注入试液10 m L (必须能显出碘溶液的颜色, 如果样品中亚硫酸盐含量较高, 可适当减少取样量) , 加入5m L盐酸 (1+4) , 摇匀, 于暗处静置5min。用硫代硫酸钠标准滴定溶液[c (Na2S2O3) =0.05mol/L]滴定至溶液呈淡黄色后, 加入约1m L淀粉溶液, 再继续滴定至蓝色消失。

8.1.2 结果的计算与表示:

二氧化硫和半水亚硫酸钙的含量按式 (8) 和式 (9) 计算:

式中:

TSO2-碘标准溶液对二氧化硫的滴定度, 单位为毫克每毫升 (mg/m L) ;

V8-滴定时消耗硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积, 单位为毫升 (m L) ;

K-碘标准溶液与硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积比;

V9-试液的体积, 单位为毫升 (m L) ;

5.00-加入碘标准溶液的体积, 单位为毫升 (m L) ;

2.016-二氧化硫对半水亚硫酸钙的换算系数。

8.2 脱硫循环浆液的滤渣或固相中二氧化硫的测定

8.2.1 称取试样约1g, 精确至0.000 1 g, 分析步骤按GB/T 5484第12.2章进行。

8.2.2 二氧化硫和半水亚硫酸钙的质量分数ωSO2 (%) 和ωCa SO3·12H2O (%) 按GB/T5484第12.3章计算。

9 脱硫循环浆液的滤渣 (固相) 中碳酸钙的测定

9.1 分析步骤

称取0.5g已烘干24h的试样 (见文献[1]中3.7) , 精确至0.0001 g, 置于250 m L锥形瓶中, 用少量水冲洗瓶壁使瓶壁润湿, 加入0.5m L~1.0 m L过氧化氢, 摇匀后放置约5 min, 用移液管准确加入15.00 m L盐酸标准滴定溶液[c (HCl) =0.3 mol/L] (加入量以返滴定时消耗10 m L左右的氢氧化钠标准滴定溶液为宜) , 摇动使试样分散。置于电热板上加热至沸后, 继续微沸2 min (同时摇动锥形瓶) , 取下, 用约30 m L水冲洗瓶壁, 加5滴酚酞指示剂, 用氢氧化钠标准滴定溶液[c (Na OH) =0.15 mol/L]滴定至微红色, 30s内不褪色为止。

9.2 结果的计算与表示

脱硫循环浆液的滤渣 (固相) 中碳酸钙的质量分数ωCa CO3 (%) 用式 (10) 计算:

式中:

c1-盐酸标准滴定溶液的浓度, 单位为摩尔每升 (mol/L) ;

V10-加入HCl标准溶液的体积, 单位为毫升 (m L) ;

c2-氢氧化钠标准滴定溶液的浓度, 单位为摩尔每升 (mol/L) ;

V11-滴定时消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积, 单位为毫升 (m L) ;

m5-试样的质量, 单位为克 (g) ;

的摩尔质量, 单位为克每摩尔 (g/mol) 。

1 0 结语

采用上述方法对石灰石-石膏脱硫浆液进行的检测时, 一定要以适用于企业的脱硫工艺为前提, 并结合企业对监控时间、效率和烟气脱硫石膏品质的不同要求, 适当增减质量控制点及其检测控制项目, 可以做到在正常生产时做到有效监控。在生产异常时, 能够保证不发生低于设计脱硫效率或堵管、脱硫石膏质量不合格等事故。从而保证减排效率, 同时副产品可以用作水泥缓凝剂和生产装饰石膏板等的合格的脱硫石膏, 以避免因脱硫石膏不合格而采取废弃措施时对环境造成的二次污染。

摘要：按照现行检测技术规范中对石灰石-石膏湿法烟气脱硫吸收浆液和循环浆液中主要化学成分的测定方法有时又不一定适用于企业的脱硫工艺, 为此结合企业对监控时间、效率和烟气脱硫石膏品质的不同要求, 对脱硫吸收浆液和循环浆液测定方法进行研究, 制定了脱硫过程各浆液质量监控的测定方法。

关键词：石灰石-石膏脱硫工艺,吸收浆液,循环浆液,测定方法

参考文献

篇9：燃煤电厂烟气湿法脱硫工艺分析

关键词：湿法脱硫；燃煤电厂；石灰石-石膏脱硫工艺；海水脱硫

一、燃煤电厂湿法脱硫工艺简介

湿法脱硫工艺最早起源于海水脱硫，其原理是利用海水的碱度及其天然特性脱除烟气中的二氧化硫，但是由于其严苛的地域限制，导致该方法的大范围应用存在困难。随着科学技术及化学工业的发展，脱硫工作者开发了湿式石灰石/石灰—石膏脱硫工艺，该方法也是迄今为止应用范围最广、技术发展最成熟、应用情况最稳定的脱硫工艺。在此基础上，脱硫工作者不断突破脱硫工艺的局限性，又先后开发了钠钙双碱法、湿式氨法脱硫工艺等，为湿法脱硫技术的发展做出了重要贡献。湿法脱硫较之半干法、干法脱硫拥有绝对的实用业绩优势，绝大多数电厂烟气脱硫均采用湿法脱硫工艺，其中又以湿式石灰石/石灰—石膏脱硫法应用居多。

