【摘要】脱硫增效剂能够迅速提高FGD吸收塔浆液反应速率，快速降低脱硫系统静烟气SO2含量，有效的提高了石灰石活性，加速石灰石溶解，提升石灰石的利用率等使用价值。通过莱城电厂脱硫运行中的应用实例，阐述了脱硫增效剂的作用原理、使用方法、使用剂量以及注意事项，为火电厂脱硫系统烟气达标排放做出贡献。
【关键词】脱硫系统;增效剂;生产应用;实际效果
1莱城电厂脱硫系统整体概述
莱城电厂四台300MW机组于2008年12月完成了湿法烟气脱硫工艺的改造，分别为一炉一塔设计(图1脱硫系统工艺流程)。自投运以来运行良好，脱硫设施投运率超过99.0%、脱硫效率保持在95%以上。吸收塔系吸收塔系统，自下而上可分为氧化结晶区、吸收区、除雾区三个主要的功能区。烟气通过吸收塔入口从浆液池上部进入吸收区。在吸收塔内，热烟气自下而上与浆液(三层喷淋层)接触发生化学吸收反应，并被冷却。该浆液由各喷淋层多个喷嘴层喷出。浆液(含硫酸钙、亚硫酸钙、未反应的碳酸钙、惰性物质、飞灰和各种溶质)从烟气中吸收硫的氧化物(S0X)以及其它酸性物质。在液箱中，硫的氧化物(S0X)与碳酸钙反应，形成亚硫酸钙。亚硫酸钙由设置在浆液池中的氧化空气分布系统强制氧化成石膏。
2增效剂在脱硫系统运行中的作用
2.1脱硫系统加入增效剂后，能迅速提升脱硫系统脱硫效率
当脱硫系统加入增效剂时，能迅速提高吸收塔浆液的气液传质速率[1]，因吸收塔浆液在气液界面处催化剂能够结合SO2溶解产生的大量H+离子，使H+离子从液膜传递到液相主体，浆液中反应明显加快，浆液pH也不会因SO2的溶解而下降过快，同时气相阻力减小，促进SO2吸收，从而提高二氧化硫气液传质速率，脱硫系统静烟气二氧化硫出口浓度明显降低，强化对二氧化硫的吸收而提高脱硫率。
2.2增效剂的使用能够明显降低脱硫系统厂用电
脱硫系统的出口二氧化硫浓度在规定范围内时,可逐渐停运出力较小的吸收塔浆液循环泵，相对降低系统所需液气比，从而使脱硫厂用电率降低，有效降低浆液循环泵的磨损，相应减少脱硫运行费用、维护检修费用;同时，还可以节省制浆系统球磨机能耗，有效提高粗颗粒石灰石的利用率，也将降低机组厂用电。
2.3相对减少石灰石的添加量，缩短制浆系统运行时间[2]
添加增效剂后，提高了脱硫剂的利用率，从而减少了石灰石浆液的用量，催化剂可以提高石灰石在液相中的溶解度，强化石灰石溶解。在固液界面处，催化剂能提供有利于CaCO3溶解的酸性环境，减小液相阻力，促进石灰石的溶解。
2.4适当补充原煤的二氧化硫掺配，提高脱硫设备运行灵活性
由于SO2的溶解度和固体CaCO3的溶解都有限，脱硫催化剂的加入则提供了碱性基团，增强了液膜传质因子，不仅可以促进CaCO3的溶解和提高其解离速率，减少了液相阻力，浆液pH也不会因SO2的溶解而下降过快，使用脱硫催化剂时，脱硫系统可在较低pH值下运行，增加主机燃煤调整和脱硫系统运行灵活性和稳定性。
2.5改善脱硫系统结垢和堵塞现象的发生
因为催化剂中的活性成份可以提高石灰石的表面活性、增加石灰石的分散性[3]，降低其沉降速度，从而，有效防止脱硫系统结垢和堵塞的产生。
3脱硫增效剂的反应原理
我厂脱硫系统增效剂的成分主要有DBA(二元羧酸，主要成分是己二酸、戊二酸、丁二酸等有机酸的混合物)、己二酸、苯甲酸、间苯二甲酸、丙烯酸等，以羧酸类为主，利用有机的羧酸的缓冲作用，使脱硫传质过程发生改变，提高脱硫效率。以己二酸为例,化学反应如下：
CaCO3+H2O=Ca2++HCO-3+OH-
SO2+H2O=H++HSO-3
从以上化学方程式可以看出，有机酸能作为一种缓冲剂[4]，提高浆液中和酸性的能力，并吸收二氧化硫。由于己二酸钙比碳酸钙溶解性高，使用己二酸(以己二酸离子的形式)比单纯使用石灰石有更多的碱离子可供使用。在己二酸存在的情况下，酸离子调节pH值，使得pH值不会像单纯使用石灰石那样迅速下降。这样，酸离子就增加了浆液的中和二氧化硫的能力，并继续吸收二氧化硫(见图2莱城电厂#2吸收塔系统运行反应工况)。
