石灰石―石膏湿法烟气脱硫技术探究

摘 要：石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术是目前最有效的FGD工艺，被广泛的应用于火电厂脱硫工艺中，但石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术的运行初期投入成本较高，因此阻碍了石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术在我国火电厂中的实际应用，文章将介绍我国现有的脱硫方法，深入研究石灰石-石膏湿法烟气脱硫的技术要点，以供相关从业人员借鉴学习。

关键词：火电厂；石灰石-石膏湿法FGD；烟气脱硫技术

文章将立足于石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术在我国的应用的情况，详细的研究石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的原理以及典型的工艺流程，并且提出工艺的设计方案与设备的选择方案，从而让石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺达到最优的应用效果，有效的提高火电厂的煤电脱硫效率，降低火电厂的脱硫成本。

1 石灰石-石膏湿法FGD系统吸收原理及工艺流程

1.1 吸收系统

一般来说，石灰石-石膏湿法FGD工艺设备通常由一个机组的锅炉组成，这种单炉单塔的模式在石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的设备布置中极为常见。一方面，这种设备的布置方式较为主流，经过长期的实践的检验，已经具有较高的稳定性。另一方面，还能节省火电厂的投资与能耗，并且石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺都是在一体化的单塔中进行，在火电厂的日常设备检修工作中，也能提供极大的便利，方便相关工作人员开展工作。经过浆液循环泵的脱硫之后，夹带液滴的烟气将会进入反应池，并且经过均匀的搅拌之后，能够被吸收进塔出口被分离收集，从而完成吸收塔的脱水处理。石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的吸收系统包括反应池、吸收塔、除雾器、喷淋塔组成，这些设备分别负责将石灰石浆液的吸收、结晶、搅拌、分离收集等吸收流程。[1]

1.2 吸收塔的类型与特点

吸收塔是石灰石-石膏湿法FGD吸收系统的重要组成部分，作用是提供烟气通道，并对送入浆池的石灰石浆液进行脱硫处理，吸收塔的类型主要分为填料塔、鼓泡塔、喷淋塔、液柱塔四种。填料塔在早期石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺中极为常见，是早期石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的核心装置，设有两个管口，石膏与石灰石浆液从上面的管口进入，经过化学反应与氧化处理，最终将吸收脱除后的石膏与石灰石浆液从另一个管口排除，从而达到石灰石-石膏脱硫的目的。填料塔的内部通常设有除雾器，能够将管口内的烟气进行分离处理，并在塔内的填料上形成一层明显的液膜，用于石膏浆液与石灰石浆液的传质过程。喷淋塔也称作是喷雾塔，与填料塔一样，在塔内部设置有除雾器，并且在管口的上部布置有喷嘴，这是为了让填料与液雾进行充分接触，形成良好的烟气净化效果。鼓泡塔与液柱塔主要负责脱水分离，原理是利用塔内的浆池，将进入吸收塔的烟气进行混合，从而在化合产生气泡的过程中，将浆液中的SO2脱水处理。这四种吸收塔相互配合，具有良好的自控效果，吸收塔脱硫率能够达到百分之八十以上。

1.3 吸收系统的塔外设备

塔外设备同吸收塔一样，在石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺中，能够起到十分重要的作用。一般来说，吸收系统的塔外设备主要由氧化风机、石灰石浆液排出泵以及浆液循环泵组成。浆液循环泵通常安装在氧化风机的旁边，通过离心力，将吸收塔内的石灰石浆液进行再循环。浆液循环泵主要由高速旋转的叶轮、离心泵组成，当液体进入浆液循环泵内，装置内的离心力将会让石灰石浆液获得流体能量，从而在入口处形成负压，将石灰石浆液通过旋转不断的被吸收。[2]烟气系统是石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术的关键，将空气强制鼓入奖池中，从而达到化合生成的作用，烟气设备主要由烟气挡板、增压风机组成。按照吸收塔的规模，恰当的进行烟气设备的布置，一般来说，普通的吸收塔要设有两到三台烟气挡板，用于阻挡烟气进入FGD装置。烟气挡板的主要作用是抵挡低温烟气对FGD装置的腐蚀，从而保障石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术能够取得良好的应用效果，在烟气挡板的选择上，也要尽量选择耐腐蚀性、耐热性较好的挡板，可以考虑使用塑料挡板，从而避免吸收塔内污染物的扩散。[3]

