关于湿法脱硫工艺探析

摘 要：石灰石-石膏湿法脱硫工艺是我国脱硫行业的主要烟气脱硫方法。文章结合湿法脱硫工艺的实际运行情况，从设计角度讨论了影响脱硫装置安全和脱硫效果的各种因素，并提出相应建议，希望能够对我国湿法脱硫工程设计工作有所帮助。

关键词：湿法脱硫；系统设计；影响因素

引言

随着人们对环境污染问题重视程度不断提高，环境保护理念已经成为社会生产和生活中的重要主导思想之一。依法加强污染源治理，降低工业生产对周边生态环境的负面影响，是现代社会工业企业必须履行的重要职责。含硫烟气是工业企业常见污染源之一。做好烟气脱硫处理，是我国工业企业环保工作的主要任务之一。目前我国烟气脱硫常用方法是石灰石-石膏湿法脱硫工艺，约占我国工业脱硫总量的90%以上。随着现代工业生产规模的不断扩大，环境保护压力持续增加，烟气脱硫工作面临局势日趋严峻。由于负荷过大，烟气脱硫装置的运行安全问题一直受到工业企业和环境监管部门的高度重视。加大湿法脱硫工艺研究力度，改善脱硫设施运行状态，确保脱硫安全，是当前脱硫行业的重要任务之一。

1 系统设计

我国烟气脱硫工程普遍采用由脱硫公司EPC总承包的方式进行建设。工程设计是整个脱硫工程的蓝图，也是脱硫装置安全高效运行的基础保障。设计方案水平的高低，直接影响到工程建成投入使用后的服务质量和工作效率。在设计过程中，要严格遵循相关规范，确保各项数据计算准确，参照标准应用适当。

1.1 氧化系统的设计

强制氧化是当前有石膏脱水系统的脱硫装置主要采用的方式，通过将石膏浆液内的亚硫酸钙氧化成硫酸钙，达到稳定硫化物的目的。在这个操作中，湿法脱硫装置强制氧化过程工艺水平受亚硫酸盐氧化程度的影响很大，强制氧化程度越高，说明脱硫系统设计水平越理想。最好的情况下，强制氧化率应基本达到百分之百。

实际工作中，部分脱硫装置氧化环节的设计存在缺陷：氧化过程中空气分布不均，或者为了追求经济效益而缩小氧化风机容量与氧化区体积，结果投入使用后导致氧化装置极易形成结垢，结垢增多成块，导致喷嘴堵塞，蝶阀卡住，部分小口径管道堵塞乃至流道面积缩小等问题发生。这使得装置故障率变高，出力大幅降低甚至容易非正常停机。同时，亚硫酸钙氧化率变低会导致脱硫效率和石灰石利用率下降，生成的石膏质量也会下降，脱水机还会出现工作不正常的问题，从而使得脱硫设备整体运行安全稳定受到负面影响。

进行氧化系统设计时，要全面考虑各种因素的影响，把机组特性、烟道漏风率、煤种硫份、当地大气压、当地平均气温、氧化空气的流动性、氧化空气的利用率等都纳入设计影响因素的评价范围，科学合理地开展设计工作。

1.2 关于浆液里氯离子的处理

石灰石-石膏湿法脱硫浆液中含有大量的氯离子，燃煤、脱硫过程中补充的水和吸收剂是其主要来源。其中，来自燃煤氯离子所占比例最高。工艺运行正常的情况下，浆液中氯化物含量基本维持不变。液中的Cl-浓度对FGD系统结构材料的选择有很大的影响。高浓度的Cl-浓度还影响脱硫效率和石灰石利用率，如果石膏中含有过量的可溶性氯化物会导致石膏利用价值明显下降。基于上述原因，在设计时要针对不同环节分别规定适合工艺需要的氯离子浓度，以符合原料特性，满足设备的正常运转需求。根据相应的废水处理标准，设计符合生产实际和环保要求的废水处理及排放系统，从而使系统始终运行于工艺参数范围之内，并实现高效运转。

