[發明專利]一種石灰石-濕法脫硫系統水平衡的優化及控制方法

在審

• 申請號: 202010815840.9
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN114073887A
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 張海燕;劉清亮;馬記;孫青苑;范凱歌;王述寶;張津赫;牛愛梅
• 申請（專利權）人: 華電國際電力股份有限公司技術服務分公司;青島國瑞信息技術有限公司
• 主分類號: B01D53/80
• 分類號: B01D53/80;B01D53/50;B01D53/34;B01D53/73
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

本發明公開了一種石灰石?濕法脫硫系統水平衡的優化及控制方法，步驟為：確定漿液中氯離子含量與脫水石膏中含水率的關系，進而得到漿液中氯離子含量與脫水石膏中氯離子含量的關系；對脫水石膏的沖洗間隔、沖洗次數和沖洗水量進行優化，確定脫水石膏中氯離子含量與沖洗水總量的對應關系，根據該對應關系，得到脫水石膏氯離子消耗水量變化率k；根據當前脫硝系統實際水平衡現狀以及廢水運行現狀，在滿足脫硫系統廢水排放的前提下，根據k值來確定漿液中氯離子含量。本發明通過對脫硫漿液中氯離子濃度的優化，從而實現對脫硫系統水平衡的優化，根據不同脫硫系統的實際情況可以優化出各自適合的水平衡方案，適用范圍廣，具有可推廣性。

技術領域

本發明涉及一種石灰石-濕法脫硫系統中水平衡的調控方法，具體涉及一種基于漿液中氯離子含量以及石膏沖洗程序來實現濕法脫硫系統中水平衡的優化及控制的方法。

背景技術

脫硫系統介紹

燃煤鍋爐在燃燒過程中，煤中的硫燃燒生成大量的二氧化硫。國家制定了火電廠大氣污染物排放標準，對二氧化硫排放提出了控制要求。為了滿足大氣污染物排放標準，減少二氧化硫排放，火電廠所有鍋爐必須配置脫硫系統。煙氣脫硫按吸收劑和產物可分為干法、濕法和半干法脫硫三大類，其中石灰石-石膏濕法脫硫工藝（以下簡稱“石灰石濕法脫硫”）由于反應速度快、運行穩定、脫硫效率高、技術成熟可靠等優點，約占全部脫硫容量的90%左右。一般的，除非特指，所指的脫硫系統都是石灰石-石膏濕法脫硫系統。

石灰石濕法脫硫主要反應原理是石灰石作為脫硫劑，與煙氣中的二氧化硫反應，進行強制氧化，生成硫酸鈣，從而去除煙氣中的二氧化硫。送入吸收塔的吸收劑—石灰石(石灰)漿液與進入吸收塔的煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫(SO₂)與吸收劑漿液中的碳酸鈣(CaCO₃)主要生成亞硫酸鈣，在吸收塔內，通過氧化風機鼓入空氣，亞硫酸氫根（HSO₃^-）被氧化成氫離子和硫酸根離子（SO₄^2-），最終生成二水硫酸鈣 (CaSO₄·2H₂O)，即石膏，然后通過石膏脫除系統脫除漿液中大約90%的水分，生成脫硫副產物，目前基本回用到建筑行業。在石膏脫除時，石膏在真空皮帶上進行真空脫水，脫水后的石膏同時在真空皮帶上用水沖洗，以除去表面雜質，主要降低氯離子的含量，以符合回用要求。

脫硫系統水平衡現狀

為了保證石灰石-濕法脫硫系統正常運行，進入脫硫系統的水量與脫硫系統消耗的水量需要保持平衡，即保證脫硫系統的水平衡。此外，在脫硫系統實際運行中，脫硫系統水平衡的意義還在于保證脫硫系統的鹽平衡。在石灰石-濕法脫硫系統運行中，吸收塔漿液不斷循環濃縮，漿液中的SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、 Cl^-等溶解鹽類不斷富集，通過石膏脫除等，漿液中的SO₄^2-、Ca²⁺不斷去除，但其余鹽類不斷富集，鹽類的不斷增加對脫硫系統的脫硫效率都帶來影響，其中Cl^-的影響最大，因為氯離子對脫硫系統的影響主要為負面影響，因此，通常用漿液中的氯離子含量來表征脫硫系統的鹽平衡，同時脫硫系統的鹽平衡制約著脫硫系統的水平衡。

在脫硫系統實際運行中，進入脫硫系統的水量主要包括除霧器沖洗水、石灰石制漿用水及真空皮帶機及石膏沖洗用水，還有少量的設備冷卻水，脫硫系統消耗的水主要為吸收塔蒸發煙氣攜帶的水蒸氣及液滴，石膏帶走的水分和脫硫廢水排放的水分。當前，隨著超低排放的改造，進入脫硫系統的水量大大增加，而脫硫系統消耗的水量基本不變，脫硫系統的水平衡較難維持，尤其雙塔雙循環石灰石-濕法脫硫系統的大量運行，兩級吸收塔均配置除霧器，除霧器沖洗水相當于增加一倍，造成脫硫系統水平衡難以控制，給脫硫系統穩定運行帶來一定的風險。

當前對脫硫水平衡缺少針對性的分析，對于通過優化脫硫工藝水消耗，實現高效水平衡的技術和手段，現今主要采取增加廢水排放的方式滿足脫硫系統的水平衡。