二、湿法脱硫工艺的分类

1、石灰石-石膏脱硫工艺

石灰石—石膏脱硫工艺是应用范围最广，也是最为稳定的脱硫工艺，其反应原理如下： → （2-1-1）

→ ↑ （2-1-2）

→ · （2-1-3）

→ · ↑ （2-1-4）

其中，式（2-1-1）和（2-1-2）发生在脱硫塔顶部，也是消除烟气中二氧化硫的主反应；式（2-1-3）和（2-1-4）则发生于脱硫塔底部，不稳定氧化产物亚硫酸钙被氧化为带有结合水的硫酸钙，即带有结晶水的石膏，实现了工业废气的有效利用。该技术具有诸多优点，如：技术发展成熟、应用范围广、脱硫效率高（可达95%及以上）、脱硫剂使用效率高（可达90%及以上）等。同样，该技术也具有一定的局限性，如投资成本高、后期使用成本高、系统设置复杂、易受腐蚀等。但综合权衡，湿式石灰石—石膏脱硫工艺的使用对湿法脱硫工艺的发展具有里程碑式的意义，它极大地减轻了烟气中二氧化硫对生态环境造成的污染压力，同时也为工业废气的再度利用做出了重要贡献。

2、海水脱硫工艺

海水脱硫工艺研发起步最早，其原理是海水中的卤化物、硫酸盐等碱性物质可去除烟气中的二氧化硫。根据化学工艺可将海水脱硫法分为两类：只用海水和向海水中添加适量石灰来调节吸收液的碱度值，而前者应用较为广泛。海水脱硫工艺具有操作简单、原料易取、不易结垢堵塞、脱硫效率高等优点。但是，其应用地域限制较为严格，只能在沿海地区使用，在内陆地区应用较为困难。

3、其它工艺

湿法脱硫工艺投入现场使用的有不下20种，其中应用较为普遍的还有新氨法烟气脱硫技术、镁基吸收法脱硫技术、双碱法脱硫技术等。新氨法脱硫技术主要是利用氨水来吸收含二氧化硫的烟气，该方法的好处是工业废气可再度生产为化肥或是高质量的工业硫酸。由于新氨法脱硫采用液液接触，脱硫效率更为显著。其次，新氨法脱硫也可以通过废料进行工业生产，在一定程度上减轻了前期建设的费用负担。镁基吸收法则是利用 浊液进行脱硫，二氧化硫在吸收器中被吸收生成亚硫酸镁或是硫酸镁，达到脱去烟气中二氧化硫的目的。双碱法脱硫工艺是利用含 的碱性溶液或是氨水与二氧化硫反应，然后再度用中间产物与生石灰等碱性物质反应，最后生成硫酸钙这一无毒无害物质，该方法成本低、无堵塞，是一种经济高效的脱硫手段。

三、湿法脱硫工艺在电厂的应用

湿法脱硫工艺是目前世界范围内发展最为成熟的脱硫手段，其吸收剂原料易得、副产品可回收利用率高、设备运行稳定、达到的环境指标合乎标准。各燃煤电厂可根据电厂自身的燃煤类型、所处地理环境、原材料获取难易程度、划地规模及当地政府环保政策等因素，进行系统梳理和规划，以选取合适的脱硫方法来解决烟气中二氧化硫含量超标的问题。

湿法脱硫技术在我国燃煤电厂中一直作为优先考虑的脱硫工艺，研究表明，湿法脱硫技术相较于干法脱硫技术、半干法脱硫技术，具有投入成本低、设备运行稳定、技术手段成熟等优势。但各电厂在运用该技术手段时也应注意以下几个方面的问题：

（1）重视防堵塞、结垢的防护处理

湿法脱硫工艺在应用时面临的普遍问题就是结垢堵塞情况突出。电厂在实际应用湿法脱硫技术时，应当注意吸收器、氧化槽，尤其注意喷嘴及管道中的结垢情况，定期进行设备清理，并应重视监测观察环节，避免设备由于结垢封堵而难以正常运行。

（2）重视防腐、防磨损设计研究

浆液中的大量电解质及固态颗粒会对设备壁面造成腐蚀磨损，减少设备使用寿命。在设计脱硫设备体系时，应充分考虑到设备内衬、阀门、管道、喷嘴的耐腐蚀程度，积极研发相应的防腐蚀、防磨损改良方案，针对各电厂脱硫手段的特异性展开专项攻关，改善设备腐蚀磨损情况。

（3）注意吸收剂品质及燃煤煤质变化

随着生产进程推进及原煤产源变化，燃煤煤质也会受到诸多因素的影响。不同品质的原煤其化学构成不同，最终灼烧得到的产物也各有不同，各电厂在生产过程中应实时把握这一因素，做好相应的脱硫方案调整，以保证脱硫的高效性及实用性。同时，随着二氧化硫吸收量的不断增多，吸收剂的品质也会发生变化，电厂相关技术人员应注意这一点，做好动态调整规划，将经济效益与脱硫效率控制在合理范围内。

四、结语

本文详述了几种常见的脱硫技术，并对其原理做了简要综述。虽然目前最为普遍的技术仍为石灰石—石膏脱硫工艺，但对其它工艺技术的改革创新仍不容忽视。未来的湿法脱硫技术将更注重对环境达标程度的控制并考虑其综合副产品的利用。在实际的生产过程中，电厂负责人应注意对于脱硫工艺的实时调整，将脱硫措施体系化、过程化，注重对脱硫装置的检修监督，完善脱硫工艺细节，重视相关技术开发，进行脱硫技术工艺改良创新，不断缩小与国外先进水平的差距。

