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火电厂影响烟气脱硫效率有哪些因素

作为脱硫吸收剂的石灰石，其含量的高低会影响脱硫效率，因此吸收剂的品质是影响脱硫效率的因素之一；其次就是入口烟气的浓度，SO2入口浓度越高相当于增加了SO2的分压从而增大了气液相传质的推动力，推动力增强，脱硫效率提高，而事实上，烟气中SO2浓度对脱硫效率的影响在不同范围内是不同的；入口烟气温度也会影响脱硫效率，高温烟气对脱硫效率的提高有负面影响，因此高温烟气经过气气换热器之后在进入吸收塔有助于SO2的吸收，但是烟气过低也不利于烟气的脱硫；烟气中的含氧量也会对脱硫产生一定影响，烟气中O2含量的增加使得CaSO4.2H2O的形成加快，脱硫效率有上升趋势；原烟气中的粉尘也是阻碍脱硫效率提高的一个重要因素，飞灰的存在会阻碍SO2与脱硫吸收剂的接触，降低了石灰石中Ca离子的溶解速率，不仅会对脱硫效率产生影响还会影响石膏的品质；烟气流速的提高有助于气液两相的湍动，降低液滴与烟气之间的膜厚度，提高传质效果，但气速太高，又会使气液两相接触时间变短，影响脱硫效率，有时还有可能影响除雾效果，因此综合考虑各个因素烟气的流速目前选择为3~5m/s较为合适；液气比（L/G）是指单位体积烟气量相对应的浆液喷淋量，经试验验证结果表明，随着液气比的增大，脱硫效率逐步提高，这是因为提高液气比相当于增加了吸收塔内的喷淋密度，使液气间的接触面积增大，传质单元数提高，从而提高了脱硫效率，但液气比不是无限制地提高，太高不但会浪费吸收剂的用量，影响石膏生成品质，而且还会使浆液循环泵的流量增大，增加设备的投资和能耗。目前选择的合适液气比范围是13~16，浆液pH值的适当提高有助于脱硫效率的提升，但高pH又使得排出的石膏浆液中石灰石的含量增加，导致吸收剂的利用率降低，低pH时，亚硫酸钙的溶解度增加，但是石灰石的溶解度又会降低，导致脱硫效率的下降。

在温度比较低时，即温度小于80℃时，脱硫效率受温度的影响较小，当温度继续升高，脱硫效率急速下降，当烟气温度达到180℃时，脱硫效率已经低于90%，在实际操作中，经过气气换热器后出来的烟气温度基本在80℃左右，此时对应的脱硫效率还是比较可观的。由于脱硫反应是放热反应，温度升高不利于SO2的脱除，高温烟气对脱硫效率的提高有负面影响，因此高温烟气经过气气换热器之后在进入吸收塔有助于SO2的吸收，但是烟气过低也不利于烟气的脱硫，因此烟气温度控制在合适的范围也是必要的。

当SO2浓度在1000~4000mg/m3范围变化时，脱硫效率呈直线下降趋势。一般认为，增大入口SO2浓度，会有利于SO2通过浆液表面向浆液内部扩散，加快反应速度，从而提高脱硫效率。由图看出，当入口SO2浓度大于1000mg/m3时，脱硫效率反而随SO2浓度的增大而降低。SO2在气相中的扩散系数远大于在液相中的扩散系数，因此SO2的传质阻力主要来自液膜，而液膜传质阻力主要决定于液滴内的湍流强度和吸收液碱度，液滴内的湍流强度和吸收液碱度越大，则液相阻力越小。由于FGD入口SO2浓度的增加，可利用的液相碱性物质消耗也越快，因此脱硫效率也呈下降趋势。在其他参数不变的条件下，入口SO2质量浓度的提高意味着降低了钙硫比n(Ca)/n(S)，可利用碱度也下降，从而造成液相传质阻力增大，使脱硫效率下降。

当浆液pH值在5~7之间变化时，脱硫效率随pH值的升高而增大。当pH>6.1时，脱硫率接近98%，因为高pH意味着浆液中有较多的CaCO3存在，有利于脱硫。但pH过高会抑制CaSO3的溶解，排出的石膏浆液中石灰石的含量也增加了，直接导致的后果是系统吸收剂利用率降低，增加运行费用。低pH有利于CaSO3溶解，降低成本，但对石灰石的溶解是不利的，不利于SO2的吸收，终于使得脱硫效率降低。当pH<5.0时，SO2的吸收降低，脱硫率降低，吸收液呈酸性，对设备会造成腐蚀，无法达到环保要求。当pH在5.0～6.1范围内时，CaSO3溶解速度和CaSO3的消耗速率达到动态平衡，且脱硫率稳定。因此，综合以上考虑，脱硫系统循环槽浆液pH值应保持在5.0～6.1下运行。

液气比（L/G）是指单位体积烟气量相对应的浆液喷淋量，经试验验证结果表明，随着液气比的增大，脱硫效率逐步提高，这是因为提高液气比相当于增加了吸收塔内的喷淋密度，使液气间的接触面积增大，传质单元数提高，从而提高了脱硫效率，但液气比不是无限制地提高，太高不但会浪费吸收剂的用量，影响石膏生成品质，而且还会使浆液循环泵的流量增大，增加设备的投资和能耗。

在液气比小时，液相pH值下降快，SO2的液相传质阻力相对较大，此时增加液气比，就增加了液体流量，从而增加的液相传质速率对总传质速率的贡献大，但当液气比大时，随着液气比的增加，石灰石在吸收塔内的溶解量增加，pH值相对较大，液相传质阻力相对较小。液气比增加时，虽然石灰石在吸收塔内的总溶解量增加，不足以抵消系统由于脱硫率的增加而增加的SO2吸收量，浆液中由于SO2的吸收所产生的H+需要更多的石灰石来溶解中和，故浆液中石灰石含量有所增加。脱硫率的增加规律和石灰石含量的增加规律一致，在液气比较小时石灰石的增加较明显，随后增加速率变缓。目前选择的合适液气比范围是13~16。

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