石灰石湿法脱硫：浆液密度与 pH 值对系统运行效率的影响

石灰石湿法脱硫：浆液密度与 pH 值对系统运行效率的影响

石灰石湿法脱硫工艺以石灰石浆液为吸收剂，在吸收塔内与烟气中的二氧化硫发生化学反应，生成硫酸钙等产物，实现脱硫目的。其核心流程简洁明了：石灰石经破碎研磨制成浆液，泵入吸收塔与烟气逆流接触，脱硫后的烟气经除雾、加热后排入烟囱，而反应生成的浆液经脱水处理后循环利用或处置。整个工艺设备主要包括吸收塔、浆液循环泵、石灰石浆液制备系统等。

一、浆液密度

1.对脱硫效率的双向影响

当浆液密度处于 1080 - 1120kg/m? 区间时，较高的溶质浓度使单位体积内碳酸钙有效含量增加，与二氧化硫的接触概率提升，脱硫效率可维持在 95% 以上。

然而，若密度超过 1150kg/m?，浆液黏度显著增大，在吸收塔内的雾化效果变差，气液接触面积减小，脱硫效率反降 10% - 15%。某 300MW 机组运行数据显示，密度从 1100kg/m? 升至 1200kg/m?，脱硫效率从 96.2% 降至 89.5%。

（二）对设备磨损与结垢的双重作用

低密度浆液（＜1050kg/m?）对循环泵、喷嘴等设备的冲刷磨损较轻，但过低的密度会导致硫酸钙结晶不充分，易在管道内壁形成疏松型结垢。

高密度浆液（＞1150kg/m?）因固体颗粒浓度高，设备磨损速率加快 3 - 5 倍，同时过饱和的硫酸钙易在吸收塔内壁形成坚硬的结晶垢层，某电厂曾因密度长期维持在 1250kg/m?，半年内吸收塔检修时清除结垢量达 28 吨。

二、pH 值

1.脱硫反应的动态平衡

pH 值在 5.5 - 6.2 区间时，浆液中的碳酸钙解离平衡最佳，既能保证足够的碳酸根离子与二氧化硫反应，又避免了过量碱度导致的副反应。实测数据表明，pH=5.8 时，二氧化硫吸收率达 97.3%，而 pH 降至 4.5 时，吸收率骤降至 78.6%。这是因为酸性环境下，氢离子浓度抑制碳酸钙解离，减少了有效吸收剂含量。

2.对系统腐蚀与结垢的反向影响

高 pH 值（＞6.5）环境会加剧金属设备的电化学腐蚀，某脱硫塔碳钢材质在 pH=7.0 时的腐蚀速率为 0.12mm / 年，是 pH=6.0 时的 2.3 倍。但高碱度能抑制硫酸钙结晶过程，降低结垢倾向。

相反，低 pH 值（＜5.0）虽能减缓腐蚀，却会促使亚硫酸钙大量生成，其溶解度低易形成结垢，某厂 pH 长期低于 4.8，氧化槽内壁结垢厚度月均增加 3mm。

 

参数范围	脱硫效率	设备磨损	结垢风险	腐蚀程度
浆液密度＜1050kg/m?	85% - 90%	低	疏松型结垢	中等
浆液密度 1080 - 1120kg/m?	95% 以上	中等	低	低
浆液密度＞1150kg/m?	＜90%	高	坚硬结晶垢	中等
pH 值＜5.0	＜80%	低	高（亚硫酸钙）	低
pH 值 5.5 - 6.2	95% 以上	中等	低	中等
pH 值＞6.5	90% - 93%	中等	低	高

 

三、参数协同调控策略

1.动态平衡控制模型

建立以密度 1100 ± 20kg/m?、pH 值 5.8 ± 0.3 为核心的控制区间，通过在线监测仪表实时调整石灰石浆液补充量与废水排放量。

2.设备防护优化措施

针对高密度运行场景，对循环泵叶轮采用陶瓷涂层防护，可使磨损寿命延长 4 - 6 倍；在吸收塔内衬选用玻璃纤维增强塑料（FRP），能有效抵抗高 pH 值腐蚀。

浆液密度与 pH 值如同脱硫系统的 “双轮驱动”，唯有精准把握二者的作用规律，才能实现脱硫效率、设备寿命与运行成本的最优平衡。实际运行中，需结合煤质含硫量、机组负荷等变量，构建个性化的参数调控体系，让这一经典脱硫工艺持续焕发高效能。