参考文献

[1] 鹿瑶.关于湿法脱硫工艺探析[J].科技创新与应用，2014（11）

[2] 孔火良，吴慧芳，金保升.燃煤电厂烟气脱硫技术及其主要工艺[J].煤矿环境保护，2002（12）

篇10：石灰石─石膏湿法烟气脱硫洗涤工艺分析

蔡贵辉

（湖南永清脱硫有限公司，长沙410005）

摘要：本文通过对湿法烟气脱硫工艺与腐蚀现象的分析，对湿法烟气脱硫设备阀门材料的选用进行了探讨。

关键词：石灰石－石膏湿法脱硫工艺 腐蚀 阀门 蝶阀 材料选用

Investigation and Ways to Material Selection for Valves

in Wet Limestone & Gypsum Flue Gas Desulphurization Technology

Cai Guihui(Hunan Yonker Desulphurization Co., Ltd)Abstract

By analyzing the wet limestone & gypsum flue gas desulphurization technology and corrosion phenomena, this paper discussed the material selection of vales in wet limestone & gypsum flue gas desulphurization system.Keywords

wet limestone & gypsum flue gas desulphurization technology, corrosion, valve, butterfly valve, material selection

0 引言

腐蚀是材料在环境的作用下引起的破坏或变质。金属和合金的腐蚀主要是由于化学或电化学作用引起的破坏，有时还同时伴有机械、物理或生物作用。非金属的破坏一般由于化学或物理作用引起，如氧化、溶解、膨胀等。

石灰石－石膏湿法烟气脱硫装臵因其工艺技术成熟、煤种适用面宽、脱硫效率高、成本较低而成为国内外火电厂烟气脱硫系统的主流装臵，但是该装臵所用的石灰石－石膏湿法脱硫工艺造成整个系统的工作环境恶劣、防腐蚀工程量大，对系统设备的防腐性能提出了较高的要求。

阀门是流体输送系统中的重要控制设备，改变通路断面和介质流动方向，具有截断、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能，在整个脱硫过程中，阀门性能的优劣直接关系到整个脱硫系统能否正常有序高效运行。笔者根据多年的阀门设计制造经验，综合现在石灰石－石膏湿法烟气脱硫工况条件，就阀门防腐材料选用对策作如下分析与探讨。1 石灰石－石膏湿法脱硫工艺原理

石灰石－石膏湿法脱硫工艺是石灰石（CaCO3）经磨碎后加水制成浆液作为吸收剂，与降温后进入吸收塔的烟气接触、混合，烟气中的SO2与浆液中的CaCO3 及加入的空气进行化学反应，最后生成石膏。脱硫后的烟气经除雾、换热升温后通过烟囱排放。该工艺系统包括烟气烟道、烟气脱硫、石灰石制备、石膏处理和废水处理几大部分。其主要的化学反应过程如下： ①．SO2 + H2O → H2SO3 吸收

②． CaCO3 + H2SO3 → CaSO3 + CO2 + H2O 中和 ③． CaSO3 + 1/2 O2 → CaSO4 氧化 ④． CaSO3 + 1/2 H2O → CaSO3•1/2H2O 结晶 ⑤． CaSO4 + 2H2O → CaSO4•2H2O 结晶 ⑥． CaSO3 + H2SO3 → Ca(HSO3)2 pH控制

另外，燃煤产生的卤化物（氯化物、氟化物）和氮化物的含量，除本身具有腐蚀作用外，会强化腐蚀环境PH值的变化，强化硫酸盐的腐蚀作用，具有强氧化性。2 主要腐蚀现象及腐蚀环境 2.1 主要腐蚀现象

烟气脱硫系统的腐蚀现象非常复杂，形式上有均匀腐蚀（一般腐蚀）和局部腐蚀（缝隙腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀等），以及物理腐蚀（磨损腐蚀、气泡腐蚀和冲刷腐蚀）、电化学腐蚀等，又因温度、运行工况等因素交织，整个腐蚀是化学、物理和机械等因素迭加的复杂过程。

非金属材料的化学腐蚀较缓慢，而物理腐蚀破坏较迅速，是造成非金属腐蚀的主要原因。物理腐蚀主要表现为溶胀、鼓泡、分层、剥离、开裂、脱胶等现象，其起因主要由腐蚀介质的渗透和应力腐蚀所致。

烟气中的SO2、HCl、HF和NxO等酸性气体在与液体接触时，生成相应的酸液，其SO32－、Cl－、SO42－对金属有很强的腐蚀性，对防腐内衬亦有很强的扩散渗透破坏作用。

安放有垫圈的部位或附着沉积物的金属表面易发生缝隙腐蚀。

如果钝化膜再生得不够快，点腐蚀就会加速，使腐蚀程度加深。一般在含有氯化物的水溶液中易发生此类点腐蚀。

金属表面与水及电解质接触处易形成电化学腐蚀（此现象在不同金属之间的法兰连接处、焊缝处比较常见）。

溶液中的硫酸盐和亚硫酸盐随溶液渗入防腐内衬及其毛细孔内，当系统停运后，逐渐变干，溶液中的硫酸盐和亚硫酸盐析出并结晶，随后体积发生膨胀，使防腐内衬产生应力，发生剥离损坏。

