新型双碱法烟气脱硫技术在碳素生产工程中的应用

石怀铎

摘 要：随着社会公众对环境问题的日益关注，国家政府在工业发展与生态文明的双重衡量下颁布的一系列政策和环保标准使得企业面临着巨大的经营负担与经济利益。传统烟气脱硫技术在实际应用中是一把双刃剑，提高效率必须要付出大量成本，维持低廉的成本则要长期面临污染事故。新时期各工程产业在不同的脱硫技术的基础上就脱硫效率、污染程度、处理成本、工作流程等方面不断改进与优化，研究出了新型脱硫技术。本文基于新型双碱法烟气脱硫技术在碳素生产工程（后面简称为工程）中的应用展开论述，探讨其必要性意义以及实践运用，提出几点意见和建议，以供参考。

关键词：烟气脱硫;双碱法脱硫;技術原理;碳素

在我国二氧化硫空气污染状况逐渐由形势紧张转变成稳定控制的大前提下，相关企业仍要加强节能减排各项措施的实行，加大脱硫工程建设，就脱硫技术原理开展根本性分析，有效解决脱硫技术中存在的不足和缺陷，寻找兼具环保效益和经济收益的脱硫方法。本文主要探讨新型双碱法的脱硫技术原理，简要分析具体应用。

1 新型双碱法脱硫技术原理分析

相对于干法脱硫，我国锅炉燃煤火电产业在脱硫处理方面为了达到污染排放标准，不仅在脱硫剂、净化装置等问题上需要耗费大量成本，而且在处理工艺上存在一定技术难度。湿法脱硫技术由于技术成熟、脱硫效率高、操作简便，因此我国湿法脱硫是烟气脱硫的主流工艺[1]。常见的湿法脱硫技术包括石灰石--石膏法、间接的石灰石--石膏法、柠檬吸收法，就地域特征还有海水脱硫法、磷铵复肥法、液相催化法等脱硫技术。湿法脱硫由于脱硫过程中产生的工业废料和残渣难以处理，再加上个别产物的化学性质对金属、管道存在一定腐蚀性，净化装置和清洁装置即使安装也不能治本，不仅需要专业人士定期进行设备运维，而且能耗与运作成本高，一次性投入大，不利于中小企业的资金链维持，也影响大型企业的经济效益。新型双碱法烟气脱硫技术主要是针对脱硫过程中产物处理进行了优化，应用可溶性的碱性清液作为吸收剂在吸收塔中吸收SO2，然后将大部分吸收液排出吸收塔外再用石灰乳对吸收液进行再生。由于在吸收和吸收液处理中，使用了两种不同类型的碱，故称为双碱法。双碱法包括了钠钙、镁钙、钙钙等各种不同的双碱工艺。钠钙双碱法是较为常用的脱硫方法之一，成功应用于燃煤火电厂和工业锅炉等工程[2]。双碱法脱硫除尘一体化，主塔内采用液相吸收，吸收剂在塔外的再生池中进行再生，吸收SO2后反应产物溶解度大，不会产生过饱和结晶，可有效避免塔内结垢，从而有效避免反应塔内结垢和浆料堵塞管道设备的情况。再者，钠基脱硫剂碱性较强，脱硫率能达到80%以上，应用范围较广。双碱法烟气脱硫在反应速度、脱硫效率和整体流程能耗等方面都有较大优势。然而，其缺陷在于设计局限导致的生成物需要集中同期处理，对再生池与澄清池的面积范围要求较大，而且针对于硫酸钙等钙垢，需要每天定期添加专用的处理剂，存在一定人工管理费用。

2 新型双碱法烟气脱硫技术在工程中的应用分析

2.1 双碱法烟气脱硫技术的工艺设备分析

双碱法烟气脱硫主要适用于需要长时间运作的发电设备、石化生产设备来保证生产与能源的持续，其能源产量与效率直接决定了产品生产质量。因此，在高效生产的大前提下，如何有效烟气脱硫，减少污染气体排放，提升烟气脱硫生成物的处理效率是应用双碱法烟气脱硫的目的。

