[內(nèi)容簡介]本文著重介紹韓城電廠2X600MW機組中3、4號機組脫硫工程的有關(guān)石灰石-石膏濕法脫硫工藝系統(tǒng)中，石灰石品質(zhì)特點分析及優(yōu)化方案。
　　[關(guān)鍵詞]韓城，煙氣，脫硫，工藝，石灰石
　　一、工程概況：
　　1.1工程概況：
　　大唐韓城第二發(fā)電有限責(zé)任公司二期(2×600MW)工程系續(xù)建工程，一期已建有2×600MW濕冷機組，本期建設(shè)規(guī)模為2×600MW亞臨界燃煤，直接空冷機組，全廠規(guī)劃容量為4×600MW。本期工程年利用小時數(shù)為5500小時。
　　電廠一期建設(shè)規(guī)模為2×2045t/h（B-MCR）鍋爐和2×600MW凝汽式汽輪發(fā)電機組，第一臺機組已于2005年8月15日通過168試運行；第二臺機組已于2005年11月18日通過168試運行。
　　本工程對韓城電廠的3號機組（4號機組為浙江浙大網(wǎng)新集團(tuán)有限公司總承包建設(shè)）進(jìn)行100%煙氣脫硫，系統(tǒng)設(shè)置均為單元制，3號機組（包括公用系統(tǒng)）為中國大唐科技工程有限公司總承包建設(shè)。
　　1.2煙氣脫硫設(shè)計要求
　　煙氣脫硫工藝和設(shè)備是全新的，并且具有可靠的質(zhì)量和先進(jìn)的技術(shù)，能夠保證高可用率、高脫硫率、低石灰石消耗量、低廠用電量及低耗水量，而且完全符合環(huán)境保護(hù)要求。
　　1.3工藝水品質(zhì)參數(shù)
　　
　　
　　1.4石灰石參數(shù)
　　
　　
　　二、關(guān)于韓城脫硫石灰石品質(zhì)分析
　　2.1吸收塔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)
　　在吸收塔內(nèi)煙氣與石灰石/石膏懸浮液滴的逆向流發(fā)生反應(yīng)，SO2和SO3與懸浮液中石灰石反應(yīng)，形成亞硫酸鈣，并在吸收塔漿池（吸收塔下部區(qū)）中被氧化空氣氧化成硫酸鈣，超飽和溶液結(jié)晶成石膏。
　　主要反應(yīng)方程式如下：
　　吸收：SO2+H2O<==>H2SO3
　　SO3+H2O<==>H2SO4
　　中和：CaCO3+H2SO3<==>CaSO3+CO2+H2O
　　CaCO3+H2SO4<==>CaSO4+CO2+H2O
　　CaCO3+2HCl<==>CaCl2+CO2+H2O
　　氧化：2CaSO3+O2<==>2CaSO4
　　結(jié)晶：CaSO4+2H2O<==>CaSO4•2H2O
　　2.2石灰石成分和活性分析
　　石灰石—石膏濕法脫硫，所用吸收劑為石灰石。當(dāng)脫硫副產(chǎn)品脫硫石膏品質(zhì)要求嚴(yán)格時，對石灰石的CaCO3含量和活性則有相應(yīng)的要求,一般情況下石灰石的純度>90%,才能使可以用以做石灰石-石膏濕法反應(yīng)的吸收劑。這里還要介紹一下石灰石的存在形式，石灰石礦有好幾種晶體的存在形式，最常見的以3種礦石的形式存在：
　　（1）以方解石的形式存在的；以這種形式存在的石灰石礦的成分比較單一，石灰石的含量一般超過98%，而且氧化鎂的含量比較低，對于石灰石-石膏來說是活性比較高的脫硫劑；
　　（2）是以白云石的形式存在的，它的分子式為CaMg(CO3)2,因為CaCO3與MgCO3是以晶體間的力結(jié)合的，所以它的溶解度比CaCO3更低，對于石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)來說，在那樣的環(huán)境下（既PH為5.2的條件下），幾乎沒有活性；
　　（3）是兩種晶體的結(jié)合物，它既有單獨的石灰石晶體的存在，可能也有以白云石的形式存在的2種的混合物。當(dāng)然對于吸收劑來說，它的成分不僅僅是石灰石，還有很多的雜質(zhì)，包括活性的MgCO3,也就是說即使有MgCO3的存在，也不一定是以CaMg(CO3)2的形式存在，所以，對于煙氣脫硫說，石灰石的活性不僅僅看石灰石組分的全分析，同時還要看到它的晶體成分，它的存在形式等等好多方面的事情。
　　2.3碳酸鎂含量對系統(tǒng)配置、運行的影響