浆液中含有的固态物，在一定流速下对系统设备有一定的冲刷作用，形成冲刷腐蚀。

……

2.2 主要腐蚀环境

按阀门使用区域划，将脱硫系统划分为制浆区、石膏浆液排出区、真空皮带脱水机系统区、工艺水箱区等区域。制浆区浆液中主要含有CaCO3颗粒和悬浮液，pH值一般在8左右，固体颗粒含量大（约28～32%），流速大，对设备冲刷作用较剧烈。如果制备石灰石浆液的工艺水是利用真空皮带脱水机冲洗石膏用的过滤水，则石灰石浆液中也会含有氯离子、硫酸根离子和亚硫酸根离子，氯离子的质量分数可达到2х10-2左右，浆液供应系统内可能会发生酸性腐蚀。

石膏浆液排出区：吸收塔内浆液pH值为5～6，氯离子浓度为2х10-2左右，含固量较大（14～16%），流速大则有冲刷。排出石膏浆液中主要含有氯离子、硫酸根离子和亚硫酸根离子，氯离子浓度为2х10-2以上，该区会发生酸性腐蚀。

真空皮带脱水机系统区：石膏浆液经水力旋流器一级脱水后，再经真空皮脱水机二级脱水，石膏浆液进一步脱水至含固率达到90%以上，已澄清的液体的含固率低（3～4%），冲刷磨损小，浆液中也会含有氯离子、硫酸根离子和亚硫酸根离子，氯离子的质量分数可能达到2х10-2左右，该区内可能会发生酸性腐蚀。

工艺水箱区：湿法脱硫系统中的吸收剂浆液制备、除雾器冲洗、石膏冲洗、浆液管道冲洗、设备冷却等需要大量水源，对水质无特殊要求，采用电厂循环水，则浆液中也会含有氯离子、硫酸根离子和亚硫酸根离子，氯离子的质量分数可能达到2х10-2左右，浆液供应系统内可能会发生酸性腐蚀。

根据上述主要腐蚀环境的分析，脱硫系统阀门的工况较为恶劣，尤以石膏浆液排出区腐蚀环境最为苛刻。以下阀门材料选用对策便依此腐蚀环境进行分析与探讨，其它腐蚀环境中的阀门材料选用可参照选用。3 阀门材料选用对策

阀门主要零件材质选择，首先考虑的是工作介质的物理特性（如温度、压力）和化学特性（腐蚀性），同时要考虑介质的清洁程度（有无固体颗粒，颗粒的密度等），再参照国家和使用单位的有关规定和要求选择。

阀门的主要组成部件有阀体、阀板、阀杆、阀座及轴封等。阀门种类繁多，其中蝶阀因其结构长度短、启闭速度快、具有截止、导通及调节流量等综合功能优势，在脱硫系统中无论是制浆区、石膏浆液排出区、真空皮带脱水机系统区还是工艺水箱区均应用广泛，下面就以蝶阀为例对阀门材料的选用对策进行分析探讨（其它类型阀门可参照选用）。蝶阀按密封材质的不同可分为金属密封蝶阀与橡胶密封蝶阀。金属密封蝶阀是金属对金属形成密封副，橡胶密封蝶阀是金属对橡胶或橡胶对橡胶形成密封副。3.1蝶阀运行工况分析

蝶阀与介质接触的部位主要为阀板、阀体、阀座、阀轴及轴封，如下图示：

阀杆在动力源的驱动下，带动阀板开启、阀体阀板阀杆介质流向关闭或调节流量，从而实现对介质流的控制。阀板始终处于介质流中，介质（带有固体颗粒）对其的冲刷磨损无可避免。当阀板开度较小（约0～15°），阀板对流体形成的节流效应，常常会引起冲刷和汽蚀（此工况在实际工作中应尽量避免）。在阀门的关闭过程中，阀门密封副之间会产生一定的滑移和摩擦、挤压作用，以形成一定的弹性变形，以起到密封作用，在这个过程中，密封副因滑移和挤压造成磨损。故除整个阀板受介质浸泡、冲刷腐蚀外，密封副局部还将承受严重的汽蚀和冲刷磨损，以及受固体颗粒的磨料磨损及破坏等。这种工况对阀板的密封副材质提出了较高的要求，除了要抗介质腐蚀外，还要抗挤压磨损。

阀体是介质通流部件，介质在其中通过或停留。阀体受一般腐蚀与冲刷腐蚀。

阀杆在动力源驱动下带动阀板转动，承受扭矩与弯矩作用，易发生应力腐蚀破裂。阀杆与轴套材质的不同、阀杆与轴封材质不同，或存在电价差，会导致发生电化学腐蚀。轴封处淤积或沉积介质，存在缝隙，可能发生缝隙腐蚀与点腐蚀。3.2 金属密封蝶阀材料选用对策

在烟气脱硫的实际运行中，我们发现阀体和阀板常采用316L不锈钢，有的项目采用双相不锈钢，但是通过2～3年实际工况运行后，蝶阀的腐蚀与磨损十分严重，不得不重新更换阀门。

针对烟气脱硫浆液特性：磨损性、腐蚀性和强氧化性等，常采用Ni-Cr-Mo合金制作阀板、阀座与轴。由于Ni-Cr-Mo合金材料牌号很多，有蒙乃尔合金、哈氏合金（牌号如DIN标准的2.4602、2.4686、2.4605）,超级奥氏体合金（牌号如DIN标准的1.4529、1.4539）、超级双相不锈钢（牌号如DIN标准的1.4588、1.4593）、双相不锈钢（牌号如DIN标准的1.4507、1.4602、1.4469）等等。

