探析基于脱硫灰+石灰石混合脱硫剂的脱硫性能

探析基于脱硫灰+石灰石混合脱硫剂的脱硫性能

齐子园

齐子园

（华润电力（海丰）有限公司516600）

摘要：进行烟气湿法脱硫时需采用脱硫灰+石灰石组成的混合脱硫剂，为处理脱硫灰和资源应用获取了全新的路径。探析结论说明，低于40%的脱硫灰夹杂在混合脱硫剂之中，具有比较好的脱硫效果；二氧化硫的浓度大于1200ppm后，会有更好的脱硫效果。

关键词：脱硫灰；混合脱硫剂；脱硫性能

亚硫酸钙、氧化钙、氧化镁、碳酸钙等都是半干法脱硫灰渣的重要组成部分，除了这些以外重金属和氯化物也包含在其中，高钙高硫混合物是其属性。至此脱硫灰渣不稳定的因素就是因为这些物质造成的，其对建筑和水泥方面的脱硫剂灰渣的资源运用也造成了一定程度上的影响。所以，现如今需要尽快解决的问题就是如何找到一条半干法处理脱硫灰和资源利用的新方法。可以充分利用脱硫灰渣中碳酸钙、氢氧化钙、弱碱性等物质，用在烟气湿法脱硫，可是在脱硫灰中这些有效成分的效果却达不到最大化，也会导致运行的过程中会出现一些问题，所以需要把脱硫灰、石灰石混合在一起，这样单一脱硫灰渣脱硫效率低就会因此得到有效改善。

一、分析材料和方法

1、分析脱硫灰

脱除燃料、原料或其他物料中的游离硫或硫化合物的药剂就是脱硫剂；处理与控制污染物时把废弃的药剂剔除。能成为脱硫剂的只能是碱性化合物。干法脱硫灰、半干法脱硫灰是干法、半干法的脱硫产物，二氧化硅、氢氧化钙、亚硫酸钙、三氧化二铁、三氧化硫、二氧化硫以及氧化镁等物质是干法脱硫灰、半干法脱

硫灰和石灰石脱硫剂的主要成分。干粉状的脱硫产物和低耗水率等是干法、半干法脱硫工艺的主要优点，改善了传统工艺中存在的不足与缺点，其主要特点还包括投资少、占地面积小以及各机组之间可以进行相互配合等。如表一所示的是二者和石灰石脱硫剂的成分表：

表一：干法脱硫灰、半干法脱硫灰以及石灰石脱硫剂的组成

如表一可知，石灰石中的前四种杂质要少于干法、半干法脱硫灰中的杂质，石灰石脱硫剂要明显少于脱硫灰与石灰石组合的混合脱硫剂，所以混合脱硫剂中的脱硫灰成分必须要由专业人事进行严格把控。

2、测定混合脱硫剂的反应速率和脱硫容量

混合脱硫剂的反应速率测定的方法主要是应用电力行业标准DL/T943-2005完成的。分析样品脱硫量时需要采用专业的脱硫方法。

3、测定混合脱硫剂的脱硫效率

3.1、实验前的准备

300rpm是搅拌的转数，160rpm是下搅拌的转数，600L/H是空气的流量，2100±200ppm是SO2的浓度，1.02L/min是模拟烟气的流量，20±4℃是烟气的温度，55±6℃是反映浆液的温度，68-95rpm是蠕动泵的转数，3.00±0.02g是样品获取的总量，配置1升浆液，浓度控制在千分之二，随后在瓶中放置配置好的浆液。

3.2、实验的过程以及所需的设备

恒温水浴锅、四口烧瓶、搅拌设备以及蠕动泵都是需要在脱硫容量实验装置的基础上另行添加的。通过管路、蠕动泵把双搅拌釜和四口烧瓶串联成完整的闭路循环系统。需要对SO2的浓度、

模拟气体流量以及浆液浓度稳定实时进行调节控制，也需对进出口的SO2的浓度进行测定。下图一说明了双驱动搅拌器测定脱硫效率的实验流程：（A：流出循环水；B：流入循环水；C：进入气体口；D：流出气体口；E：流入浆液；F：流出浆液；1、14：把控总阀门；2：转子流量计；6：蠕动泵）

