[內容簡介]本文著重介紹韓城電廠2X600MW機組中3、4號機組脫硫工程的有關石灰石-石膏濕法脫硫工藝系統中，石灰石品質特點分析及優化方案。
　　[關鍵詞]韓城，煙氣，脫硫，工藝，石灰石
　　一、工程概況：
　　1.1工程概況：
　　大唐韓城第二發電有限責任公司二期(2×600MW)工程系續建工程，一期已建有2×600MW濕冷機組，本期建設規模為2×600MW亞臨界燃煤，直接空冷機組，全廠規劃容量為4×600MW。本期工程年利用小時數為5500小時。
　　電廠一期建設規模為2×2045t/h（B-MCR）鍋爐和2×600MW凝汽式汽輪發電機組，第一臺機組已于2005年8月15日通過168試運行；第二臺機組已于2005年11月18日通過168試運行。
　　本工程對韓城電廠的3號機組（4號機組為浙江浙大網新集團有限公司總承包建設）進行100%煙氣脫硫，系統設置均為單元制，3號機組（包括公用系統）為中國大唐科技工程有限公司總承包建設。
　　1.2煙氣脫硫設計要求
　　煙氣脫硫工藝和設備是全新的，并且具有可靠的質量和先進的技術，能夠保證高可用率、高脫硫率、低石灰石消耗量、低廠用電量及低耗水量，而且完全符合環境保護要求。
　　1.3工藝水品質參數
　　
　　
　　1.4石灰石參數
　　
　　
　　二、關于韓城脫硫石灰石品質分析
　　2.1吸收塔內化學反應
　　在吸收塔內煙氣與石灰石/石膏懸浮液滴的逆向流發生反應，SO2和SO3與懸浮液中石灰石反應，形成亞硫酸鈣，并在吸收塔漿池（吸收塔下部區）中被氧化空氣氧化成硫酸鈣，超飽和溶液結晶成石膏。
　　主要反應方程式如下：
　　吸收：SO2+H2O<==>H2SO3
　　SO3+H2O<==>H2SO4
　　中和：CaCO3+H2SO3<==>CaSO3+CO2+H2O
　　CaCO3+H2SO4<==>CaSO4+CO2+H2O
　　CaCO3+2HCl<==>CaCl2+CO2+H2O
　　氧化：2CaSO3+O2<==>2CaSO4
　　結晶：CaSO4+2H2O<==>CaSO4•2H2O
　　2.2石灰石成分和活性分析
　　石灰石—石膏濕法脫硫，所用吸收劑為石灰石。當脫硫副產品脫硫石膏品質要求嚴格時，對石灰石的CaCO3含量和活性則有相應的要求,一般情況下石灰石的純度>90%,才能使可以用以做石灰石-石膏濕法反應的吸收劑。這里還要介紹一下石灰石的存在形式，石灰石礦有好幾種晶體的存在形式，最常見的以3種礦石的形式存在：
　　（1）以方解石的形式存在的；以這種形式存在的石灰石礦的成分比較單一，石灰石的含量一般超過98%，而且氧化鎂的含量比較低，對于石灰石-石膏來說是活性比較高的脫硫劑；
　　（2）是以白云石的形式存在的，它的分子式為CaMg(CO3)2,因為CaCO3與MgCO3是以晶體間的力結合的，所以它的溶解度比CaCO3更低，對于石灰石-石膏濕法脫硫系統來說，在那樣的環境下（既PH為5.2的條件下），幾乎沒有活性；
　　（3）是兩種晶體的結合物，它既有單獨的石灰石晶體的存在，可能也有以白云石的形式存在的2種的混合物。當然對于吸收劑來說，它的成分不僅僅是石灰石，還有很多的雜質，包括活性的MgCO3,也就是說即使有MgCO3的存在，也不一定是以CaMg(CO3)2的形式存在，所以，對于煙氣脫硫說，石灰石的活性不僅僅看石灰石組分的全分析，同時還要看到它的晶體成分，它的存在形式等等好多方面的事情。
　　2.3碳酸鎂含量對系統配置、運行的影響
　　如果白云石，即CaMg(CO3)2的含量較高，則意味著可溶解的CaCO3量遠小于石灰石的元素分析成分量，此石灰石不適合作為濕法脫硫的吸收劑。通常，我們要求石灰石成分滿足如下要求：
　　CaCO3>90%
　　MgCO3<3%
　　而且CaCO3不能以CaMg(CO3)2形式存在。
　　對石灰石礦的標準要求應是：
　　CaCO3>95%
　　MgCO3<2%
　　Inerts<3%
　　從反應的原理來看，發生在吸收塔內的是液膜控制的反應，存在大量的Mg2+，同樣存在大量的可溶性的MgSO3，它過多的存在，使得以下的反應受到了很大的影響：
　　SO2＋H2O→H2SO3
　　H2SO3⇋H＋＋HSO3－
　　因為溶液里面已經存在很多的SO32-,導致SO2被吸收的第一步反應，也是最重要的一步反應的化學反應推動力的減小，而導致SO2吸收的惡化。
　　因為吸收劑含量中MgO的含量過高，導致循環漿液中的MgSO4(L)的含量增加，既漿液中的SO42-增加，從而直接對導致吸收塔中的懸浮液的氧化的困難，因為氧化反應如下式表示：
　　HSO3－＋1/2O2→HSO4－（1）
　　HSO4－＋OH-＋SO42－（2）
　　因為（2）式的反應為可逆反應，從化學反應動力學的角度來看，如果SO42-的濃度太高的話，不利于反應向右進行，對于氧化反應的影響程度很大。
　　為了減少氧化空氣的用量（減少電耗），我們應減小Mg2+的含量。
　　2.4韓城脫硫工程石灰石成份特點及相關問題
　　本工程石灰石成分中CaCO3成分偏低，僅有83.5%，同時MgCO3的含量高達6.2，這樣石灰石成分中含有不溶解的白云石的概率很大，而業主提供石灰石樣品中除CaCO3、MgCO3外其它的雜質量很高，這樣引入系統的雜質量會很大，導致如下結果：
　　1） 漿液中白云石含量過高，造成石灰石活性降低，甚至石灰石失活，使脫硫效率大幅度降低。
　　2） 吸收塔內漿液含雜質量大，這些不溶解的雜質對攪拌器、循環泵葉輪的磨損會增大許多，使得這些脫硫系統關鍵設備壽命降低。
　　3） 同樣管道系統內的雜質含量增大，增加對管道的磨損。
　　4） 進入石膏旋流器和石膏皮帶脫水機的雜質增大，這些雜質一方面加速磨損石膏旋流器的旋流子，另一方面在脫水時增大雜質堵塞濾布的概率，并損壞濾布。
　　三、關于韓城脫硫石灰石優化對策
　　
　　針對韓城石灰石品質的特點及問題，建議采用如下兩種方法以優化系統。
　　1） 不設置廢水旋流器，因為若設置廢水旋流器，則底流回塔，減少了漿液中雜質的排放，因此我們直接從石膏旋流器頂流分流一部分作為廢水進入廢水處理系統，以增加漿液系統中雜質的排放。
　　2） 增加石膏旋流器底流濃度，同時從吸收塔排出泵設置一路旁路，與石膏旋流器底流匯合，從而增加漿液系統中雜質的排放。
　　結論：但即便上述兩種方案運用到本工程，漿液系統中的雜質含量仍然相當高，建議在采用石灰石—石膏法進行煙氣脫硫工程工藝設計的時候，考慮采用更高品質的石灰石粉作為吸收劑，使工程投資和運行達到最優化。