在欧美国家的烟气脱硫系统中，浆液阀门的蝶板大都采用哈氏合金（哈氏合金材料在脱硫领域得到广泛应用是世界公认的），后来蒂森克努伯不锈钢公司开发出含Mo6%的超级奥氏体防腐合金—DIN1.4529，也称926合金（或称6钼合金），专门针对烟气脱硫进行试验开发，目前在湿法脱硫工艺系统中，阀门的阀板已成功采用DIN1.4529材料，具有良好的机械强度、机加工和焊接性能，且无焊缝开裂问题，并具有良好的热稳定性，除可承受一般腐蚀外，还可承受冲刷磨损及挤压磨损，使用效果较为理想，国际上有使用十多年未出现腐蚀的例子。DIN1.4529材料价格昂贵，阀门阀体、阀板材料整体采用DIN1.4529制作，直接增加了阀门的造价，增加了脱硫成本。对于阀体、阀板我们可考虑使用碳钢内衬DIN1.4529的可行性。对于阀杆，为了提高性价比，也可采用碳钢衬DIN1.4529材料（包焊DIN1.4529薄皮）。

金属密封蝶阀虽然价格高于橡胶密封蝶阀，但由于具有使用寿命长，性价比较高，较橡胶密封蝶阀更受市场的欢迎。3.3 橡胶密封蝶阀材料选用对策

橡胶密封蝶阀如果是“金属对橡胶”（金属与橡胶构成的密封副）的密封，则对金属密封圈材料采用DIN1.4529。橡胶中丁腈橡胶NBR、氟橡胶FPM、填充聚四氟乙烯PTFE、乙丙橡胶EPDM等都应用较广，其各自特性如下：

乙丙橡胶EPDM：密度小，色浅成本低，耐化学稳定性好（仅不耐浓硝酸），耐臭氧，耐老化性优异，电绝缘好,冲击弹性较好；但不耐一般矿物油系润滑油及液压油。适用于耐热-50度～120度。

丁腈橡胶NBR：耐汽油及脂肪烃油类性能好。有中丙烯腈橡胶（耐油、耐磨、耐老化性好。但不适用于磷酸，脂系液压油及含添加剂的齿轮油）与高丙烯腈橡胶（耐燃料油、汽油、及矿物油性能最好，丙烯脂含量高，耐油性好，但耐寒性差）。适用温度-30度～120度，应用广泛。适用于耐油性要求高的场合。

氟橡胶FPM：耐高温300度，不怕酸碱，耐油性是最好的。电绝缘机械性、耐化学药品、臭氧、大气老化作用都好，但加工性差、耐寒差，价贵，适用温度-20度～250度。

填充聚四氟乙烯PTFE：耐磨性极佳，耐热、耐寒、耐溶剂、耐腐蚀性能好，具有低的透气性但弹性极差，膨胀系数大。用于高温或低温条件下的酸、碱、盐、溶剂等强腐蚀性介质。

以上橡胶中的乙丙橡胶EPDM在脱硫系统中以其综合性能优、价廉物美而应用较广。

虽然橡胶的化学腐蚀较缓慢，而物理腐蚀破坏较迅速，在腐蚀介质的渗透和应力下腐蚀，表现为溶胀、鼓泡、分层、剥离、开裂、脱胶等。所以，橡胶密封蝶阀寿命较低，一股为3～5年。但是，橡胶密封蝶阀因价格低，一次投入少，橡胶密封圈易于更换，而致橡胶密封蝶阀亦被广泛应用于湿法脱硫系统中。4 结论

篇11：石灰石─石膏湿法烟气脱硫洗涤工艺分析

石灰石-石膏湿法脱硫系统中的堵塞与对策

摘要：通过国内第一个竣工的`2×600MW火电机组脱硫工程,实例介绍了采用喷淋塔工艺的石灰石-石膏湿法脱硫装置试运期间遇到的管道设备内浆液堵塞的问题,从设计角度(例如建议石灰石浆液箱上的敞口滤网在以后的设计中应必备)结合安装、运行方面的对策讨论了治理措施.作 者：杨勇    YANG Yong  作者单位：GE energy China,上海,40 期 刊：华东电力  ISTICPKU  Journal：EAST CHINA ELECTRIC POWER 年，卷(期)：, 34(11) 分类号：X701.3 关键词：脱硫    石灰石-石膏湿法    喷淋塔   

篇12：石灰石─石膏湿法烟气脱硫洗涤工艺分析

分析

内容摘要 本文针对石灰石石膏法烟气脱硫工艺设计中常见问题作了具体分析，对WFGD装置的设计者提供了相应的建议，认为各系统合理的设备选型及设计是WFGD正常调试运行的可靠保证。

关 键 词 石灰石石膏 脱硫

工艺设计 1前言

烟气脱硫是控制火电厂SO2污染的重要措施，随着近年来我国经济的飞速发展，电力供应不足的矛盾日益突出，国家在积极建设电厂的同时充分注意火电厂烟气排放带来的严重环境污染问题，相继制订了火电厂相关政策法规、积极推动火电厂安装烟气脱硫设施，如2000年9月1日开始实施的新《中华人民共和国大气污染防治法》第30条规定：“新建或扩建排放二氧化硫的火电厂和其他大中型企业超过规定的污染物排放标准或者总量控制指标的，必须建设配套脱硫。除尘装置或者采取其他控制二氧化硫排放、除尘的措施。在酸雨控制区和二氧化硫污染控制区内，属于已建企业超过规定的污染物排放标准排放大气污染物的，依照本法第四十八条的规定限期治理。”