图一：双驱动搅拌器测定脱硫效率实验流程表示图

二、分析与讨论实验结果

1、混合脱硫剂脱硫活性主要受到脱硫灰含量的影响。如图

二可知：

石灰石与脱硫灰的质量比

图二：混合脱硫剂的脱硫活性

2、混合脱硫剂的脱硫容量主要受到脱硫灰比例的影响。如图三可知：

石灰石与脱硫灰的质量比

图三：混合脱硫剂的脱硫容量

脱硫灰含量和混合脱硫剂的脱硫容量成反比状态，如果脱硫灰含量大那么随之减小的就是混合脱硫剂的脱硫容量。出现此现象的原因是，脱硫灰中具有非常多的飞灰，飞灰所占质量比和脱硫灰的质量比成正比，脱硫灰的质量较低其飞灰所占质量比就较低、反之其高则高，脱硫剂没有很多的有效成分，所以就只有非常小的混合脱硫剂的脱硫容量。

3、混合脱硫剂的脱硫效率

3.1、影响混合脱硫剂的脱硫效率的第一点是ph值，如图四可知：Ph值与混合脱硫剂的脱硫效率成正比趋势，Ph值越大其效率越好，Ph值越小其效率就会稍差一些。对比石灰石来讲，如果混合脱硫剂中参杂了脱硫灰，也会降低其脱硫效率。

图四：混合脱硫剂的脱硫效率受到ph值的影响

3.2、影响混合脱硫剂的脱硫效率的第二点是二氧化硫的浓度，如图五可知：石灰石的脱硫效率与二氧化硫的浓度成反比趋势，二氧化硫浓度的加大就会减低石灰石的脱硫效率；可是随着不断加大的二氧化硫的浓度，就会逐渐增加混合脱硫剂的脱硫效率，产生这种问题的原因应该是因为氧化钙、氢氧化钙等钙盐是脱硫灰的有效组成部分，这几种物质有非常快的溶解度，溶解速度与反应速度成正比趋势，那么二氧化碳瞬间吸收能力就会越快。如果是浓度较高的二氧化硫，那么脱硫效率与脱硫灰的含量就会成正比趋势，脱硫灰的效率越好脱硫灰的含量也就越高。

图五：混合脱硫剂的脱硫效率受到二氧化硫浓度的影响

3.3、影响混合脱硫剂的脱硫效率的第三点是浆液的浓度，如图五六可知：在研究实验的区域之中，石灰石及脱硫灰的脱硫效率受到浆液浓度的影响不是非常大，浆液浓度的变化度混合脱硫剂的脱硫效率没有明显的变化规律。

图六：混合脱硫剂的脱硫效率受到浆液浓度的影响

3.4、影响混合脱硫剂的脱硫效率的第四点是脱硫灰的含量，如图七可知：随着逐渐增大的脱硫灰质量分数，就会出现先增大或不变后逐渐降低的混合脱硫剂的脱硫效率。主要原因是因为脱硫灰中带有较高含量的飞灰等杂质，飞灰等杂质与混合脱硫剂中的脱硫灰含量成正比趋势，越高的脱硫灰含量其就会导致存在含量较高的飞灰等杂质。

脱硫灰中具有非常高的氧化钙、氢氧化钙的活性，反应速度快是这几种物质的主要特点，当脱硫灰的含量小于等于40%时，能导致反应快速进行的就是由于混合脱硫剂中的氢氧化钙、氧化钙等组分，脱硫剂的脱硫能力得到保障的原因也是因为碳酸钙组分，所以混合脱硫剂就会具有较高的脱硫效率。可是如果是含量较高的脱硫灰，那么脱硫灰中就会有含量比较低的氢氧化钙和氧化钙，脱硫容量比较低，就算反应速度非常快，也不会具有非常高的脱硫效率。

图七：混合脱硫剂的脱硫效率受到脱硫灰含量的影响

三、结论

1.混合脱硫剂的脱硫活性与脱硫灰含量成正比趋势。脱硫灰含量的加大会导致混合脱硫剂的脱硫活性先快速加大随后缓慢递增；脱硫灰含量与脱硫容量成反比趋势，脱硫灰含量加大就会较小脱硫的容量。

2.本文对可以影响到混合脱硫剂的脱硫效率ph值、二氧化硫的浓度以及浆液的浓度进行分析得知，ph值与混合脱硫剂的脱硫效率成正比趋势，ph值越大脱硫效率也就越大；二氧化硫浓度与混合脱硫剂的脱硫效率成正比趋势，二氧化硫的浓度越大脱硫效率也就越大；浆液浓度的变化会促使混合脱硫剂的脱硫效率没有明显的变化规律。

（3）脱硫灰质量分数与混合脱硫剂的脱硫效率成反比趋势，混合脱硫剂的脱硫效率会由于加大的脱硫灰质量分数而逐步减小，如果是小于等于40%的脱硫灰质量百分数，那么混合脱硫剂中就会具有非常高的脱硫效率，

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