双碱法烟气脱硫碱性吸收液pH值的确定.pdf

第22卷第3期青岛建筑工程学院学报
Vol.22No.32001JournalofQingdaoInstitute
ofArchitectureandEngineering

X
双碱法烟气脱硫碱性吸收液pH值的确定

仇中柱
(青岛建筑工程学院,青岛266033)

3
摘要以硫排放系统(Ke)为基础,导出了烟气中SO2浓度([SO2],mgöNm)的计算方法,在已
知烟气中浓度及排放标准允许的最大排放浓度限额(S3)的基础上给出了双
SO2SO2CSO2,mgöNm,
碱法烟气脱硫碱性吸收液pH值的确定方法.
关键词硫排放系数;二氧化硫浓度;双碱法烟气脱硫;碱性吸收液pH值
中图分类号X511

煤中硫的形态分为有机硫和无机硫两大类.但煤燃烧时,只有一部分含硫量随烟气排入大气中.实际
排放的硫与煤中全硫的比值称为硫排放系数(Ke).由硫排放系数及煤的应用基含硫量([S],%)和产烟率
3
(qf,Nmökg煤)可以确定烟气中二氧化硫的浓度.在已知烟气中二氧化硫的浓度及排放标准所规定的二
S3
氧化硫最大排放浓度限额(CSO2,mgöNm)的基础上,可以进一步确定双碱法烟气脱硫碱性吸收液的pH
值.
1烟气中二氧化硫的浓度

燃煤锅炉烟气中二氧化硫的浓度与煤的应用基含硫量[S]、煤中硫的排放系数Ke、及煤的产烟率qf
有关[1],其计算公式如下:
Ke[S]
重量浓度[SO2]=20000·(1)
qf
3
式中:[SO2]—脱硫前烟气中二氧化硫的浓度,mgöNm;[S]—煤的应用基含硫量,%;qf—过量空气系
数为A时的产烟率,Nm3ökg煤;Ke—硫排放系数.

下面分别讨论产烟率qf与硫排放系数Ke的确定方法.

111产烟率qf的计算
(1)理论产烟率

-2[C][H][S][N][W]0
qf0=22.4×10(++++)+0.79VK(2)
124322818
(2)过量空气系数为A时的产烟率
0
qf=(A-1)VK+qf0(3)
30
上两式中qf0—理论产烟率,Nmökg煤;[C]、[H]、[S]、[N]、[W]—碳、氢、硫、氮、水分的含量,%;VK—
煤燃烧所需理论空气量,Nm3ökg煤
112硫排放系数(Ke)的含义
[4]
采用物理、化学和放射化学方法测定的结果证实,煤中含有四种形态的硫:黄铁矿硫(FeS2)、硫酸盐

硫(FeSO4等)、有机硫(CxHySZ)和元素硫.习惯上人们一般把煤中硫划分为硫化铁硫、有机硫和硫酸盐硫
三种.前两种能燃烧放出热量称挥发硫(可燃硫),硫酸盐硫不参加燃烧.

煤在锅炉中燃烧时,煤中的有机硫及黄铁矿硫分别在650℃及800℃时开始燃烧生成SO2,若燃烧温

X收稿日期:2000-05-26
第3期仇中柱:双碱法烟气脱硫碱性吸收液pH值的确定73

度达到1400℃,不可燃的硫酸盐在与碳氢还原性物质共存时,也分解成为SO2.生成的全部SO2中约有
[2]
0.5%～5%(体积百分数)被氧化成SO3,这些将全部进入烟气中.然而由于煤灰及固壁的作用,使一部
分硫固着下来,没有全部随烟气排出,因此存在一个排放率的问题.这时便存在排放系数.硫排放系数是燃

烧后烟气中硫排放量与煤中含硫量的比值,是用于计算烟气SO2浓度及实际排放量的参数.可以评价燃

料燃烧所引起的SO2污染程度,有实用价值.

因为SO2向SO3的转化率仅为0.5%～5%,而且硫酸露点温度高于100℃,所以在烟气排出之前,绝

大部分SO3沉积于飞灰和器壁上,故不必测定SO3和计入排放系数中.
113硫排放系数的确定

由于锅炉烟气侧器壁大致是固定的,烟气中的SOx在器壁上作用的部分可视为常数,所以影响Ke值
的可变因子主要是煤灰中的碱性物质.

煤灰中的碱性物含量常以金属氧化物的分析值表示,主要金属氧化物有K2O、Na2O、CaO、MgO、

Al2O3、Fe2O3,其中K2O、Na2O已形成稳定的化合物,不易再与SOx发生反应;Al2O3、Fe2O3是两性氧化
物,且含量较高,对Ke可能产生影响;CaO、MgO常被用作脱硫剂,应视为Ke的主要影响因子.总之,硫
排放系数Ke与碱硫比[al]ö[S]密切相关,其中碱硫比中[al]的含义是煤中相当于以CaO计的总碱性氧
化物含量.

文献[3]通过对大量实验值的数学回归,给出了Ke与[al]Cö[S]C的关联式,
[al]
()C
-0.385[S]
Ke=0.5+0.414eC(4)
煤的热值不同,单位重量的煤所产生的烟气量亦不同.因此,即使煤的含硫量相同,若煤的热值不同,

则排烟中的SO2浓度也不尽相等.为了统一,取煤的热值MJ作为计算基准,即将煤的含硫量及碱性物含
量折算成每MJ煤的热值的摩尔值,其计算式如下:
煤的折算含硫量

[S]6
[