据相关研究表明[1]在目前国内外开发出的上百种脱硫技术中，石灰石石膏法烟气脱硫是我国火电厂大中型机组烟气脱硫改造的首选方案。随着重庆珞璜电厂引进日本三菱重工的两套湿式石灰石石膏法烟气脱硫技术和设备，国华北京热电厂﹑半山电厂和太原第一热电厂等都相继采用了石灰石石膏法脱硫。该法脱硫率高，运行工况稳定，为当地带来了良好的环境经济效应。在这些运行经验基础上其它火电厂也加快了脱硫工程改造步伐，石灰石石膏法脱硫工艺往往成了大多数电厂的脱硫首选方案。

石灰石石膏法烟气脱硫工艺系统尽管优点多，但系统复杂，在系统设计方面要充分进行优化选择，考虑设计参数宽裕度以及对锅炉本体影响等问题，往往由于设计不完善为后期系统的调试运行加大难度或达不到设计效果。本文就是针对在石灰石石膏脱硫系统设计中常见问题进行分析，为脱硫系统的设计人员提供一定的技术参考。

2.石灰石－石膏法脱硫工艺中常见问题以及相应措施 2.1石灰石－石膏法脱硫工艺简介 图１给出了石灰石石膏法脱硫流程示意图。主要包括原料输送系统、吸收剂浆液配制系统、烟气系统、SO2吸收系统、石膏脱水及贮存和石膏抛弃系统。从锅炉引风机引出的烟气全部进入FGD系统，首先通过气气热交换器(MGGH)对未脱硫烟气进行降温，再进入吸收塔进行脱硫反应，完成脱硫后的净化烟气经溢流槽及两级除雾后，再通过MGGH热交换器的烟气吸热侧，被重新加热到88℃以上经烟囱排出。

2.2常见问题分析

2.2.1 吸收系统

吸收系统是脱硫工艺的核心部分。由于设计人员要综合考虑脱硫效率和脱硫系统经济性能以及运行维护量的问题，吸收塔的选择成了设计的核心问题。目前该脱硫系统吸收塔的型式主要有四种，结构型式见图2～5。

不同的吸收塔有不同的吸收区设计，其中栅格式吸收塔由于系统阻力大﹑栅格宜堵和宜结垢等问题逐渐被淘汰；鼓泡式吸收塔也由于系统阻力大﹑脱硫率相对偏低等问题应用较少；喷淋式吸收塔由于脱硫效率能达到95％以上，系统阻力小，目前应用较多，但该塔喷嘴磨损大且宜堵塞，需要定期检修，为系统的正常运行带来一定的影响，目前设计人员对喷嘴进行了技术改进，系统维护量相对降低；对于液柱塔由于其脱硫率高，系统阻力小，能有效防止喷嘴堵塞、结垢问题，应用前景广阔。因此在吸收塔的设计选择上应综合考虑厂方的要求和经济性，液柱塔是首选方案，其次是喷淋塔。

目前国内电厂在脱硫系统中核心设备上均采用进口设备，特别是吸收塔，由于技术含量比较高，因此基本上都采用进口设备。因此设计人员主要的工作要重点把握吸装置的技术指标和相应要求的技术参数。如：珞璜电厂于1988年引进了日本三菱重工湿式石灰石石膏法烟气脱硫装置，配360MW凝汽式发电机组[2]。

表1 日本三菱重工湿式石灰石－石膏FGD装置技术指标

参数 煤种 含硫量 脱硫率

钙硫比 进口烟温 出口烟温 水雾含量

吸收塔 烟气流速

停留时间 指标 ＜5% ≥95% 1.1～1.2 142℃ 90℃

≤30mg/m3 9.3m/s

＞3.3s

2.2.2 烟气及再热器系统

烟气再热器系统在脱硫工艺中占很重要的位置，在烟气系统和再热器系统设计上存在的常见问题较多，据经验表明设计中应注意的主要问题总结如下：（1）FGD入口SO2浓度。很多进行脱硫改造的电厂往往都会对来煤品质进行一定的调整，有些电厂会采用低硫份煤和高硫份煤掺烧的方案，由于混煤不均匀，入炉硫含量变化快，锅炉燃烧排放出的SO2浓度波动较大，在FGD入口SO2浓度变化频率大而FGD运行惯性大，一旦系统进入自动运行状态，系统脱硫率波动大；同时由于SO2浓度变化大，在一定的工况周期内吸收塔内PH值不能满足要求（一般要求为5.5～6.5），系统脱硫率达不到设计要求。因此在脱硫系统设计时应对电厂提出保证混煤均匀的要求或方案。

（2）FGD入口烟尘浓度。为了脱硫系统的稳定运行，在FGD入口应设计安装烟尘浓度检测装置。主要原因是考虑到除尘器在达不到设计效率时，往往烟尘浓度过高，会严重影响到脱硫系统的正常运行。因此设计时人员应对厂家提出该投资建议。

（3）旁路挡板和进出口挡板的设计。FGD系统启﹑停时烟气在旁路和主烟道间切换，在实际烟道设计时一般两路烟道阻力不同，此时对锅炉的负压会产生一定的影响。如果两路阻力压力相差悬殊，在FGD系统启﹑停时锅炉的负压会出现较大的波动。如果燃用劣质煤，在较短的时间内锅炉运行人员难以迅速调整，有可能造成熄火。因此在旁路挡板的设计应充分考虑挡板切换的时间值。设计的关键在于选择合适的弹簧，一般经验值旁路挡板通过预拉弹簧打开时间应大于2.5ｓ。另外在进出口挡板设计上要考虑FGD系统停运时由于挡板有间隙存在，加上进出口烟道阻力不同，在一般设计中停运采用集中供应密封风，往往造成烟气渗透，有可能出现热烟气漏入FGD系统，造成系统腐蚀，影响系统寿命。所以设计停运密封风时应对进出口挡板单独配备一台风机。

