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摘要：我国是一个能源结构以煤炭为主的发展中大国，随着社会经济的高速发展，每年直接用于燃烧的煤炭达12亿吨以上，尽管出台了一系列强有力的节能减排措施，我国的SO2排放量在经历了持续增长之后还是排在了世界第一位。本文分析研究了我国火电烟气脱硫技术中存在的问题及对策建议。
关键词：电厂；烟气；脱硫；问题；对策建议
中图分类号：P619.26+3文献标识码： A 文章编号：
火电厂排放的烟气对环境危害的污染物很多, 但是排放量最大、对环境的影响最直接, 最严重的是SOX( 主要是SO2 和少量的SO3) 和氮氧化物(NOX) , 这些污染物对大气环境危害较严重, 而且形成酸雨腐蚀建筑物, 使土壤酸化, 使江河和湖泊酸化。大气中的SO2 达到一定的浓度后, 特别是在大气相对湿度较大、有颗粒物存在时, 会发生催化反应, 使SO2 生成SO3 和硫酸, 其毒性要比SO2 大10 倍以上。
常见的烟气脱硫技术包括湿法烟气脱硫、半干法烟气脱硫和干法烟气脱硫，在环保要求日趋严格的形势下，石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术以其优越的脱硫效率和成熟稳定的工艺受到了最为广泛的应用，但随着运行的时间也暴露出了一些问题和不足。
早期的石灰石-石膏湿法脱硫技术一般采用烟气换热器（GGH）和脱硫旁路，由于GGH的高故障率以及环保要求的提高，新建电厂的脱硫工程一般都不采用GGH和脱硫旁路，因此对脱硫装置的可靠性提出了更高的要求。
目前石灰石-石膏湿法脱硫技术存在的主要问题如下：
1、结垢、堵塞
石灰石-石膏湿法脱硫塔中最易结垢的几个部位包括吸收塔入口烟道至最低层喷嘴处、最高层喷嘴与烟气出口之间的塔壁面、以及除雾器部分，即“干—湿”交界区，另外还有氧化空气曝气管网也容易结垢堵塞。
图1 除雾器及塔壁结垢
结垢的成因：
1)石膏终产物浓度一旦超过浆液的吸收极限，石膏将会以晶体的形式开始沉积，当相对饱和浓度达到一定值时，石膏晶体会在悬浮液中已有的石膏晶体表面进行生长，当饱和度继续增大就会形成晶核，同时晶体也会在吸收塔内壁生长结垢。
2)在系统的氧化程度不足的条件下，会生成CSS-软垢，使系统发生结垢，甚至堵塞。
3)吸收液pH值的剧烈变化， pH值偏低时，亚硫酸盐的溶解度急剧上升，硫酸盐的溶解度略有下降，就会在很短时间内大量产生石膏并析出产生硬垢，而pH值偏高时，亚硫酸盐溶解度降低，会引起亚硫酸盐析出产生软垢，在碱性pH值运行中会产生碳酸钙硬垢。
解决办法：
采用强制氧化工艺，使氧化反应趋于完全，控制亚硫酸钙的氧化率在95%以上，保持浆液中有足够密度的石膏晶种。
合理控制浆液PH值和浆液密度，尤其防止PH值的大幅波动。
合理控制除雾器冲洗水量和频率，在实际运行中运行人员往往对第一级除雾器的冲洗量不够应对两级除雾器采用不同的冲洗水量避免对第一级除雾器冲洗水量过大或过小对于第二级除雾器应将冲洗水量和次数越低越好，并要防止冲洗喷嘴结垢堵塞影响冲洗效果。
在吸收塔入口处增设喷淋装置，可对入口烟道处结垢进行冲洗。
在氧化风管内设置减温水，防止氧化风管内结垢。
2、石膏雨
石膏雨产生的主要原因是取消GGH后，烟气温度在露点以下，吸收塔出口净烟气在排除过程中部分冷凝成液滴，抬升高度降低，烟气中携带的粉仓和石膏浆液滴聚集在烟囱附近，落到地面形成石膏雨。
