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一、影響濕法脫硫設(shè)備正常運(yùn)行和脫硫效率的主要因素

(一)物料平衡

SO2吸收過程進(jìn)行的方向與極限取決于溶質(zhì)(氣體)在氣液兩相中的平衡關(guān)系。氣體吸收的平衡關(guān)系是指氣體在液相中的溶解度。平衡狀態(tài)下氣相中的溶質(zhì)分壓稱為平衡分壓或飽和分壓，液相中溶質(zhì)濃度稱為平衡濃度或飽和濃度。要確定吸收設(shè)備內(nèi)任何位置氣、液實(shí)際濃度與其平衡濃度的差距,需明了系統(tǒng)的平衡關(guān)系在一定溫度下，表示溶液中氣體溶質(zhì)的組成與氣體平衡壓力關(guān)系的曲線稱為氣體的溶解度曲線或平衡曲線，各種系統(tǒng)的曲線一般都是根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出。化學(xué)吸收是由物理吸收過程和化學(xué)反應(yīng)2個(gè)過程組成的。在物理吸收過程中，被吸收的氣體在液相中進(jìn)行溶解，當(dāng)氣液達(dá)到相平衡時(shí)，被吸收氣體的平衡濃度，是物理吸收過程的極限。被吸收氣體中的活性組分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，被吸收氣體的消耗量，是化學(xué)吸收過程的極限。

化學(xué)吸收過程中，被吸收氣體的氣液平衡關(guān)系，既應(yīng)服從相平衡關(guān)系，又應(yīng)服從化學(xué)平衡關(guān)系。

系統(tǒng)傳質(zhì)性能越好，系統(tǒng)的脫硫率就越高。煙氣系統(tǒng)傳質(zhì)速率取決于吸收塔的結(jié)構(gòu)以及煙氣流速流量等因素決定。

(二)液氣比

液氣比就是脫硫系統(tǒng)操作線的斜率,它直接影響設(shè)備尺寸和操作運(yùn)行費(fèi)用。當(dāng)煙氣處理量一定時(shí)，操作線的斜率取決于吸收劑用量的多少。對(duì)石灰石-石膏法而言，它決定了石灰石的消耗量。液氣比越大，氣液接觸的幾率越大，脫硫率相應(yīng)增大，運(yùn)行費(fèi)用增大；但液氣比超過一定值，氣液平衡后，脫硫率將不會(huì)增加;液氣比降低，脫硫率降低。脫硫?qū)嶋H工程一般液氣比選擇為8-25 L/m。

(三)煙塵含量

煙氣中的飛灰在一定程度上會(huì)影響氣液兩相的接觸面；飛灰中的一些重金屬和反應(yīng)生成的鈣鋁氟化物沉淀在石灰石表面，在液相膜表面結(jié)殼，阻礙石灰石的溶解，這都將降低脫硫效率。飛灰量大，影響脫硫系統(tǒng)含塵量排放指標(biāo)，還將影響石膏白度，降低石膏品質(zhì);大量的飛灰會(huì)堵塞噴淋層噴嘴。脫硫前級(jí)除塵器必須達(dá)到性能指標(biāo)要求，對(duì)吸收塔入口的煙塵含量加以監(jiān)測(cè)，控制入口的煙塵質(zhì)量濃度小于 100mg/m3。

(三)石灰石粒徑

在相同條件下,石灰石粒徑越小,液相反應(yīng)粒子越多，氣液兩相接觸幾率越大,越有利于SO2的吸收。但原料成本增加,運(yùn)行費(fèi)用提高;反之，石灰石粒徑越大，不利于SO2的吸收，對(duì)設(shè)備的磨損幾率增大。要達(dá)到相同指標(biāo)的脫硫率，必須加大液氣比，提高循環(huán)泵的能力，增加設(shè)備投資。石灰石粒徑確定原則為在保證一定脫硫率的前提下，獲取最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。工程中石灰石粉粒徑在200-300目，90%通過的范圍內(nèi)選擇。

(五)漿液濃度值

漿液濃度要控制合適,過高的漿液濃度易產(chǎn)生堵塞、磨損和結(jié)垢;漿液濃度較低,既影響脫硫率又使pH值難以控制。工程中吸收塔入口石灰石漿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在 30%，吸收塔內(nèi)石灰石漿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)通過控制排出泵石膏漿液流向維持在15%為宜。