（4）烟气换热器GGH选择。

脱硫系统中，设置GGH的目的：一是降低进入脱硫塔的烟气温度到100℃以下，保护塔及塔内防腐内衬；二是使脱硫塔出口烟气温度升至80℃以上，减少烟气对烟道及烟囱的腐蚀。经验表明脱硫系统自动时出口烟温一般都达不到实际的出口烟温，为了减小因出口烟温低对下游的腐蚀，因此在设计出口烟温时应考虑5～10℃的宽裕度。

在考虑是否设置GGH存在两种观点：一种认为不上GGH能节约初投资，可以从腐蚀材料上解决腐蚀问题；一种认为不上GGH节约的初投资，不足以补偿为解决防腐问题而花在防腐上的投资。不装GGH，低温排放的优点是简化系统，减少GGH所需投资；缺点是吸收塔后至烟囱出口均要处于严重腐蚀区域内，烟道与烟囱内衬投资很高；与此同时，烟囱出口热升力减小，常冒白烟，不装GGH，部分烟气（15～50%）不进吸收塔，通过旁路烟道与处理后的烟气混合，从而使其排[3]烟温度上升，这仅适用于要求脱硫效率不高的工程如黄岛、珞璜二期等工程。因此对于要求高脱硫率的工程一般都设GGH。

目前脱硫装置烟气再热系统一般采用回转式、管式、蒸汽加热等几种方式。

采用蒸汽加热器投资省但能耗大，运行费用很高，采用此方式需作慎重考虑，目前在国内应用较少。国外脱硫装置中回转式换热器应用较多，这是因为国外回转式投资比管式低，在国内，运用于脱硫装置的回转式换热器生产厂较少，且均使用国外专利商技术，所以回转式价格比管式略高。回转式换热器有3%左右的泄露率，即有3%的未脱硫烟气泄露到已脱硫的烟气中，这将要求更高的吸收脱硫效率，使整个系统运行费用提高。管式换热则器设备庞大，电耗大。

因此在脱硫系统设计过程中应根据设计脱硫率﹑锅炉尾部烟气量﹑尾部烟道材料以及脱硫预留场地等情况进行方案，选出最合理的方案。2.2.3 吸收剂浆液配制系统

在脱硫工艺方案选择时一般对石灰石来源和品质都应做过调查，石灰石来源应充足，能保证脱系统长期运行的供应量，一般考虑15年左右的设计年限，设计人员可根据电厂的实际情况进行调整。但石灰石品质一定要能达到品质要求（见表2）。石灰石品质不高，杂质较多，会经常造成阀门堵塞和损坏，严重时会造成脱硫塔的管道堵塞，特别易造成喷嘴堵塞损坏，影响脱硫系统的正常运行。

在制浆系统石灰石粉送入前应保证得到良好的空气干燥，以防送粉管道堵塞，同时对整个送粉管道应设计流畅，减少阀门和连接部件，特别是浆液管的溢流管应根据系统设计良好的密封风以防止石灰石的外漏，对制浆车间和厂区造成二次污染。

表2 石灰石质量指标

参数 指标 CaO >52%

MgO ≤2%

细度要求R325

≤5%

酸不溶物 ≤1%

铁铝氧化物 ≤2%

2.2.4 石膏脱水及贮存和石膏抛弃系统

该系统中最大的问题主要是由于石膏的黏性附着，经常使水力旋转器漏斗堵塞，导致脱水系统停运。因此在漏斗底部可以设计工艺水供应管道周期进行清洗，或者提出方案建议工作人员定期进行人工清洗。

烟气脱硫后的石膏一部分通过抛弃泵将石膏浆液输送到电厂的灰渣池内，设计输送管道时应充分考虑石膏的特性，尽量考虑输送管道缩短或者在管道中设计易拆卸法兰为今后的检修带来方便。

有的电厂如湘潭电厂由于脱硫副产品有很好的销售市场，能带来一定的经济效应。因此应考虑合理的方案提高石膏的品质。一般提高石膏品质途径包括：提高石灰石的品质；提高脱硫率；提高除尘器的除尘效率；强化氧化系统以及定期清洗。

相关研究表明[3]，石膏的生成速率将随着脱硫效率的提高而增大，并且其质量也将随着脱硫效率的提高而得到改善。

在对SO2的吸收过程中，吸收塔的设计、烟气温度的合理选取、脱硫剂的选用及用量等因素都将影响脱硫效率，从而影响到石膏的质量。吸收塔的合理设计应当能够提供合理的液气比、减小液滴直径，增加传质表面积，延长烟气与脱硫剂的接触时间，有利于脱硫效率的提高，有利于脱硫反应的完全。较高的烟气温度，不仅能提高脱硫效率，而且能使浆池内温度升高，提高亚硫酸钙的氧化速率。吸收剂的化学当量对脱硫过程有直接的影响，吸收时所用石灰石浓度与数量影响到反应速度，有资料表明，在考虑到经济性问题以及化学当量与脱硫的关系等因素后，一般使用化学当量为1.2的吸收剂[5]。