正常情况下，除雾器携带出的液滴不超过75mg/Nm3，不应出现石膏雨现象。但当烟气流速过高，超过除雾器承受能力或者当除雾器冲洗不足，造成部分除雾器堵塞甚至坍塌，经过除雾器的流速就会大大增高，液滴的残留量也会远远增大，从而形成石膏雨。
解决方式如下：
1）降低吸收塔流速，控制在3.8m/s左右。
2）平板式除雾器设计流速一般在3.5～4.5m/s左右，屋脊式除雾器设计流速比平板式除雾器高，一般为3.8～7m/s左右，屋脊式除雾器对烟气流速的适应范围更宽些，烟气通过叶片法线的流速要小于塔内水平截面的平均流速，即使塔内烟气流速偏高，在通过除雾器时，由于流通面积增大而使得烟气流速减小从而减少烟气带浆。另外，屋脊型除雾器的结构较平板型除雾器更稳定，可以耐受的温度较高，宜选用能有效减少浆液夹带和安全性更好的屋脊式除雾器。
3）控制浆液PH值，低pH值时,亚硫酸盐溶解度急剧上升,硫酸盐溶解度略有下降,会有石膏(CaSO4・2H2O)在很短时间内大量产生并析出,产生硬垢。在碱性pH值时运行会产生碳酸钙硬垢。另外，加强冲洗，在2级除雾器顶部设置手动冲洗装置，防止除雾器结垢。
3、腐蚀、磨损
脱硫系统的腐蚀和磨损已经成为制约脱硫系统长期稳定运行的一大原因，因此分析腐蚀和磨损的成因并采取相应的对策显得尤为重要。
腐蚀、磨损的机理：从锅炉引风机出口的高温烟气内含有SO2、SO3、NOX、HCl、HF等强腐蚀性的酸性气体，在吸收塔内完成脱硫反应后，剩余的SO3与烟气中的水分结合形成硫酸冷凝液。绝大部分的SO2、HCl、HF与脱硫剂反应后生成H2SO3、H2SO4、HCl和HF，在FGD系统中形成低PH的腐蚀环境，在设备上产生各种类型的化学和电化学腐蚀。此外，烟气中的固体颗粒会对吸收塔之前的设备如挡板、风机叶片等造成磨损。脱硫反应完成后，烟气中的大部分固体颗粒最终进入吸收浆液，与浆液中的固体颗粒一起对吸收塔中的非金属内衬和构件产生冲刷磨损，对金属构件则会产生电化学腐蚀与磨损相结合的磨蚀。
现在常见的防腐方案包括碳钢涂鳞、碳钢衬胶、入口烟道衬合金等。根据脱硫系统运行检修经验，针对腐蚀和磨损特别注意以下几个问题：
(1) 运行几年后，吸收塔浆液喷淋大梁冲刷和磨损严重，尤其是喷淋大梁靠近喷嘴的位置出现问题的频率很高。对脱硫吸收塔的喷淋进行改造，在原来防腐的基础上包覆一层PP板，增加大梁的防冲刷和耐磨能力，效果良好。
(2) 水平烟道是腐蚀及磨损的重点区域，因此，要经常检查，及时补焊腐蚀和磨损部位，及时修复损坏的防腐层；同时，要在水平烟道和净烟道膨胀节处加装凝结液排出系统，保证凝结的浆液及时排出。
(3) 如吸收塔采用玻璃鳞片防腐,则要特别注意施工条件,不能为抢工期而对放松对施工条件的要求。玻璃鳞片防腐是一个对作业环境条件要求较高的工作，特别是环境温度、湿度和固化时间对防腐效果影响极大。因此，在做玻璃鳞片防腐时尽量选择在环境温度较高的季节进行，冬季施工最好要有加热措施，同时保证必要的固化时间。
4、结语
结垢、腐蚀、石膏雨等现象都是目前湿法脱硫中普遍存在的问题,只有在设计、施工、运行中都严格遵循相关规程,才能更好的保障湿法脱硫的安全稳定运行。
参考文献：
[1] 程永新 濕法烟气脱硫系统中“石膏雨”问题的分析及对策 华中电力2010年第5期
