单塔双区高效石灰石-石膏湿法脱硫工艺在大型火电厂中的应用

北极星环保网讯:主要介绍了单塔双区高效石灰石-石膏湿法脱硫工艺原理、流程及技术特点。结合某2×300MW热电厂采用该脱硫工艺的实际运行情况，分析了该工艺的技术参数、脱硫效率以及SO₂排放浓度。

结果表明，该工艺脱硫效率可达99%以上，出口SO₂质量浓度能控制在50mg/m³以内，对于高含硫烟气或对脱硫效率要求特别高的项目是非常适用的。

我国的电力结构中，火电机组装机容量约占全国总装机容量的67%，发电量约占全国总发电量的75%，成为我国电力工业的主体，同时也是SO₂排放的主要行业之一。

近年来，随着国家对火电厂SO₂等大气污染物的排放标准和减排要求的日趋严格，以及火电厂“超低排放”等相关要求的提出，很多电厂SO₂排放标准要求控制在50mg/Nm³以下以及甚至更低的水平，高于国家现行标准的要求，火电厂的烟气脱硫任务越来越重，对烟气脱硫效率的提高也越来越紧迫。

而传统的石灰石-石膏湿法脱硫效率最高保证值为97%，并且随着低硫煤和高品位煤资源的日益匮乏，越来越多的高硫煤以及低热值煤被逐渐用来发电，SO₂产生质量浓度高达5000mg/Nm³左右，脱硫效率要求99%以上，采用传统的石灰石-石膏湿法脱硫工艺已不能满足环保排放的要求。

为了满足新形势下高效脱硫工艺的需要，各大脱硫公司都在引进和研发新的脱硫工艺，单塔双区石灰石-石膏湿法脱硫工艺应运而生。

本次研究调研了单塔双区石灰石-石膏湿法脱硫工艺在大型火力发电机组的实际运行效果，为火电厂脱硫工艺的选择及设计提供了参考和借鉴，具有一定的参考价值和现实意义。

1“单塔双区”高效石灰石-石膏湿法脱硫工艺

1.1传统脱硫工艺

目前广泛采用的石灰石-石膏湿法脱硫装置大多是单塔单区方式，主要特点是将早期的“塔+罐”型式合并为单个塔，将原吸收塔和氧化罐浆液部分合并为塔下部的浆池，并采用石灰石作为吸收剂，用来控制浆液的酸碱度。

但单塔单区存在着明显的问题：为兼顾吸收和氧化的效果，浆液pH只能采用5.0～5.5。这种结果虽能一定程度上兼顾酸碱度要求，但均离最佳值较远。从吸收角度而言，脱硫效率受限，最高保证值为97%，更高脱硫效率难以实现;而从氧化角度来看，则是牺牲掉一部分石膏纯度和粒径，易产生石膏纯度低与脱水困难等问题。

1.2基本原理

单塔双区高效石灰石-石膏湿法脱硫工艺是在传统的石灰石-石膏湿法脱硫工艺基础上改进而来，克服了传统工艺的缺点与不足。在借鉴单塔单区的基础上，对吸收塔浆池部分进行重大变革，成功实现了在单塔浆池中维持上下两种不同pH环境的区域，吸收塔上部分pH可维持在4.9~5.5，下部分pH可维持在5.3~6.1，分别满足氧化和吸收所需，即实现单塔双区，双区运行目的。让常规的单区单回路系统达到双区循环系统的优点，从而提高脱硫系统的脱除效率和氧化效果。

1.3流程简述

吸收塔浆池部分设置双区调节器和射流搅拌系统，通过两者的相互配合，使得浆液区pH调节器上部分pH可维持在4.9~5.5，而下部分pH可维持在5.3~6.1。吸收塔内，烟气在氧化区与吸收区内分别与吸收剂浆液接触混合，烟气中的SO₂与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应后，SO₂被脱除，最终反应产物为石膏。

1.4技术特点

与传统的石灰石-石膏湿法脱硫工艺以及其它工艺相比，单塔双区高效石灰石-石膏湿法脱硫工艺具有以下技术特点[2]：

(1)浆液池分为氧化区和吸收区2个区域，氧化区pH4.9~5.5生成高纯度石膏，吸收区5.3~6.1高效脱除SO₂，可以满足氧化、吸收不同阶段对不同浆液性质的要求，避免了影响运行的各工艺参数之间的相互制约，可以使反应过程更加优化，能快速适应煤种变化和负荷变化，脱硫效率可达99%及以上，对于高含硫烟气或者对脱硫效率要求特别高的项目是非常适用的。

(2)吸收剂的利用率高，石膏纯度最高，脱硫系统运行阻力低，比“塔+罐”或串联塔低150～250Pa。

(3)通过单塔布置达到了双区系统的优点，无需设置塔外罐(塔)及其配套设施，可节省电耗约200kW·h/h、节约占地500m2以上(1×300MW机组);对于预留空间小、现场位置有限的已建电厂脱硫改造非常适用。

(4)系统简单，检修方便，初始投资及运行维护费用相比“塔+罐”或串联塔低。 

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