另一方面，己二酸可作为提高气液传质的增效剂。二氧化硫从气相向液相迅速转移对吸收效率至关重要。当吸收液滴表面二氧化硫饱和，即使液滴中间还未饱和，也不能再溶解二氧化硫。只有当表面的二氧化硫扩散到中间大量的液体中(速度相对缓慢)，才能继续溶解二氧化硫，或者以其它方式使液滴表面的二氧化硫浓度最小化(这要比二氧化硫扩散的速度相对快一点)。这可以由反应式完成，反应式消耗二氧化硫溶解产生的酸，把二氧化硫转换成亚盐酸盐。当己二酸离子在洗涤液滴上形成液膜，反应比没有己二酸离子时要快得多。
另外，有机酸可看作固液传质的促进剂，提高石灰石的利用率[5]。有机酸增效剂允许吸收剂在pH值较低时工作，这就减少了石灰石的用量。一般来说，高pH值能使二氧化硫吸收最大化(较好的酸性中和)，但低pH值有利于石灰石的溶解。如果吸收剂必须以相对较高的pH值以取得满意的二氧化硫去除，石灰石的消耗通常会较高，因为石灰石并未完全使用。通过有机酸增效剂的缓冲反应，提高了石灰石的溶解度，促进了二氧化硫在较低pH值时的吸收，相应减少了石灰石量的消耗。
4脱硫系统增效剂的添加及使用效果
4.1在发电厂脱硫系统正常运行中，脱硫系统增效剂无需添加，吸收塔系统利用石灰石浆液的补充维持PH值，确保脱硫系统脱硫效率在规定范围。当遇到制浆系统故障，石灰石浆液无法供给，以及脱硫系统原烟气突然升高等异常工况时，可根据情况适当添加脱硫增效剂，确保脱硫系统烟气达标排放。
4.22014年08月12日19：10，#2机组运行中负荷285MW(见表1机组负荷及脱硫系统运行方式)，脱硫运行监盘人员发现#2脱硫系统原烟气浓度由2200mg/Nm3逐渐上升至3700mg/Nm3(见图3#2脱硫系统原烟气浓度上升实时趋势图)，汇报值长，脱硫运行人员立即采取启动2A备用浆液循环泵，同时，将石灰石供浆系统切换至手动，增加石灰石浆液的补充量，但是，原烟气浓度还是呈逐渐上升趋势，检查发现静烟气二氧化硫浓度即将升高至200mg/Nm3，21：10，脱硫运行人员立即将吸收塔回收水泵出口切换阀门切换至吸收塔系统，加入脱硫增效剂90公斤(图4脱硫运行人员添加增效剂的现场实况)。21：30，检查脱硫系统静烟气二氧化硫浓度迅速降低(图5#2脱硫系统加入增效剂后静烟气浓度明显降低的实时趋势图)，确保了脱硫系统脱硫效率在规定范围。
4.3脱硫系统增效剂量的确定
脱硫系统增效剂的添加应根据机组负荷，原烟气二氧化硫浓度高低，以及进入吸收塔系统的烟气量，参考静烟气数值升高的实时趋势，并参照原来添加数值经验积累，确定最经济添加数量，并酌情考虑药剂添加的成本。
当然，增效剂量越大，脱硫效率提升越高，但是脱硫增效剂消耗量越大，同时，每次添加增效剂后应做好记录，并不断总结经验，力争添加计量达到最佳效果。
4.4脱硫系统增效剂添加位置
一般情况下，脱硫系统增效剂最佳位置为吸收塔地坑(有的厂称为回收水池)，因其具有容积小、增效剂加入后地坑泵出口管短(11米左右)，添加增效剂后瞬间打至吸收塔，且一般都有较大检查孔，系统添加增效剂方便，因此是增效剂添加的最佳位置。
另外，将增效剂加入石灰石浆液箱或湿式球磨机入口也是一个办法，但是，具有见效慢，输送距离长，并存在部分泄漏损失等缺点，若脱硫系统需每天定期加入，且位置方便加入是也可考虑使用。
4.5脱硫系统增效剂添加位置注意事项[6]
在对吸收塔系统加入增效剂前，应对操作人员进行培训，并做好化学药品防护措施，必要时，应带好口罩。在向吸收塔地坑加药前，应检查确认地坑泵出口管切换阀门打至吸收塔位置，加入增效剂时应缓慢加入，以确保增效剂充分搅拌均匀(地坑设置有电动搅拌器)。每次地坑泵运行时吸收塔最好打至最低液位、确保药液全部进入吸收塔。加药后吸收塔液位尽量保持较低位置，以便接收吸收塔排地坑中药品的浆液，同时增加吸收塔浆液的浓度。加入增效剂时，应观察静烟气二氧化硫浓度的下降趋势，发现急速下降时，可逐渐减少增效剂量或停止加入。添加完毕后，应做好记录，统计实时数据，总结经验。
5结束语
通过莱城电厂通过对脱硫系统增效剂的多次添加可以看出，脱硫系统增效剂添加后，能迅速提高脱硫系统脱硫效率，有效防止脱硫系统长时间烟气排放超标，其反应快速、易于操作，增加了脱硫系统运行中的灵活性，同时，可为石灰石制浆系统故障处理赢得了时间。我们将不断总结经验，合理使用脱硫系统增效剂，确保脱硫系统达标排放，为加快建设资源节约型和环境友好型企业做出更大的贡献。
原标题：脱硫增效剂在火电厂实际生产中的应用