从工艺设备的角度分析，双碱法脱硫要满足脱硫剂制备系统、脱硫液塔内循环系统、外循环系统、生成物处理系统以及水路系统。脱硫剂制备系统包括钠碱浆液输送泵、钠碱浆液池、石灰浆液输送泵、钠碱浆液搅拌器、石灰制浆搅拌器以及石灰浆液池。内循环系统由于是脱硫技艺的重要组成部分，对于脱硫液体进入反应池与石灰浆产生反应生成氢氧化钠，对于具体输送的频率参数控制要实现可控[3]。考虑到固液分离过程中对清液池中的酸碱度会影响后续脱硫剂的添加量，因此也要维持实时监控池内pH值，保证反应能够正常循环。外循环系统则是基于脱硫浆液由再生池、沉淀池、清液池及输送泵等组成，对于具体占地面积要结合烟气脱硫工作量合理计算，保证能够足够容纳规定锅炉数量同时运作产生的烟气脱硫处理。生成物处理系统则是在脱水楼，内设氧化池、旋流器和真空皮带脱水机等设备。进行自动过滤、干燥和人工清理。要求。水路系统则是储藏水库与水泵的水路供给，输水点的高度位置要明确，同时对于除雾器、压滤机等冲洗设备也要提供清洁功能，在必要情况下，可以根据运作效率和污染产物建立废水库和相关处理系统。

2.2 双碱法烟气脱硫技术的应用效果分析

入口烟气中二氧化硫浓度与脱硫效率是有影响的，烟气中的二氧化硫浓度越高，反应浆液中的二氧化硫浓度就越高，那么反应速率就会越快，脱硫率较高，所以控制入口烟气中的二氧化硫，集中排入，能够有效提升烟气脱硫效率。相应的，入口烟气中的粉尘浓度如果不进行除尘处理，那么会大幅降低脱硫率。考虑到粉尘颗粒直径以及温度等影响因素，需要使用低温电除尘器降低入口处烟气粉尘浓度[4]。

液气比对脱硫率的控制来说也要控制在一个稳定的区间内，单位时间内吸收塔再循环浆液的体积値和吸收塔出口处烟气的体积値决定了整个双碱法脱硫系统的工作效率，如果入口处烟气吸收过程过快，液气比比值过小，对于生成物的处理系统就要加强设备和工艺，加大投入，保证设备正常运作;如果液气比比值较大，不能保证液浆反应成分，影响脱硫率。实际运转期间的液气比一般在略小于常规标准，在具体区间内稳定控制。

烟气流速对脱硫效率的影响在于参数差异，如果只谈流动速度，其他相关数值变量不变，液气比值的标准区间可以适时提升，喷淋液滴的下落速度可以通过提高单位体积的持液量来提高传质面积，从而提高脱硫率。但是烟气流速太高会导致烟气在塔内停留时间减少，脱硫效率其实提升不明显，并且提升烟气流速需要保持相应设备高效运转，能耗与运维成本都有所提升。因此，烟气流速也要结合各项参数，控制在理想数值内。

3 结语

双碱法湿法烟气脱硫技术脱硫率高、反应率快，脱硫除尘一体化，生成物易处理，在实现超低污染排放的大环境下应用形势较好，不仅能够有效保护空气环境，而且从烟气脱硫工艺的整体角度分析，各环节的经济成本也有一定优势，能够提高企业经济效益。由于脱硫剂来源广泛、生成物为钙化合物，使用率大、适用煤种多及脱硫率大等诸多优点，在实际工程运用中能够有效减少工程造价，在满足国家污染排放标准的大前提下，促进企业稳步发展。

参考文献：

[1]刘志禹，齐慧敏，赵磊，等.双碱法在FCC再生烟气脱硫中的问题及关键技术[J].安全健康和环境，2018，18（8）：24-28.

[2]宿爱蕊.双碱法烟气脱硫技术治理方法浅析[J].区域治理，2018（5）：141.

[3]杨春莉，刘敖.双碱法烟气脱硫技术影响因素之管窥[J].科技创新导报，2015（19）：116-116.

[4]安雷.双碱法烟气脱硫技术在供热行业的应用[J].中国高新技术企业（中旬刊），2016（1）：51-52.