石灰石-石膏湿法脱硫中
液气比、pH值、气液接触时间对脱硫效率的影响
凌有基黄金星
浙江百能科技有限公司，杭州，310012
摘要：本文研究了石灰石-石膏湿法脱硫系统脱硫效率与液气比、脱硫剂pH、气液接触时间3个要素之间的关系，并对比分析了各要素对脱硫效率的影响程度，对于提高脱硫效率、降低运行成本有很高的实际指导意义。
关键词：石灰石-石膏湿法脱硫；液气比；pH；气液接触时间
作者：凌有基（1983—），重庆，男，汉族，学士，工程师
前言
石灰石-石膏湿法脱硫以石灰石浆液为脱硫剂，吸收烟气中的SO2生成石膏等副产品，是当前国内外电厂应用最广的一种烟气脱硫技术。
影响石灰石-石膏湿法脱硫效率的因素很多，如脱硫剂pH、液-气比、气液接触时间、烟气流速、烟气分布均匀性等[1-6]，且各因素之间又彼此相互关联，因此寻求各因素之间的平衡，使脱硫系统处于最佳运行状态，对于提高脱硫效率、降低运行成本有很高的实际指导意义。
本文主要研究了石灰石-石膏湿法脱硫系统脱硫效率与液气比、脱硫剂pH、气液接触时间等因素之间的关系，并对比分析了各因素对脱硫效率的影响程度。
一、试验方法
本试验采用1套3层喷淋层配置的试验装置，每个喷淋层采用单元制设计，均带专用浆液循环泵，共3台。
浆液循环泵（A、B、C）分别对应喷淋层第一层、第二层、第三层（自下而上）。
在烟气量为510Nm3/h（塔内气速为4.5-4.7m/s），试验通过控制不同脱硫剂pH值和开启不同浆液循环泵，测定了低浓度烟气石灰石-石膏湿法脱硫效率与浆液pH值、气液接触时间之间的关系，并通过开启不同数量的浆液循环泵，测定了石灰石-石膏湿法脱硫效率与液气比之间的关系。
为保证脱硫剂浆液中残钙达到稳定状态，根据残余钙稳定性时间数据，对每组试验工况条件下先进行稳态调节，待稳定运行4小时以上再进行数据测试。
二、试验结果
表1 pH为5.2时液气比与脱硫效率测试数据
浆液循环泵进口SO2
mg/Nm3
出口SO2
mg/Nm3
液气比
L/Nm3
效率
%
A 495 329 1.96 33.53
B 501 289 1.96 42.29
C 495 280 1.96 43.35 A、B 501 220 3.53 56.00
A、C 501 209 3.53 58.29
B、C 501 177 3.53 64.57 A、B、C 489 140 5.29 71.35
表2 pH为5.4时液气比与脱硫效率测试数据
浆液循环泵进口SO2
mg/Nm3
出口SO2
mg/Nm3
液气比
L/Nm3
效率
%
A 518 346 1.96 33.15
B 518 295 1.96 43.09
C 518 280 1.96 45.86 A、B 518 243 3.53 53.04
A、C 518 215 3.53 58.56
B、C 518 186 3.53 64.09 A、B、C 518 149 5.29 71.27
表3 pH为5.6时液气比与脱硫效率测试数据
浆液循环泵进口SO2
mg/Nm3
出口SO2
mg/Nm3
液气比
L/Nm3
效率
%
A 518 332 1.96 35.91
B 518 286 1.96 44.75
C 518 275 1.96 46.96 A、B 518 237 3.53 54.14
A、C 518 215 3.53 58.56
B、C 518 194 3.53 62.43 A、B、C 518 157 5.29 69.61
表4 pH为5.8时液气比与脱硫效率测试数据
浆液循环泵进口SO2
mg/Nm3
出口SO2
mg/Nm3
液气比
L/Nm3
效率
%
A 586 374 1.96 36.17
B 589 323 1.96 45.15
C 589 303 1.96 48.54 A、B 652 295 3.53 54.82
A、C 589 240 3.53 59.22
B、C 589 223 3.53 62.14 A、B、C 589 174 5.29 70.39
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
32
3436384042444648
效率：%
pH
A泵 B泵 C泵
图1 单层喷淋条件下pH 值与脱硫效率的关系
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
52
545658606264
66687072
效率：%
pH
A、B泵 A、C泵
B、C泵 A、B、C泵
图2 多层喷淋组合条件下pH 值与脱硫效率的关系
分析表1-表4及图1、图2，在单层喷淋中，脱硫效率随着pH 值的升高而增大。
对于多层喷淋组合，当开启相同数量循环泵时，在浆液pH 由5.2至5.8的变化区间内，脱硫效率随着pH 值的变化趋势则并不显著。
而随着浆液循环泵开启数量的增加，脱硫效率显著增大，
开启3台浆液循环泵时的脱硫效率远大于开启1台浆液循环泵时的脱硫效率，表明：相同条件下，浆液量越大，即液-气比越大，脱硫效率越高。
对比开启相同数量浆液循环泵时的脱硫效率发现：开启的循环泵对应的喷淋层越高，脱硫效率越高，表明随着喷淋层高度的增加，气液接触的时间增长，脱硫效率变大。
结合液气比、pH值和喷淋层高度三个要素进行对比发现：在本次试验条件下（液气比和喷淋层高度按倍数增加，而pH值变化范围为5.0~5.8，且增加间隔为0.2），三个试验要素对石灰石-石膏湿法脱硫效率影响程度的强弱顺序依次为液-气比>气液接触时间>pH值。
三、结论
（1）在单层喷淋中，浆液pH值变化范围为5.0~5.8时，脱硫效率随着pH值的升高而增大；
（2）在相同浆液pH值条件下，液-气比越大，脱硫效率越高；
（3）在相同浆液pH值条件下，气液接触时间越长，脱硫效率越高；
（3）在试验条件下（低SO2浓度烟气，pH值5.0~5.8），脱硫效率影响程度的强弱顺序依次为液-气比>气液接触时间>pH值。
参考文献：
[1] 张朝峻，陈文学.石灰石-石膏湿法脱硫工艺关键技术参数研究[J].燃气与动力，2015, 35(7): A20-A24.
[2] 崔向丽，邓徐帧，胡文胜等. 湿法烟气脱硫液气比的影响因素及参数确定[J]. 电力科技与环保，2010，26(3): 22-23.
[3] 杜谦，马春元，董勇，等. 液气比对石灰石-石膏湿法烟气脱硫过程的影响[J]. 动力工程学报，2007，27(3): 422-426.
[4] 杜谦，马春元，董勇，等. 循环浆液pH值对湿法烟气脱硫过程的影响[J]. 热能动力工程，2006，21(5): 491-495.
[5] 段建中，范玉明. 湿式石灰石法脱硫效率与吸收剂浆液pH值关系的试验研究[J]. 热力发电，2009，38(6): 38-40.
[6] 杨柳. 燃煤烟气脱硫脱氮一体化工艺及技术研究[D]. 东南大学，2006.。