石灰石-石膏湿法脱硫工艺关键技术参数研究

3.1空塔气速

一般使用空塔脱硫时，空塔气速控制在2～4m/s，烟气在塔内的停留时间为1.5～4.5s。但不能一味地提高空塔气速，因为高的空塔气速会造成严重的雾沫夹带，这将给除雾器增加负担。

3.2液气比

液气比是指处理1m3体积的烟气所需要的吸收浆液的体积（以L计），是保证脱硫效率的重要指标。增大液气比的主要作用是增大气液传质速率，从而增大脱硫效率。

液气比直接影响设备的尺寸和操作费用。液气比决定循环浆液表面积的大小，在其他参数一定的情况下，提高液气比增加了吸收塔内的循环浆液流量，使液气间的接触面积增大，脱硫效率也将增大。要提高吸收塔的脱硫效率，提高液气比是一个重要的技术手段。

因此，对于一个特定的吸收塔，在最佳烟气流速确定以后，液气比是达到规定脱硫效率的重要设计参数，要保证较高的脱硫效率，就必须有足够大的液气比。一般空塔的液气比不超过2，但石灰石-石膏湿法脱硫液气比为10～15，有的甚至超过20。在实际工程中，不能一味地提高液气比，提高液气比将使浆液循环泵的流量增大，从而增加设备的造价和能耗。同时，高液气比还会使吸收塔内压力损失增大，增加风机能耗。

3.3循环浆液的pH值

典型的烟气脱硫系统对SO2的吸收程度受气液两相SO2浓度差的控制。要使烟气中体积分数在10-6级的SO2在短时间内和有限的脱硫设备内达到排放标准，必须提高SO2的溶解速度，调整和控制浆液的pH值是很重要的手段。pH值过低，不利于SO2的吸收、溶液以及亚硫酸钙的氧化。

pH值过高，不利于碳酸钙的溶解，会使脱硫设备内堆积结垢、堵塞，不能保证设备的安全运行。由于亚硫酸氢根（HSO3-）和亚硫酸根（SO32-）的氧化过程受pH值影响较大，因此，浆液的pH值对石膏的结晶也将产生影响。在实际工程中，pH值的最佳值在5～6。当浆液池中的pH值下降时，要及时补充新鲜浆液。

3.4浆液质量浓度

本文中浆液质量浓度指浆液中的固体总质量与浆液的体积之比。

随着烟气与吸收剂反应的进行，吸收塔的循环浆液质量浓度不断升高。通过对石灰石浆液取样进行化学分析结果可知，当浆液质量浓度大于1150kg/m3时，混合浆液中CaSO4•2H2O已趋于饱和，CaSO4•2H2O对SO2的吸收有抑制作用，脱硫效率会有所下降。

同时，浆液质量浓度高会对浆液泵、搅拌器、管道和阀门产生较大的磨损。因此，运行中应严格控制浆液质量浓度在合适的范围内（1050～1150kg/m3）,这样有利于烟气脱硫系统的高效且经济运行。若浆液质量浓度大于1150kg/m3，应将浆液池内的底流排至石膏脱水和处理系统。

3.5钙硫比

钙硫比又称吸收剂耗量比，定义为每脱除1mol的SO2与加入的CaCO3的物质的量（单位为mol）之比。

对于石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，在保持吸收剂纯度和粒度、液气比不变的情况下，钙硫比增大，注入吸收塔内吸收剂的量增大，使SO2吸收量增加，提高了脱硫效率。但由于吸收剂（CaCO3）的溶解度较低，其供给量的增加导致循环浆液固体物浓度的提高，会引起吸收剂的过饱和凝聚，使反应的表面积相对减少，最终导致吸收剂利用率下降，增加烟气脱硫系统运行费用。一般认为吸收塔的循环浆液中CaCO3的质量分数在20%～30%，钙硫比为1.02～1.05时，吸收剂的利用率最高。

4系统运行影响因素

4.1结垢

烟气脱硫系统内的结垢和沉积将引起管道的阻塞、磨损、腐蚀和系统阻力的增加，应尽量减少。典型湿法烟气脱硫系统中有3种结垢形式。

①灰垢。这在吸收塔入口干/湿交界处十分明显。高温烟气中的灰分在遇到喷淋浆液的阻力时，与喷淋浆液一起堆积在入口，越积越多。

②石膏垢。

CaSO4溶解度：一定温度下，在循环浆液中所能溶解的CaSO4最大量（单位为mol/L）。

CaSO4过饱和度：Ca2+的浓度（单位为mol/L）乘以SO42-的浓度（单位为mol/L），再除以CaSO4的溶解度。

当吸收塔的循环浆液中的CaSO4的过饱和度的数值大于或等于1.4时，溶液中的CaSO4就会在吸收塔内各组件表面析出结晶，形成石膏垢。

③当石灰石-石膏循环浆液中CaSO3质量浓度偏高时就会与CaCO3同时结晶析出，形成这两种物质的混合结晶，即CSS垢（CalciumSulfateandSulfite），在吸收塔内各组件表面长大形成片状的垢层，其生长速度低于石膏垢，当充分氧化时，这种垢就较少发生。CSS垢主要分布在吸收塔底数台搅拌器的“死区”内。

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