[2] 马磊、沈汉年、赵立冬 石灰石/石灰湿法烟气脱硫结垢的机理及控制 工业安全与环保 2007年第33卷第9期
[3] 王树东、刘娟、徐鸿、胡三高 湿法脱硫系统结垢分析及防治措施 电力科学与工程 2012年3月
关键词：电厂；烟气；脱硫；问题；对策建议
中图分类号：P619.26+3文献标识码： A 文章编号：
火电厂排放的烟气对环境危害的污染物很多, 但是排放量最大、对环境的影响最直接, 最严重的是SOX( 主要是SO2 和少量的SO3) 和氮氧化物(NOX) , 这些污染物对大气环境危害较严重, 而且形成酸雨腐蚀建筑物, 使土壤酸化, 使江河和湖泊酸化。大气中的SO2 达到一定的浓度后, 特别是在大气相对湿度较大、有颗粒物存在时, 会发生催化反应, 使SO2 生成SO3 和硫酸, 其毒性要比SO2 大10 倍以上。
常见的烟气脱硫技术包括湿法烟气脱硫、半干法烟气脱硫和干法烟气脱硫，在环保要求日趋严格的形势下，石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术以其优越的脱硫效率和成熟稳定的工艺受到了最为广泛的应用，但随着运行的时间也暴露出了一些问题和不足。
早期的石灰石-石膏湿法脱硫技术一般采用烟气换热器（GGH）和脱硫旁路，由于GGH的高故障率以及环保要求的提高，新建电厂的脱硫工程一般都不采用GGH和脱硫旁路，因此对脱硫装置的可靠性提出了更高的要求。
目前石灰石-石膏湿法脱硫技术存在的主要问题如下：
1、结垢、堵塞
石灰石-石膏湿法脱硫塔中最易结垢的几个部位包括吸收塔入口烟道至最低层喷嘴处、最高层喷嘴与烟气出口之间的塔壁面、以及除雾器部分，即“干—湿”交界区，另外还有氧化空气曝气管网也容易结垢堵塞。
图1 除雾器及塔壁结垢
结垢的成因：
1)石膏终产物浓度一旦超过浆液的吸收极限，石膏将会以晶体的形式开始沉积，当相对饱和浓度达到一定值时，石膏晶体会在悬浮液中已有的石膏晶体表面进行生长，当饱和度继续增大就会形成晶核，同时晶体也会在吸收塔内壁生长结垢。
2)在系统的氧化程度不足的条件下，会生成CSS-软垢，使系统发生结垢，甚至堵塞。
3)吸收液pH值的剧烈变化， pH值偏低时，亚硫酸盐的溶解度急剧上升，硫酸盐的溶解度略有下降，就会在很短时间内大量产生石膏并析出产生硬垢，而pH值偏高时，亚硫酸盐溶解度降低，会引起亚硫酸盐析出产生软垢，在碱性pH值运行中会产生碳酸钙硬垢。
解决办法：
采用强制氧化工艺，使氧化反应趋于完全，控制亚硫酸钙的氧化率在95%以上，保持浆液中有足够密度的石膏晶种。
合理控制浆液PH值和浆液密度，尤其防止PH值的大幅波动。
合理控制除雾器冲洗水量和频率，在实际运行中运行人员往往对第一级除雾器的冲洗量不够应对两级除雾器采用不同的冲洗水量避免对第一级除雾器冲洗水量过大或过小对于第二级除雾器应将冲洗水量和次数越低越好，并要防止冲洗喷嘴结垢堵塞影响冲洗效果。
在吸收塔入口处增设喷淋装置，可对入口烟道处结垢进行冲洗。
在氧化风管内设置减温水，防止氧化风管内结垢。
2、石膏雨
石膏雨产生的主要原因是取消GGH后，烟气温度在露点以下，吸收塔出口净烟气在排除过程中部分冷凝成液滴，抬升高度降低，烟气中携带的粉仓和石膏浆液滴聚集在烟囱附近，落到地面形成石膏雨。
