中(zhong)國經濟的(de)快速發展帶來了較為嚴重的(de)大(da)(da)氣(qi)(qi)污(wu)染，保護環境和綠(lv)色發展越來越被重視。由相關(guan)監測數據(ju)可(ke)(ke)知，煤(mei)煙(yan)對中(zhong)國大(da)(da)氣(qi)(qi)的(de)污(wu)染程度大(da)(da)。煤(mei)煙(yan)型污(wu)染中(zhong)的(de)酸雨(yu)及粉塵給大(da)(da)氣(qi)(qi)造(zao)成(cheng)嚴重危(wei)害(hai)。其(qi)中(zhong)，酸雨(yu)即為 SO2 燃(ran)煤(mei)污(wu)染，可(ke)(ke)通過(guo)石(shi)灰(hui)石(shi)-石(shi)膏脫(tuo)硫(liu)濕(shi)法(fa)煙(yan)氣(qi)(qi)噴淋(lin)塔來解(jie)決電廠燃(ran)煤(mei)尾氣(qi)(qi)的(de)脫(tuo)硫(liu)問題。可(ke)(ke)到目(mu)前為止，
學術界對(dui)塔(ta)內(nei) SO2 反應吸收(shou)的(de)三維數理模型還未達成(cheng)共識。此外，近些年中國對(dui)霧霾造成(cheng)的(de)顆(ke)粒(li)(li)物吸入污染(ran)非常重視，隨著(zhu)對(dui) WFGD （濕法煙氣(qi)脫(tuo)(tuo)硫(liu)） 的(de)不斷應用，脫(tuo)(tuo)硫(liu)吸收(shou)塔(ta)顆(ke)粒(li)(li)吸入物處理及脫(tuo)(tuo)硫(liu)的(de)廢水治理排放(fang)研(yan)(yan)究(jiu)引起人們的(de)關(guan)注(zhu)。因此，研(yan)(yan)究(jiu)燃(ran)煤電(dian)廠(chang)脫(tuo)(tuo)硫(liu)吸收(shou)塔(ta)的(de)脫(tuo)(tuo)硫(liu)優化具有重大意義(yi)。

1 、燃煤電廠(chang)產生煙氣與(yu)脫(tuo)硫(liu)廢水的危(wei)害

1.1 硫(liu)氧化(hua)物與顆粒物排放危害
煤炭是中國社會發展和經濟建設的主要能源。據統計，中國消耗煤炭比例大的是電力能源消耗。據中國電企聯合會公布的數據可知，中國 2014 年火電總發電量是 4.17×1012 kW·h，在全國總發電量中占比74.4%。如果中國不改變原能源結構，未來中國煤炭能源在全國總發電能源中占比仍將高于 60%[1]。煤炭含有可燃硫，經燃燒產生 SO2 等硫氧化物，并同煙氣一起排入大氣。該氣體為中等刺激性無色氣體，對大氣污染較為嚴重。大氣污染物中可吸入的顆粒物 （PM1）0 ，特別是細小的顆粒物 （PM2.）5 ，因粒徑較小，容易吸附空氣中的有害、有毒物質，比如病毒和細菌、污染性有機粒子、氣態酸性氧化物、重金屬微粒等。這些有害、有毒的氣體及顆粒物可進入人體的呼吸系統，之后在肺部沉積，或進入人體血液，對人體黏膜及肺泡造成傷害，容易引起人體肺組織纖維化，形成肺心病，可使哮喘病人病情加重，還會使一些人患上支氣管、鼻咽等慢性疾病，嚴重者會危及性命，給人們的身體健康造成嚴重損害，尤其對小孩、老人及其他抵抗能力較弱的群體危害更(geng)大。

1.2 脫硫廢水排放危害
噴淋塔脫硫法具有適應煤種廣、脫硫過程穩定、脫硫效率高等特點。噴淋塔近年已成為 WFGD 吸收塔主要的塔型。循環漿在吸收 SO2 的同時，也吸收石灰石、煙氣里的氯化物，終造成漿液里 Cl- 含量不斷增高。漿液中Cl- 含量的不斷增高會產生許多危害，例如漿液中的 Cl-將阻礙石灰石溶解，漿液 pH 值會因此降低，影響 SO2 的吸收，容易產生 CaSO4 垢，使金屬腐蝕加快等。并且 Cl-含量的增高會影響電廠脫硫過程生產石膏的質量。

2 、燃(ran)煤電廠脫(tuo)硫(liu)廢水處理現狀(zhuang)
因為脫硫廢(fei)水中含有大量重金(jin)屬污染物，所以(yi)脫硫廢(fei)水的處(chu)理(li)十分重要(yao)。目(mu)前(qian)燃煤電廠脫硫廢(fei)水處(chu)理(li)常用技(ji)術有以(yi)下兩種：
a) 灰水處(chu)理技(ji)術。