1.3 关于系统防腐、防磨损设计

由于浆液中含有大量电解质和固态物质，使得脱硫装置的腐蚀和磨损现象非常显著，加强装置防腐、防磨损设计是脱硫装置设计的固定项目之一。主要由烟气中及浆液中的硫化物氯化物、浆液介质所导致的设备腐蚀与磨损会严重影响系统的安全稳定性能。所以在脱硫装置设计时必须考虑防腐和防磨损设计。

在实际工作中，经常会有因装置内玻璃鳞片衬里、橡胶衬里冲刷过快而脱落，从而导致罐体、泵、管道、阀门等腐蚀、磨损严重，最终影响系统运行的现象发生。深究其原因，往往是设备设计和材料选择不够科学恰当。为妥善解决设备腐蚀、磨损过度问题，保障装置正常安全运行，在设计时，必须针对设备防腐、防磨损问题开展专项设计，要从结构和材料两个方面做好相应处理，提高设备防腐和抗磨损能力。

1.4 系统防堵塞、结垢设计

湿法脱硫工艺中，结垢和堵塞是最主要、最严重的两个问题，也是导致湿法脱硫装置发生故障停机的最主要原因。结垢乃至堵塞是湿法脱硫工艺的固有产物，不能完全避免。实际上，结垢现象遍布装置各处，包括吸收塔、氧化槽、管道、喷嘴、除雾器甚至换热器等处都会形成石膏垢，结垢量达到一定程度就会导致设备压损增加，形成堵塞，造成设备故障。开展防结垢堵塞设计，就是要通过科学合理的设计方案，在保障工艺正常运行和脱硫效果下，尽可能地减少结垢乃至堵塞的产生，保障系统的安全稳定。

1.5 系统防冰冻设计

湿法脱硫工艺的浆液中含有大量水分，冬季气温降到零度以下时，会产生结冰现象，影响工艺正常进行。所以针对冬季气温低的地区，开展湿法脱硫工程设计时要把防冻措施纳入考虑范围之内，按照相关规范进行保温处理。如果处置不当，特别是伴热效果不佳，当气温过低时就会导致浆液结冰冻结，管道堵塞，严重威胁FGD装置的安全运行。湿法脱硫装置通常采用的防冻措施包括沿管道敷设保温层、伴热带等。增压风机稀油站关系到增压风机的正常运行，必须做好防冻措施。对于时开时停的泵、管道及管件等部位，特别是易形成死区的管段，排空不畅的管道，小管径且走向复杂的管段尤其要加强保温防冻处理，在场地条件许可以及投资容许的范围内尽量设计在室内。

2 进入脱硫系统的介质参数与设计值的差异

虽然我们全面考虑的湿法脱硫工艺的各种影响因素，并有针对性地采取必要措施，以降低各种负面影响，提高系统运行的安全性和可靠性。但实际工作中，进入脱硫系统的介质的特性往往变化较大，超出预设情况，造成系统运行的不稳定。这正是现阶段湿法脱硫工艺共有的问题。

2.1 燃煤煤质的变化

脱硫装置设计对燃煤含硫量都是采取了预设的方法。但实际生产中，燃煤含硫量超出预设指标范围的现象常常发生，有时甚至高出预设指标数倍以上。过高的含硫量导致整个吸收反应系统动态平衡受到破坏，脱硫工作难以为续。

2.2 吸收剂品质的变化

吸收剂的质量直接关系到脱硫效率、石膏质量和设备磨损程度。如果吸收剂的性能指标与设计值不符，甚至出现较大偏差，就会导致脱硫效率和石膏质量大幅下降和设备磨损程度的上升，其结果就是经济成本的增加和环保效益下降。

3 结束语

我国正处于经济快速发展阶段，环境保护形势非常严峻。加强工业三废处理，是提高我国社会主义建设事业经济效益和社会效益、实现我国经济可持续发展的重要保证。石灰石-石膏湿法脱硫工艺是处理工业含硫废气主要手段，脱硫企业要高度重视湿法脱硫工艺的重要意义，下大力气深入开展湿法脱硫工艺的分析与研究，不断提高设计水平，优化设计方案，从源头消除脱硫装置危险隐患，保障装置安全稳定运行，为国家经济稳定发展作出自己的贡献。

参考文献

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