正常情况下，除雾器携带出的液滴不超过75mg/Nm3，不应出现石膏雨现象。但当烟气流速过高，超过除雾器承受能力或者当除雾器冲洗不足，造成部分除雾器堵塞甚至坍塌，经过除雾器的流速就会大大增高，液滴的残留量也会远远增大，从而形成石膏雨。
解决方式如下：
1）降低吸收塔流速，控制在3.8m/s左右。
2）平板式除雾器设计流速一般在3.5～4.5m/s左右，屋脊式除雾器设计流速比平板式除雾器高，一般为3.8～7m/s左右，屋脊式除雾器对烟气流速的适应范围更宽些，烟气通过叶片法线的流速要小于塔内水平截面的平均流速，即使塔内烟气流速偏高，在通过除雾器时，由于流通面积增大而使得烟气流速减小从而减少烟气带浆。另外，屋脊型除雾器的结构较平板型除雾器更稳定，可以耐受的温度较高，宜选用能有效减少浆液夹带和安全性更好的屋脊式除雾器。
3）控制浆液PH值，低pH值时,亚硫酸盐溶解度急剧上升,硫酸盐溶解度略有下降,会有石膏(CaSO4・2H2O)在很短时间内大量产生并析出,产生硬垢。在碱性pH值时运行会产生碳酸钙硬垢。另外，加强冲洗，在2级除雾器顶部设置手动冲洗装置，防止除雾器结垢。
3、腐蚀、磨损
脱硫系统的腐蚀和磨损已经成为制约脱硫系统长期稳定运行的一大原因，因此分析腐蚀和磨损的成因并采取相应的对策显得尤为重要。
腐蚀、磨损的机理：从锅炉引风机出口的高温烟气内含有SO2、SO3、NOX、HCl、HF等强腐蚀性的酸性气体，在吸收塔内完成脱硫反应后，剩余的SO3与烟气中的水分结合形成硫酸冷凝液。绝大部分的SO2、HCl、HF与脱硫剂反应后生成H2SO3、H2SO4、HCl和HF，在FGD系统中形成低PH的腐蚀环境，在设备上产生各种类型的化学和电化学腐蚀。此外，烟气中的固体颗粒会对吸收塔之前的设备如挡板、风机叶片等造成磨损。脱硫反应完成后，烟气中的大部分固体颗粒最终进入吸收浆液，与浆液中的固体颗粒一起对吸收塔中的非金属内衬和构件产生冲刷磨损，对金属构件则会产生电化学腐蚀与磨损相结合的磨蚀。
现在常见的防腐方案包括碳钢涂鳞、碳钢衬胶、入口烟道衬合金等。根据脱硫系统运行检修经验，针对腐蚀和磨损特别注意以下几个问题：
(1) 运行几年后，吸收塔浆液喷淋大梁冲刷和磨损严重，尤其是喷淋大梁靠近喷嘴的位置出现问题的频率很高。对脱硫吸收塔的喷淋进行改造，在原来防腐的基础上包覆一层PP板，增加大梁的防冲刷和耐磨能力，效果良好。
(2) 水平烟道是腐蚀及磨损的重点区域，因此，要经常检查，及时补焊腐蚀和磨损部位，及时修复损坏的防腐层；同时，要在水平烟道和净烟道膨胀节处加装凝结液排出系统，保证凝结的浆液及时排出。
(3) 如吸收塔采用玻璃鳞片防腐,则要特别注意施工条件,不能为抢工期而对放松对施工条件的要求。玻璃鳞片防腐是一个对作业环境条件要求较高的工作，特别是环境温度、湿度和固化时间对防腐效果影响极大。因此，在做玻璃鳞片防腐时尽量选择在环境温度较高的季节进行，冬季施工最好要有加热措施，同时保证必要的固化时间。
4、结语
结垢、腐蚀、石膏雨等现象都是目前湿法脱硫中普遍存在的问题,只有在设计、施工、运行中都严格遵循相关规程,才能更好的保障湿法脱硫的安全稳定运行。
参考文献：
[1] 程永新 濕法烟气脱硫系统中“石膏雨”问题的分析及对策 华中电力2010年第5期
[2] 马磊、沈汉年、赵立冬 石灰石/石灰湿法烟气脱硫结垢的机理及控制 工业安全与环保 2007年第33卷第9期
[3] 王树东、刘娟、徐鸿、胡三高 湿法脱硫系统结垢分析及防治措施 电力科学与工程 2012年3月