石灰石湿法烟气脱硫添加剂的试验研究.pdf

第33卷第5期
华电技术
Vol33 No5
2011年5月
Huadian Technology
May. 201
石灰石湿法烟气脱硫添加剂的试验研究
莫俊武,郭福明
(江苏华电扬州发电有限公司,江苏扬州225007)
摘要:分析了影响烟气脱硫率的几个关键参数,介绍了脱硫添加剂的作用及原理。江苏华电扬州发电有限公司为提高
脱硫效率、降低厂用电率进行了添加剂试验,加人脱硫添加剂后停1台循环浆液泵,脱硫效率平均可达90%以上,脱硫
效率明显提高。给出了添加剂使用注意事项,供其他电厂进行添加剂试验时参考。
关键词:添加剂;脱硫效率;节能
中图分类号:X701.3文献标志码:B文章编号:1674-1951(2011)05-0063-04
0引言
传质单元
传质单元数综合表征了烟气中SO2在脱硫吸收
随着脱硫装置在火电机组的普遍运行,系统运塔内被吸收反应的剧烈程度,脱硫效率随着传质单
行的安全性已大大提高,国家对SO2排放的监管力元数的増大而提高。影响传质单元数的主要因素是
度正逐步加强,对SO2排放的要求也越来越高,对系液气比、烟气流速、钙硫比和吸收塔结构。
统的脱硫率也提出了更高的要求。与此同时,大型
(1)液气比(LGの)是循环浆液流量和标态下的
机组的厂用电率比小火电机组要低得多,脱硫厂用烟气流量之比。对于大多数脱硫塔来说,循环流量
电率所占比例相对上升,对电厂经济运行产生较大决定了吸收SO2浆液的表面积。对于逆流喷淋塔而
影响。为此,部分电厂开始使用脱硫添加剂,一方面言,雾滴的比表面积大致与循环浆液量成正比。当
可提高脱硫效率,另一方面当燃煤含硫量或负荷较液气比増加时,浆液比表面积增加,吸收SO2的碱度
低时,可停运1台循环浆液泵以节约厂用电。江苏增加,液膜增强因子增加,传质单元数增加,脱硫效
华电扬州发电有限公司6,7脱硫系统由华电工率提升,当脱硫塔的最佳烟气流速确定以后,液气比
程集团和江苏苏源环保联合设计和建设,设计风量是决定脱硫效率的最重要因素。
为218.7~482.5m/s(120℃),燃煤中硫的质量分
(2)钙硫比(Ca/S)是指注入吸收塔的吸收剂量
与吸收SO2量的摩尔比,反映了单位时间内吸收剂
数为0.81%,校核煤种硫的质量分数为0.95%,设
的供给量。提高钙硫比可以提高脱硫浆液吸收SO2
计在额定工况下全烟气脱硫效率为95%,钙硫比为的容量,钙硫比变化对传质系数的影响比烟气流速
1.03,厂用电率为1.3%。吸收塔为逆流喷淋空塔,要大,但比液气比要小。
正常运行时吸收塔浆液量为750m2左右,配置3台1.2烟气中S02浓度
循环浆液泵,单元接线方式,每台循环浆液泵对应1
人口烟气SO2浓度对脱硫效率的影响取决于液
层喷淋层,"1,"2,"3循环浆液泵对应的电机功率相的碱度。在其他条件不变的情况下,烟气中SO2
分别为355,450,500kW。6,“7脱硫系统于2005浓度增加,脱硫效率会有所下降,较髙浓度的S02将
年随主机组一起投运。脱硫装置投运后,基本上能迅速耗尽液相碱度,导致吸收SO2的液膜阻力增加。
满足电监会对烟气SO2排放的要求,但脱硫厂用电1.3吸收塔浆液的pH值
指标较高,为了降低厂耗电量,江苏华电扬州发电有
吸收塔浆液的p咀值直接影响液膜的增强因
限公司于2009年11月开始在"6脱硫吸收塔进行子,pH值越高,液膜的增强因子越大,总传质系数
添加剂试验。
高,吸收的速率越高。提高pH值,一方面可提高循
环浆液中溶解的碱性物质的浓度,另一方面也可提
1影响脱硫率的几个关键参数