(六)漿液pH值

漿液的pH值是影響脫硫效率的重要因素。pH值高，傳質(zhì)系數(shù)增高，有利于SO2的吸收，pH值為6時(shí)，SO2的吸收效果最佳。但此時(shí)亞硫酸鈣的氧化和石灰石的溶解受到影響，石灰石的活性下降，產(chǎn)生大量難以脫水的亞硫酸鈣和石灰石顆粒，石膏利用率降低，易發(fā)生結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象。pH值低，有利于亞硫酸鈣的氧化，石灰石溶解度增加。通過氧化空氣，亞硫酸鈣可全部就地氧化，石膏品質(zhì)得到保證，但不利于SO2的吸收，pH值為4時(shí)，對(duì)SO2的吸收作用幾乎為零，且漿液呈酸性，對(duì)設(shè)備有腐蝕作用。實(shí)際工程中將 pH值控制在5.4 -5.6為宜。

(七)Cl離子含量

燃煤使煙氣中含有 HCl,石灰石漿液吸收HCl后以Cl離子的形式聚集在漿液中。大量的Cl使?jié){液的pH值降低,影響SO2的吸收，同時(shí)使?jié){液極具腐蝕性，影響設(shè)備安全。Cl離子增高，抑制石灰石溶解，使石膏中石灰石超標(biāo)，嚴(yán)重影響石膏品質(zhì)，超標(biāo)的Cl離子使石膏板不能成型，難以綜合利用。工程中將部分漿液作為廢水排除來降低吸收塔內(nèi)漿液Cl離子。一般將石膏2級(jí)旋流器的溢流作為廢水排除。

二、摻燒少量生物質(zhì)對(duì)電廠脫硫設(shè)備的運(yùn)行及脫硫效率影響的分析

由于本次項(xiàng)目采用摻燒10%左右的生物質(zhì)，并且摻燒方式是在電廠原有的一層燃燒器直接加入生物質(zhì)進(jìn)行摻燒。沒有改變電廠系統(tǒng)原有的濕法脫硫系統(tǒng)。在分析上述影響FGD脫硫效率的各個(gè)因素中可以清楚的得出，按照此種方式摻燒少量生物質(zhì)對(duì)脫硫系統(tǒng)的物料物料平衡、液氣比、漿液濃度值、漿液pH值這幾項(xiàng)沒有任何影響。相應(yīng)的由于生物質(zhì)的飛灰含量比煤粉的飛灰含量明顯低的多，加之電除塵設(shè)備的除塵效率一般都非常高，有些甚至達(dá)到99%以上。所以摻燒少量生物質(zhì)對(duì)鍋爐尾部進(jìn)入脫硫設(shè)備的煙塵濃度沒有明顯的影響。

對(duì)于生物質(zhì)中含有少量的Cl元素。首先在燃燒過程中部分的Cl元素以化合物的形式或包縛與飛灰顆粒中被電除塵器吸收從灰渣中被帶走。懸浮于電除塵出口煙氣中的Cl元素到達(dá)脫硫設(shè)備的數(shù)量會(huì)非常少。在脫硫系統(tǒng)中，Cl元素又以Cl離子的形式從在與漿液中。但由于其含量非常少，所以對(duì)漿液的pH以及抑制石灰石溶解是非常微弱的。殘余Cl離子脫硫設(shè)備的腐蝕效應(yīng)也會(huì)是非常微弱的。應(yīng)為由于漿液吸收了煙氣中的SO2 漿液呈酸性這對(duì)設(shè)備本身就有一定的腐蝕，雖然加入了極其少量的Cl離子，又由于Cl離子含量的極其少所以它對(duì)脫硫設(shè)備的腐蝕影響也是非常有限的，但同時(shí)由于生物質(zhì)中S含量相比煤粉中的含量要小的多，所以摻燒部分生物質(zhì)會(huì)使煙氣中總的SO2含量會(huì)有所降低。所以它對(duì)設(shè)備的腐蝕是沒有明顯的影響。

國外關(guān)于30萬千瓦機(jī)組的煤粉鍋爐摻燒少量生物質(zhì)的文獻(xiàn)如下。芬蘭三大能源公司之一的富騰公司的Naantali-3是一個(gè)長期摻燒草本類生物質(zhì)的315MW電廠。它的鍋爐采用四角切圓煤粉燃燒方式，ESP(靜電除塵系統(tǒng))和FGD(濕法脫硫系統(tǒng))。該廠采用生物質(zhì)與煤粉在煤場(chǎng)進(jìn)行混合然后送入鍋爐爐膛進(jìn)行燃燒。它的質(zhì)量摻燒比例在9%-25%之間。

學(xué)者KatiSavolainen對(duì)該電廠進(jìn)行了一年多的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究。他們做了關(guān)于摻燒生物質(zhì)后對(duì)電廠FGD(濕法脫硫系統(tǒng))的影響測(cè)試得出結(jié)論為：摻燒生物質(zhì)對(duì)電廠的FGD(濕法脫硫系統(tǒng))沒有影響或影響非常細(xì)微。

綜上我們得出結(jié)論此次摻燒生物質(zhì)對(duì)本廠的FGD(濕法脫硫系統(tǒng))沒有明顯的影響。