論漿液PH值對脫硫系統優化運行的影響

2020-11-25 北極星環保網

北極星大氣網訊:摘要：在脫硫系統中，漿液循環泵的電耗約佔脫硫系統電耗的70%，因此降低循環泵的電耗對降低整個脫硫系統的運行成本有著很重要的作用。研究發現石膏漿液PH值提高時，會提高脫硫效率，降低脫硫運行電耗，而增加的石灰石耗量幾乎可以忽略不計。但是石膏漿液PH值過高，會導致脫硫系統內形成化學硬垢，影響脫硫系統安全運行。目前大部分脫硫系統運行時漿液PH值均控制在5.2~5.8之間。

關鍵字：PH值，電耗，脫硫效率

1、前言

為了減少二氧化硫的排放，滿足國家有關部門對環境保護的要求，目前我國大部分燃煤機組都安裝了脫硫效率高、運行穩定的石灰石-石膏溼法煙氣脫硫系統。假設脫硫系統的廠用電率為0.9%，對於一臺2X600MW機組來說，按照年運行小時數5000h計，脫硫系統每年耗電約5.4×107kW•h。

由於機組容量大小的不同、脫硫系統配置的不同、燃煤硫份高低的區別等原因，溼法脫硫的運行成本為0.015~0.02元/kW•h，國家或地方政府給予電廠脫硫的政策性成本補貼為0.015~0.02元/kW•h對火電廠來說 ，脫硫政策性補貼是不抵運行成本。 因此，火電廠在脫硫運行中如何減少電耗是一個很重要的問題。[[[]李瑋,陳紅. 溼法脫硫系統的優化與運行經濟性問題[J]. 江蘇電機工程,2010,(02):64-66.]]

經核算，在脫硫系統中，漿液循環泵的電耗約佔脫硫系統電耗的70%，因此降低循環泵的電耗對降低整個脫硫系統的運行成本有著很重要的作用。

杜謙等[[[]杜謙,馬春元,董勇,吳少華. 循環漿液pH值對溼法煙氣脫硫過程的影響[J]. 熱能動力工程,2006,(05):491-495+546.]]研究發現，吸收塔的脫硫效率會隨著PH值的升高而增加，當漿液PH值從4.5升到6.4時，吸收塔的脫硫效率升高約8.1%。而崔向麗等[[[]崔向麗,鄧徐幀,胡文勝,劉暢. 溼法煙氣脫硫液氣比的影響因素及參數確定[J]. 電力科技與環保,2010,(03):22-23.]]研究發現，脫硫系統的效率與液氣比成指數正相關相關，在煙氣量不變的前提下，脫硫效率越高，則需要的漿液循環量越大，需要配置的漿液循環泵流量就越大。因此吸收塔內漿液PH值的高低能夠直接影響到漿液循環泵的流量。

2、石膏漿液PH值對循環泵選型的影響

本文以XX熱電有限公司2X660MW機組為例，分析漿液PH值對循環泵選型的影響。

XX熱電有限公司一期建設2X660MW機組，同步建設煙氣脫硫系統，相關煙氣參數如表1所示。

表1:XX熱電有限公司2X600MW脫硫系統煙氣參數

根據以上煙氣參數，核算在不同的漿液PH值時，達到設計值需要配置的循環泵參數如表2所示：

表2：不同漿液PH值對應的循環泵參數

從表2可以看出，當石膏漿液PH值達到5.85時，脫硫系統達到設計值需要的循環泵流量要比石膏漿液PH值為5.41時小了約14%，考慮循環泵的揚程通常為21/23/25/27/29m左右，其他參數基本相同的情況下，脫硫系統在高PH值下運行能夠節電約800kW。按照電廠年利用小時數5000h計，每年可以節電約4000000kW•h。按照廠用電電費0.36元/kW•h考慮，每年每臺機組可節約運行費用144萬元。而增加的石灰石耗量幾乎可以忽略不計。

3、石膏漿液PH值過高存在的問題

陳昭瓊[[[] 陳昭瓊,童志權. pH值對石灰(石灰石)溼法脫硫反應機理的影響[J]. 環境科學, 1996,(05):42-44+94.]]，蘇大雄[[[] 蘇大雄,錢楓. 石灰溼法脫硫過程中pH條件對結垢的影響研究[J]. 環境汙染與防治,2005,(03):198-200+157-158.]]等研究發現，當石膏漿液PH值為4~6時，漿液中的硫元素主要以HSO3-形式存在，當漿液PH值升高時，HSO3-逐步轉化為SO32-。同時，在PH值較高時，SO32-不易被氧化為SO42-，且CaSO3•1/2H2O在水中溶解度很低，因CaSO3•1/2H2O此會迅速析出形成化學硬垢附著在脫硫吸收塔內，影響脫硫系統安全運行。

研究發現，目前大部分電廠的脫硫系統運行PH值均控制在5.2~5.8之間，部分脫硫系統短時運行PH值會達到6左右。

4、結論

1)當石膏漿液PH值提高時，會提高脫硫效率，降低脫硫運行電耗，而增加的石灰石耗量幾乎可以忽略不計。

2)石膏漿液PH值過高，會導致脫硫系統內形成化學硬垢，影響脫硫系統安全運行。目前大部分脫硫系統運行時漿液PH值均控制在5.2~5.8之間。

參考文獻：

[1]李瑋,陳紅. 溼法脫硫系統的優化與運行經濟性問題[J]. 江蘇電機工程,2010,(02):64-66.

[2]杜謙,馬春元,董勇,吳少華. 循環漿液pH值對溼法煙氣脫硫過程的影響[J]. 熱能動力工程,2006,(05):491-495+546.

[3]崔向麗,鄧徐幀,胡文勝,劉暢. 溼法煙氣脫硫液氣比的影響因素及參數確定[J]. 電力科技與環保,2010,(03):22-23.

[4] 陳昭瓊,童志權. pH值對石灰(石灰石)溼法脫硫反應機理的影響[J]. 環境科學, 1996,(05):42-44+94.

[5] 蘇大雄,錢楓. 石灰溼法脫硫過程中pH條件對結垢的影響研究[J]. 環境汙染與防治,2005,(03):198-200+157-158.

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