论浆液PH值对脱硫系统优化运行的影响

摘要：在脱硫系统中，浆液循环泵的电耗约占脱硫系统电耗的70%，因此降低循环泵的电耗对降低整个脱硫系统的运行成本有着很重要的作用。研究发现石膏浆液PH值提高时，会提高脱硫效率，降低脱硫运行电耗，而增加的石灰石耗量几乎可以忽略不计。但是石膏浆液PH值过高，会导致脱硫系统内形成化学硬垢，影响脱硫系统安全运行。目前大部分脱硫系统运行时浆液PH值均控制在5.2~5.8之间。

关键字：PH值，电耗，脱硫效率

1、前言

为了减少二氧化硫的排放，满足国家有关部门对环境保护的要求，目前我国大部分燃煤机组都安装了脱硫效率高、运行稳定的石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统。假设脱硫系统的厂用电率为0.9%，对于一台2X600MW机组来说，按照年运行小时数5000h计，脱硫系统每年耗电约5.4×107kW•h。

由于机组容量大小的不同、脱硫系统配置的不同、燃煤硫份高低的区别等原因，湿法脱硫的运行成本为0.015~0.02元/kW•h，国家或地方政府给予电厂脱硫的政策性成本补贴为0.015~0.02元/kW•h对火电厂来说 ，脱硫政策性补贴是不抵运行成本。 因此，火电厂在脱硫运行中如何减少电耗是一个很重要的问题。[[[]李玮,陈红. 湿法脱硫系统的优化与运行经济性问题[J]. 江苏电机工程,2010,(02):64-66.]]

经核算，在脱硫系统中，浆液循环泵的电耗约占脱硫系统电耗的70%，因此降低循环泵的电耗对降低整个脱硫系统的运行成本有着很重要的作用。

杜谦等[[[]杜谦,马春元,董勇,吴少华. 循环浆液pH值对湿法烟气脱硫过程的影响[J]. 热能动力工程,2006,(05):491-495+546.]]研究发现，吸收塔的脱硫效率会随着PH值的升高而增加，当浆液PH值从4.5升到6.4时，吸收塔的脱硫效率升高约8.1%。而崔向丽等[[[]崔向丽,邓徐帧,胡文胜,刘畅. 湿法烟气脱硫液气比的影响因素及参数确定[J]. 电力科技与环保,2010,(03):22-23.]]研究发现，脱硫系统的效率与液气比成指数正相关相关，在烟气量不变的前提下，脱硫效率越高，则需要的浆液循环量越大，需要配置的浆液循环泵流量就越大。因此吸收塔内浆液PH值的高低能够直接影响到浆液循环泵的流量。

2、石膏浆液PH值对循环泵选型的影响

本文以XX热电有限公司2X660MW机组为例，分析浆液PH值对循环泵选型的影响。

XX热电有限公司一期建设2X660MW机组，同步建设烟气脱硫系统，相关烟气参数如表1所示。

表1:XX热电有限公司2X600MW脱硫系统烟气参数

根据以上烟气参数，核算在不同的浆液PH值时，达到设计值需要配置的循环泵参数如表2所示：

表2：不同浆液PH值对应的循环泵参数

从表2可以看出，当石膏浆液PH值达到5.85时，脱硫系统达到设计值需要的循环泵流量要比石膏浆液PH值为5.41时小了约14%，考虑循环泵的扬程通常为21/23/25/27/29m左右，其他参数基本相同的情况下，脱硫系统在高PH值下运行能够节电约800kW。按照电厂年利用小时数5000h计，每年可以节电约4000000kW•h。按照厂用电电费0.36元/kW•h考虑，每年每台机组可节约运行费用144万元。而增加的石灰石耗量几乎可以忽略不计。

3、石膏浆液PH值过高存在的问题

陈昭琼[[[] 陈昭琼,童志权. pH值对石灰(石灰石)湿法脱硫反应机理的影响[J]. 环境科学, 1996,(05):42-44+94.]]，苏大雄[[[] 苏大雄,钱枫. 石灰湿法脱硫过程中pH条件对结垢的影响研究[J]. 环境污染与防治,2005,(03):198-200+157-158.]]等研究发现，当石膏浆液PH值为4~6时，浆液中的硫元素主要以HSO3-形式存在，当浆液PH值升高时，HSO3-逐步转化为SO32-。同时，在PH值较高时，SO32-不易被氧化为SO42-，且CaSO3•1/2H2O在水中溶解度很低，因CaSO3•1/2H2O此会迅速析出形成化学硬垢附着在脱硫吸收塔内，影响脱硫系统安全运行。

研究发现，目前大部分电厂的脱硫系统运行PH值均控制在5.2~5.8之间，部分脱硫系统短时运行PH值会达到6左右。

4、结论

1)当石膏浆液PH值提高时，会提高脱硫效率，降低脱硫运行电耗，而增加的石灰石耗量几乎可以忽略不计。

2)石膏浆液PH值过高，会导致脱硫系统内形成化学硬垢，影响脱硫系统安全运行。目前大部分脱硫系统运行时浆液PH值均控制在5.2~5.8之间。

参考文献：

[1]李玮,陈红. 湿法脱硫系统的优化与运行经济性问题[J]. 江苏电机工程,2010,(02):64-66.

[2]杜谦,马春元,董勇,吴少华. 循环浆液pH值对湿法烟气脱硫过程的影响[J]. 热能动力工程,2006,(05):491-495+546.

[3]崔向丽,邓徐帧,胡文胜,刘畅. 湿法烟气脱硫液气比的影响因素及参数确定[J]. 电力科技与环保,2010,(03):22-23.

[4] 陈昭琼,童志权. pH值对石灰(石灰石)湿法脱硫反应机理的影响[J]. 环境科学, 1996,(05):42-44+94.

[5] 苏大雄,钱枫. 石灰湿法脱硫过程中pH条件对结垢的影响研究[J]. 环境污染与防治,2005,(03):198-200+157-158.