高未溶解的碱性物质的浓度,当其中溶解的碱性物
影响脱硫性能的因素很多,本文只介绍与该试质耗尽时,未溶解的碱性物质及时溶解,从而保持循
验相关的几个因素。
环浆液具有足够的碱度。
1.4派加剂
收稿日期:2010-12-2
提高脱硫效率的措施有2种:一是增加脱硫
华电技术
第33卷
浆液的液相碱度;二是增加气、液间的接触传质。在况,选择在6脱硫系统进行添加剂试验。试验时,
吸收塔浆液中加入脱硫添加剂可以增加脱碗浆液液先将添加剂加入"6吸收塔地坑,溶解攬拌均匀后通
相碱度。
过吸收塔地坑泵注入吸收塔。根据首次加人添加剂
2脱硫添加剂的作用及原理
的数量,试验分2次进行。
3.1第1次试验
脱硫添加剂一种是碱盐,常用的有Na2CO3和
第1次试验于2009年11月4日进行,第1次
Mg0;另一种是有机酸。在抑制氧化工艺中,经常把向吸收塔注入1000kg添加剂,折算添加剂质量浓
Mg0用作添加剂,在石灰石脱硫工艺中,镁盐和亚度为1300g/m2。09:35开始向6吸收塔注入添加
硫酸盐含量高会降低石灰石的溶解速率,而且受到剂,此时3台循环浆液泵运行时脱硫效率为90.9%
浆液中CL的影响,还会影响石膏的结晶,目前商业09:50,6脱硫系统的脱硫效率开始上升,10:00时
上应用较少,目前用有机酸作添加剂的相对较多。达到96.7%:10,分别停“1,2,“3循环浆液泵
有关资料指出,所有在气-液界面和浆液中具停运时效率分别为94.74%,94.06%,92.69%。
有缓冲能力的添加剂,均可增强SO2在液膜中的扩
表1、表2、表3分别为停“1,“2,“3循环浆液
散。从理论上讲,所有强度介于碳酸和硫酸之间且泵后的数据。
其钙盐为可溶性的酸均可作为缓冲剂。从化学概念
随后几天,每天向吸收塔补充37.5~50.0kg添
上来说,湿法脱硫反应过程受2个pH值的限制
加剂,停运2循环浆液泵,至2009年11月10日,
(1)气一液两相界面处使二氧化硫溶解和吸收
因设备故障暂时终止试验。表4为具体的试验
速率降低的pH值
(2)固一液两相界面处使CaCO,溶解和解离的数据。
高pH值。
3.2第2次试验
使用脱硫添加剂时,可以调节pH值,达到强化
第2次试验从2010年2月21日开始,首次注
传质和扩散的效果。SO2和固体CaCO2的溶解度都入添加剂400kg,以后每天补充50k,折算后添加剂
有限,脱硫添加剂的加人则提供了碱性基团,増强了的质量浓度为500g/m3,停2循环浆液泵。表5为
液膜传质因子,不仅可以促进CaCO的溶解、提高第2次试验的具体数据。
其解离速率、减少液相阻力,同时也促进了SO2的溶3.3试验结果
解、减少了气相阻力。脱硫添加剂的加入增强了各
(1)在湿法脱硫反应中,将脱硫添加剂加人到
化合物的离解;同时,脱硫添加剂的存在还有利于石灰石浆液中,非常有利于脱硫反应中气体的溶解
aSO。的沉淀,使石灰浆液循环吸收SO2的反应重和固体广物的生成,同时具有反应催化作用,使反应
复发生,脱硫添加剂起着类似催化剂的作用。
活性大大增加,显著提高脱硫效率。在未加添加剂
时,停1台循环浆液泵后脱硫效率不到85%,加人
3脱硫添加剂试验
脱硫添加剂后平均能达到90%以上。
此次试验选用的添加剂是由陕西页川电力科技
(2)在一定范围内,脱硫效率的提高程度与添
有限公司提供的FCHO3添加剂,根据现场设备工加剂的浓度有关,添加剂浓度越高,则脱硫效率提高
表1停“循环浆液泵后试验数椐(2009-11-04)
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