脱硫剂将很大程度上决定生成石膏的质量。当石灰石质量不高、粒度不合理时，生成石膏中的杂质也将随之增多，从而影响石膏的质量和使用。有资料表明，石灰石中的惰性成分如石英砂会造成磨损，陶土矿物质会影响石膏浆的脱水性能[5]。另外，石灰石在酸内溶解后会残留一种不溶解的矿渣，其对石膏的质量有不利的影响。因此，应当尽可能提高石灰石的纯度并采用合理的粉细度。

烟气中的杂质，如飞灰、粉焦、烟怠、焦碳等，虽然经过脱硫装置的洗涤后，会有一部分沉淀下来，但还会有一部分进入浆池内，影响到石膏的质量。而且，这些杂质的存在也会对脱硫装置本身的安全运行带来一定危害。因此，应当努力提高除尘装置的除尘效果，当烟气内杂质过高，对脱硫装置产生危害时，应果断地旁路脱硫装置。

定期清洗脱硫塔底部、浆池及管道，避免残存的杂质对石膏质量的影响。对石膏脱水设备（如离心式分离器及带式脱水机等）也应进行定期的清洗，保证设备的安全运行和效率。

Hjuler和Dam-Johansen在1994年曾有试验报道发现在亚硫酸盐的氧化过程中会有SO2放出[4],同时在反应过程中会出现未完全氧化的亚硫酸氢钙。为了保证生成石膏过程中实现充分反应，驱逐反应生成的SO2，并将未完全反应的亚硫酸氢钙氧化为硫酸钙，须增设一套氧化系统，一般可采用浆池中鼓风的措施。2.2.5 供水系统

脱硫系统的工艺供水一般有两种方案，一种工艺供水来源于锅炉机组的工业水。由于脱硫系统供水成周期性，会使机组设备的冷却水压力降低和波动，造成送引风机、排粉风机、磨煤机等设备的轴承冷却效果变差，并引起电厂工业用水紧张。因此该种供水方案前提是锅炉机组工业水的宽裕度较大。另一种方案脱硫工艺设计单独的供水系统，一般在新电厂脱硫系统的设计中应用较多，对于老厂改造应根据实际情况进行优化设计。2.2.6 其它

腐蚀问题是湿法脱硫中常见问题。石灰石石膏法脱硫系统中造成腐蚀的因素主要有烟气中硫化物﹑氯化物﹑烟温以及由于石灰浆黏性附着对管道的堵塞等。因此在设计中应考虑防腐措施。烟气脱硫系统的防腐措施很多，如用合金材料制造设备和管道、使用衬里材料、用玻璃纤维增强热固性能树脂、采用旁路热烟气调节等，究竟采取什么措施，需依燃煤成分、所采用的烟气脱硫系统类型及经济状况而定。

结垢和堵塞是湿法脱硫工艺中最严重的问题，可造成吸收塔、氧化槽、管道、喷嘴、除雾器甚至换热器结石膏垢。严重的结垢将会造成压损增大，设备堵塞，因此结垢是目前造成设备停运的重要原因之一。结垢主要包括以下几种类型：碳酸盐结垢、亚硫酸盐结垢、硫酸盐结垢。大量运行经验表明[3]，前两种结垢通常可以通过将pH值保持在9以下而得到很好的控制。在实际运行中，由于pH值较低，且在浆液到达反应槽过程中亚硫酸盐达到一个较高的过饱和度，从而在石灰石/石灰系统中亚硫酸盐结晶现象难以发生，因此很少发生亚硫酸盐的结垢现象。然而对于硫酸盐而言，其结垢现象是难以得到有效控制的。防止硫酸盐结垢的方法是使大量的石膏进行反复循环从而使得沉积发生在晶体表面而不是在塔内表面上。5%的石膏浓度就足以达到这个目的。为达到所需的5%石膏浓度其中一个办法就是采取控制氧化措施。当氧化率为15%~95%，钙的利用率低于80%范围时硫酸钙易结垢。控制氧化就是采用抑止或强制氧化方式将氧化率控制在<15%或>95%。抑止氧化通过在洗涤液中添加抑止化物质（扣硫乳剂），控制氧化率低于15%。使浆液SO42-浓度远低于饱和浓度，生成的少量硫酸钙与亚硫酸钙一起沉淀。强制氧化则是通过向洗涤液鼓入空气，使氧化反应趋于完全，氧化率高于95%，保证浆液有足够的石膏品种用于晶体成长。

3.结束语

在石灰石石膏脱硫系统设计中在对设备进行优化选择的同时综合考虑诸如防腐﹑防堵等一些常见问题，不仅能达到良好的设计效果而且能使工艺得到进一步完善，为系统的正常稳定运行提供可靠保证。

[参考文献] [1] 王书肖等，火电厂烟气脱硫技术的模糊综合评价，中国电力，2001,Vol.34(12).[2] 孙雅珍, 湿式石灰石－石膏法排烟脱硫技术应用, 长春大学学报:自科版, 1994, 2: 46-49.[3] 孔华，石灰石湿法烟气脱硫技术的试验和理论研究 浙江大学博士学位论文,2001.[4] Hjuler K, Dam-Johansen K.Wet oxidation of residual product from spray absorption of sulphur dioxide.Chem Eng Sci, 1994, 49:4515~4521 [5] 骆文波等，改善湿法石灰石－石膏法脱硫产物石膏质量的分析 华中电力