　　如果白云石，即CaMg(CO3)2的含量較高，則意味著可溶解的CaCO3量遠(yuǎn)小于石灰石的元素分析成分量，此石灰石不適合作為濕法脫硫的吸收劑。通常，我們要求石灰石成分滿足如下要求：
　　CaCO3>90%
　　MgCO3<3%
　　而且CaCO3不能以CaMg(CO3)2形式存在。
　　對石灰石礦的標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)是：
　　CaCO3>95%
　　MgCO3<2%
　　Inerts<3%
　　從反應(yīng)的原理來看，發(fā)生在吸收塔內(nèi)的是液膜控制的反應(yīng)，存在大量的Mg2+，同樣存在大量的可溶性的MgSO3，它過多的存在，使得以下的反應(yīng)受到了很大的影響：
　　SO2＋H2O→H2SO3
　　H2SO3⇋H＋＋HSO3－
　　因為溶液里面已經(jīng)存在很多的SO32-,導(dǎo)致SO2被吸收的第一步反應(yīng)，也是最重要的一步反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)推動力的減小，而導(dǎo)致SO2吸收的惡化。
　　因為吸收劑含量中MgO的含量過高，導(dǎo)致循環(huán)漿液中的MgSO4(L)的含量增加，既漿液中的SO42-增加，從而直接對導(dǎo)致吸收塔中的懸浮液的氧化的困難，因為氧化反應(yīng)如下式表示：
　　HSO3－＋1/2O2→HSO4－（1）
　　HSO4－＋OH-＋SO42－（2）
　　因為（2）式的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，從化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的角度來看，如果SO42-的濃度太高的話，不利于反應(yīng)向右進(jìn)行，對于氧化反應(yīng)的影響程度很大。
　　為了減少氧化空氣的用量（減少電耗），我們應(yīng)減小Mg2+的含量。
　　2.4韓城脫硫工程石灰石成份特點及相關(guān)問題
　　本工程石灰石成分中CaCO3成分偏低，僅有83.5%，同時MgCO3的含量高達(dá)6.2，這樣石灰石成分中含有不溶解的白云石的概率很大，而業(yè)主提供石灰石樣品中除CaCO3、MgCO3外其它的雜質(zhì)量很高，這樣引入系統(tǒng)的雜質(zhì)量會很大，導(dǎo)致如下結(jié)果：
　　1） 漿液中白云石含量過高，造成石灰石活性降低，甚至石灰石失活，使脫硫效率大幅度降低。
　　2） 吸收塔內(nèi)漿液含雜質(zhì)量大，這些不溶解的雜質(zhì)對攪拌器、循環(huán)泵葉輪的磨損會增大許多，使得這些脫硫系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備壽命降低。
　　3） 同樣管道系統(tǒng)內(nèi)的雜質(zhì)含量增大，增加對管道的磨損。
　　4） 進(jìn)入石膏旋流器和石膏皮帶脫水機的雜質(zhì)增大，這些雜質(zhì)一方面加速磨損石膏旋流器的旋流子，另一方面在脫水時增大雜質(zhì)堵塞濾布的概率，并損壞濾布。
　　三、關(guān)于韓城脫硫石灰石優(yōu)化對策
　　
　　針對韓城石灰石品質(zhì)的特點及問題，建議采用如下兩種方法以優(yōu)化系統(tǒng)。
　　1） 不設(shè)置廢水旋流器，因為若設(shè)置廢水旋流器，則底流回塔，減少了漿液中雜質(zhì)的排放，因此我們直接從石膏旋流器頂流分流一部分作為廢水進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)，以增加漿液系統(tǒng)中雜質(zhì)的排放。
　　2） 增加石膏旋流器底流濃度，同時從吸收塔排出泵設(shè)置一路旁路，與石膏旋流器底流匯合，從而增加漿液系統(tǒng)中雜質(zhì)的排放。
　　結(jié)論：但即便上述兩種方案運用到本工程，漿液系統(tǒng)中的雜質(zhì)含量仍然相當(dāng)高，建議在采用石灰石—石膏法進(jìn)行煙氣脫硫工程工藝設(shè)計的時候，考慮采用更高品質(zhì)的石灰石粉作為吸收劑，使工程投資和運行達(dá)到最優(yōu)化。