2 石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术要点

湿法FGD技术是火电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫过程中，最常用到的技术，并且在我国湿法FGD技术已有几十年的实践历史，在工艺流程及控制方法上，已经日益完善。在我国火电厂的烟气脱硫中，百分之九十以上用到湿法FGD技术，同时，按照吸收塔的不同，湿法FGD技术还能衍生出不同的工艺方法，较为常见的有氨法FGD工艺、海水脱硫法、石灰石-石膏烟气法、半干法FGD技术。

2.1 石灰石-石膏烟气脱硫技术

该技术主要用到氢化钙与碳酸钙，基本流程是，烟气由特定的渠道进入吸收塔，要确保晶体的增长，以获得新鲜的石灰石浆液与石膏浆液。当水蒸气进入吸收塔之后，要保证脱水装置能够充分接触石灰石浆液或者石膏浆液，从而将石灰石浆液或者石膏浆液中的SO2通过除雾器与液体进行初步分离。这种工艺的技术较为成熟，并且具有能耗低、吸收及资源丰富的特点，能够广泛的应用于燃煤电厂中，此外，较高的脱硫效率也是该技术不容忽视的优势。[4]但同时，使用石灰石-石膏湿法烟气技术也有一定的局限性，相比海水脱硫法以及自然脱硫法，石灰石-石膏湿法烟气技术在初期的基础建设投资较大，甚至占到电厂总投资的百分之三十以上，在一定程度上增加了火电厂的运行成本。

2.2 海水脱硫法

海水呈碱性，因此能够对硫产生良好的吸收效果。一方面，当石灰石浆液或者石膏浆液中的硫被海水吸收之后，产生的是污染性较小的可溶性硫酸盐，符合我国科学发展观的基本政策，在火电厂中具有巨大的市场潜力。另一方面，硫酸盐是海水中的成分之一，不需要其他化学添加剂进行化合作用，具有成本低廉、废渣可抛弃的优势，因此可以广泛的应用于沿海的火电厂的石灰石-石膏湿脱硫工作中。此外，海水脱硫法作为一种自然的脱硫技术，不需要任何化学物质作为催化剂，也省去了吸收剂装置的成本，工艺系统简单，不需要设置脱硫废渣的处理设施。这些优势导致海水脱硫法成为沿海火电厂脱硫系统的第一选择。

2.3 干法、半干法FGD技术

干法的脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行，烟气在净化过程中能够保持一个稳定的状态，因此这种技术能够保证脱硫过程的严密性，能够对火电厂周围的环境形成一定的保护效果，是一种环保的石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术。此外，这种技术所使用的吸收系统的制作较为简单，原材料能够在湿状态下再生，符合我国制定的环保要求。[5]

3 结束语

综上所述，文章主要介绍了我国火电厂较为常见的脱硫技术，并针对国外先进的FGD技术在我国的应用情况，进行了深入的探讨。全面和系统的介绍了在当前技术条件下，如何将石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术更好的运用于火电厂的燃煤脱硫当中，提高火电厂运行的安全性。

参考文献

[1]邓双，杨丽，刘宇，等.石灰石-石膏湿法烟气脱硫的生命周期和可持续性分析[J].环境工程技术学报，2015，3：186-190.

[2]赵健植，金保升，仲兆平，等.石灰石/石膏湿法烟气脱硫技术的模糊综合评价[J].锅炉技术，2016，6：70-76+80.

[3]邓徐帧，裴耀先，顾咸志.典型石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺、石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置的防腐蚀[J].电力环境保护，2012，2：11-16.

[4]赵鹏高，马果骏，王宝德，等.石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺不宜安装烟气换热器[J].中国电力，2015，11：62-65.

[5]徐敏然.石灰石-石膏法烟气脱硫技术在大型火电机组上的应用研究[D].华北电力大学（河北），2008.