二氧化硫究竟是否溶于水（下）

1 引言

按一般的常识，锅炉烟气经过湿式除尘器除尘脱硫后会使其烟尘、SO?的浓度降低，但在进行燃煤锅炉及湿式除尘器的监视性监测的测试中，时常会遇到此湿式除尘器的出口SO?浓度高于入口浓度的 现象。

案例1卧式链条炉排：采暖燃煤层燃热水炉型，湿式自激式除尘器，测试时湿式除尘器入口SO?浓度1700mg/m?, 出口达2100mg/m?;

案例2卧式往复炉排：采暖燃煤层燃热水炉型，湿式自激式除尘器，测试时湿式除尘器入口SO?浓度1400mg/m?, 出口达1800mg/m?。本文经过进一步的研究，探讨这种现象出现的原因，为燃煤锅炉除尘脱硫装置的研制及环境管理提供依据和参考。

2 原因分析

2.1 清水吸收SO?有限

自激式除尘器存在设计上缺欠，结构上不便于加脱硫剂，加脱硫剂运行费用大，运行时多数以清水做脱硫剂，难于管理。一般情况下，固体溶解于水时随温度升高而增多，温度越高，溶解越多；对于气体溶于水(液体)则相反，温度越高，吸收越少。以pH值呈中性的清水作为脱硫除尘介质，又没有加碱性溶液的情况下，从锅炉出来的烟气进入除尘器后，烟气中的SO?溶解在水中，部分与水发生一定反应生成亚硫酸HSO?,但亚硫酸性质很不稳定，容易分解成SO?和H?O,SO?又被释放出来。SO?与H?O的反 应式为：水对SO?的溶解是有限的，常温(25℃)下1体积的水可溶40体积的SO?[1] 。SO?气体密度2.927×10?mg/m?,40m?的SO?重11708kg,1m?水可溶解117.08kgSO?。当14MW锅炉出口SO?的浓度2000mg/m?，烟气量60000m?/h, 除尘器有水5m?,  那么，清水5m?可溶SO?气体：585.4kg, 这些SO? 需要烟气：585.4×10?mg/2000mg/m?=292700m?。假定水温恒定、烟气中又无其他杂质的条件下，锅炉运行时间：292700 m?/(60000m?/h),大约运行不到5h,  除尘器对SO?的吸附就会达到饱和状态。

2.2 水温增高，吸收SO?能力降低

随着水温的升高，SO?在水中的溶解度会越来越小，实验结果显示，100g水在0~40℃对SO?的吸收呈线性状态，水温再增高时，溶解吸收SO? 较少，释放SO?较多，不呈线性状态，水温更高时，几乎不吸收SO?。经实验，水温在0~40℃时对SO?的吸收达到饱和时的情况见表1。表1 SO?在水中的溶解度：一般情况下，锅炉出口的烟气温度在100℃以上，而除尘器中水温在锅炉开始运行时在20℃左右，除尘器的水温会随着锅炉运行而增加，对SO? 的 吸收能力会降低，由于除尘器中水的温度的升高，一部分生成H?SO?的 SO?就又释放出来，除尘中水的溶解度会降低，达到饱和的时间就会缩短。

2.3 烟气中烟尘、CO等污染物可减少水对SO?的吸收

实际上，当燃煤锅炉在运行时，它不但会排放SO?,还会排放烟尘、CO等污染物，湿法除尘器的水溶液也会吸附这些污染物，水溶液会因杂质的越来越多而对SO?的溶解度变得越来越小[2],除尘器中水的吸饱和时间就会更短，锅炉除尘器在运行很短 的时间后就会达到饱和状态。这时，即使除尘器的温不变、没有其他污染物，进来多少SO?就会出去多少；水溶液温度升高时，会使原来溶解在水中的SO?从水中跑出来，造成出口SO?浓度高于入口浓度；同样，当处于饱和状态下的水溶液，又吸附了烟尘等杂质时，原来吸收在水中的SO?也会降低跑出来，除尘出口的SO?浓度增大。

3 结语

这种自激式湿式除尘器出口SO?浓度高于入口浓度的现象不是每次对锅炉测试时都能发现，特别是在除尘器鉴定或验收时很少发生，因为在鉴定或 验收时研制企业或使用厂家会把锅炉、除尘器调整到最佳状态，会加脱硫剂，就不会出现这种现象。但这种除尘器在日常的实际运行时，由于加脱硫剂不方便、费用高，管理不到位，就会出现出口SO?浓度更高的情况，从而起不到脱硫的作用。

以上内容是论文里面的东西，但是大部分都说清楚了，而我这里要用的表格是0-100度的溶解度表格：目前钢铁行业很多企业都把脱硝放在了最后，那么如果使用湿法脱硫的时候，有两个问题需要解释下，第一湿式电除尘是否去除SO3，第二哪个排放口温度最适合，不至于超标：首先第一个问题是和顾作仁前辈沟通后达成的共识，也就是湿法除尘出去SO3的问题，只不过不是书上写的那么悬，是直接给用电除尘去除，而是经过脱硫后的烟气一般为饱和烟气（均带有游离水），就算是不饱和，那么在进入湿电后，烟气流速陡然下降，本身湿电就自然成了一个散热体（烟气温度一般为50-60°左右），形成所谓的空冷，无论冬天还是夏天，这会烟气温度必然下降，水分析出，随后和SO3形成硫酸雾，然后靠自重或者湿电阴极线的推力汇集成更大的颗粒，坠落，并从排污管排出。这是共识问题，接下来的问题就是另外一个问题，第二哪个排放口温度最适合，不至于超标，在很多烧结脱硝后置的场景中，排出口的温度也各有不同，和选择的GGH以及是否为中高温有关，有排口80°，100度，120°，等等，这三种温度都有不同的应用，而我们在选择温度的时候很多时候没有考虑二氧化硫的溶解度，这是我们的失误，所以根据上表0-100°二氧化硫的溶解度，那么我们可以很轻易的得出，在排放口温度区间里面80度是最不合适的，因为他的溶解度最低，同时会析出很多水分已经溶解的二氧化硫，也就是反向解析，导致出口硫超标，只能在脱硫那边多用灰，多消除二氧化硫，因为我们很多是末端数据控制，前端有的都没有安装二氧化硫的CEMS，因此我们无法判断，但是根据溶解度表，至少80度不适合排放，因此建议温度提升到100度-120度左右，减少部分溶于水的亚硫酸反向解析。基本上此次争论的结果就是如此，有时和很多技术人员聊天，我们都说曾经碰到很多案例，我们是该总结下了，但是没时间总结，有关技术的好坏优劣，在我们进行调试和运维的时候都有不同程度发现缺陷，有的是设计缺陷，有的是操作误区，很多，我们以后慢慢来聊这个事情吧。还是那句话，说再多空话，说再多理论的话，不如去实际走下，也许你会得到更多，做总比说好。我只是一件事情一件事情的去做好，然后让事情回归他本来的面目。如果对你有所启发，大家可以一起研究，如果有不同意见，可以探讨。

刚入环保圈的小学生：齐学忠

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