影響濕法脫硫塔脫硫效率的三個因素

石灰石－石膏濕法脫硫技術主要由煙氣系統、吸收系統、吸收劑制備系統、石膏脫水系統、廢水處理系統、公用系統和電氣控制系統組成，如圖所示，其中吸收系統是煙氣脫硫的核心系統。脫硫塔內進行的化學反應很復雜，主要化學反應過程有SO2的吸收、石灰石的溶解、亞硫酸鹽的氧化和石膏的結晶。影響脫硫效率的主要因素包括石灰石原料、煙氣參數和運行參數等。

石灰石-石膏濕法脫硫工藝系統圖

一、石灰石原料

1、純度。石灰石的純度，即CaCO3的含量，對脫硫效率有著直接的影響，石灰石純度越高，脫硫效率越高，石膏純度越高。石灰石雜質中的可溶性鋁（Al3+）與漿液中的氟離子（F-）會形成絡合物，當絡合物達到一定程度時，會抑制石灰石的溶解。一般要求石灰石的有效成分在90%以上。

2、粒徑。由于石灰石要溶解才能與煙氣中的SO2發生反應，表征石灰石表面積的粒徑分布是一個非常重要的參數，它影響著石灰石溶解速率和石灰石的利用率，進而影響脫硫效率。石灰石粒徑越細，石灰石的表面積越大，溶解速率越快，在脫硫塔內維持相同PH值和脫硫效率的情況下，石灰石的利用率越高。一般要求外購的石灰石粒徑為300目。

二、煙氣參數

1、溫度。對于一定的氣體溶質和溶劑，氣體的溶解度隨溫度的升高而降低，故脫硫塔溫度越低，越有利于SO2的吸收。另外，脫硫反應是放熱反應，溫度減小有利于平衡反應向生成CaSO4的方向移動。所以煙氣溫度低有利于提高脫硫效率。但也不是越低越好，煙氣溫度過低，不利于脫硫后的煙氣抬升，對后續設備造成腐蝕。因此，脫硫塔入口煙氣溫度應該控制在一個合理的范圍，一般130～140℃較為合適。

2、SO2濃度。SO2濃度越高，漿液中堿性物質消耗的越快，液膜阻力越大，脫硫效率越低。當SO2濃度超過設計值時，漿液中O2將無法氧化過量的HSO3-，這將阻止SO2的溶解和吸收，使脫硫效率急劇下降。

3、粉塵含量。煙氣粉塵中的HF進入脫硫塔溶解，Ca2+與F-會形成CaF2，這將抑制CaSO4的生成。同時，飛灰中的AL與F溶解在脫硫塔以后會形成絡合物AlFx，絡合物吸附在石灰石表面將影響石灰石的溶解。另外粉塵中的重金屬（如Hg，Mg，Zn等）離子會抑制Ca2+與HSO3-的結合。綜上，煙氣中粉塵含量增多，脫硫效率降低。

三、運行參數

1、液氣比（L/G）。液氣比是單位時間內漿液噴淋量與流經脫硫塔的煙氣量之比。不同裝置的L/G并不相同，對同一裝置而言，當其他條件保持不變時，脫硫效率隨液氣比的增加而增加，但增加幅度逐漸變小，并趨于穩定。這是因為新鮮的石灰石漿液與煙氣接觸后，對SO2的吸收反應并未達到飽和狀態，需要不斷的循環吸收反應，以提石灰石的利用率。增加L/G，可以加強氣液兩相的擾動，增加傳質面積，增加吸收液濃度，故總傳質系數會增加，從而提高脫硫效率。但L/G超過一定數值時，脫硫效率隨L/G的增加而增加甚微，而系統的耗電量卻大大增加，經濟上不再合理。所以一般脫硫裝置的液氣比不超過25L/m3。

2、漿液PH值。脫硫塔漿液池的PH值影響著系統的脫硫效率、亞硫酸鈣的氧化、石灰石的利用率和設備結垢。漿液的PH值升高，液相傳質系數增加，有利于SO2的吸收，有利于SO2與石灰石溶液的反應。漿液的PH值降低，石灰石的溶解速率增加，有利于提高石灰石的利用率；同時，較低的PH值有利于脫硫主要產物CaSO3?1/2H2O氧化形成CaSO4·2H2O，這樣有利于形成純度較高的石膏，防止脫硫塔內部構件和設備結垢。因此，脫硫漿液的PH值不宜過高也不宜過低，一般控制在5.0～5.6之間。

3、漿液密度。石膏的結晶速度與石膏的過飽和度有關，當過飽和度超過一定數值后，石膏晶體會覆蓋在已經形成的石膏晶體表面和還未反應的石灰石顆粒表面，造成石灰石利用率和脫硫效率下降。但當脫硫塔密度過低時，會造成石膏中CaCO3含量增加，降低石膏品質。故一般控制脫硫塔漿液密度在1100kg/m3左右。