對(dui)(dui)于使用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)力(li)除灰(hui)(hui)(hui)(hui)的(de)(de)電廠，要把排出的(de)(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)混入除灰(hui)(hui)(hui)(hui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)力(li)系(xi)(xi)統(tong)，達到水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)力(li)除灰(hui)(hui)(hui)(hui)的(de)(de)作(zuo)用。這一方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)是脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理為(wei)經濟的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)。脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)一般(ban)為(wei)弱酸性液(ye)體，而灰(hui)(hui)(hui)(hui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)顯堿性，將灰(hui)(hui)(hui)(hui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)與脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)混合在(zai)一起，會對(dui)(dui)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)起到中(zhong)和(he)作(zuo)用。并且(qie)(qie)，脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)相(xiang)對(dui)(dui)灰(hui)(hui)(hui)(hui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)很少，因(yin)(yin)此(ci)灰(hui)(hui)(hui)(hui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)排出成分(fen)受脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)影(ying)響較小。但該方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)只(zhi)適用于燃(ran)煤電廠采用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)力(li)除灰(hui)(hui)(hui)(hui)系(xi)(xi)統(tong)，而當前(qian)多(duo)數燃(ran)煤電廠使用氣力(li)除灰(hui)(hui)(hui)(hui)，因(yin)(yin)此(ci)該方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)的(de)(de)利(li)用率并不高。脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)也(ye)可使用濕(shi)化(hua)法(fa)(fa)(fa)除灰(hui)(hui)(hui)(hui)，在(zai)灰(hui)(hui)(hui)(hui)運輸過(guo)程中(zhong)，為(wei)減少揚塵及方(fang)(fang)便裝填、壓實飛灰(hui)(hui)(hui)(hui)，要對(dui)(dui)飛灰(hui)(hui)(hui)(hui)濕(shi)化(hua)。該方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)雖然簡(jian)單，但是不能從根(gen)本上解決污染(ran)，并且(qie)(qie)容易發(fa)生二次污染(ran)，因(yin)(yin)此(ci)很少被(bei)使用[2]。

b) 化學物理處理技術。

化學物(wu)理(li)處(chu)(chu)理(li)技(ji)術(shu)是當前常用的(de)處(chu)(chu)理(li)脫硫廢(fei)水(shui)的(de)方法。該技(ji)術(shu)的(de)主要(yao)工(gong)藝(yi)為中(zhong)和(he)(he)處(chu)(chu)理(li)、沉(chen)淀(dian)處(chu)(chu)理(li)、絮凝(ning)處(chu)(chu)理(li)、澄清處(chu)(chu)理(li)等。中(zhong)和(he)(he)處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝(yi)中(zhong)，要(yao)向(xiang)廢(fei)脫硫水(shui)中(zhong)添加(jia)一定量的(de)石(shi)灰(hui)乳(ru)劑，將(jiang) pH 值提高到 9.0～9.5。在中(zhong)和(he)(he)處(chu)(chu)理(li)中(zhong)，大多數重金(jin)屬會反(fan)應(ying)(ying)生(sheng)成(cheng)氫化物(wu)的(de)沉(chen)積物(wu)，其中(zhong)石(shi)灰(hui)乳(ru) Ca2+ 將(jiang)和(he)(he)廢(fei)水(shui)中(zhong)的(de) F- 產生(sheng)反(fan)應(ying)(ying)，生(sheng)成(cheng) CaF2 沉(chen)積物(wu)，從而達到降(jiang)低(di)F- 的(de)目的(de)。沉(chen)降(jiang)處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝(yi)中(zhong)，要(yao)加(jia)入(ru) TMT-15 或 Na2S硫化物(wu)與廢(fei)水(shui)中(zhong)的(de) Cd2+ 和(he)(he) Hg2+ 進行反(fan)應(ying)(ying)生(sheng)成(cheng)沉(chen)淀(dian)物(wu)。
絮凝處理工藝中，要加入 Fe3+，Cl- 及 SO42- 絮凝劑，從而(er)使懸浮顆粒及膠體顆粒出(chu)現絮凝(ning)沉淀，在絮凝(ning)箱出(chu)口加入混(hun)凝(ning)溶(rong)劑，進而(er)實現進一步的絮凝(ning)。澄清(qing)處理工(gong)藝(yi)中，沉淀物(wu)由(you)于重力(li)作(zuo)用沉于池(chi)底形成污泥，箱體上部(bu)形成的清(qing)水(shui)溢流到清(qing)水(shui)箱，在清(qing)水(shui)箱安(an)裝 pH 值及濁度檢測設(she)備，當(dang)檢測不合格(ge)時，系統會重復上述工(gong)藝(yi)，直至檢測結果合格(ge)[3]。

3 、脫(tuo)硫吸收塔的(de)脫(tuo)硫優化(hua)
3.1 反應區容積的(de)優化
噴淋反(fan)應區(qu)容積對脫硫效果的(de)影響有(you)流場擾動(dong)及液滴(di)運動(dong)兩方面。

a) 噴(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)(lin)層(ceng)越高(gao)(gao)，其反應容(rong)積(ji)(ji)(ji)就(jiu)越大(da)(da)(da)，噴(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)(lin)的(de)(de)(de)(de)漿液(ye)下降(jiang)時對流場產生的(de)(de)(de)(de)擾(rao)動(dong)與高(gao)(gao)層(ceng)相(xiang)比變小，流場分(fen)布(bu)均勻，使得(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)(guo)得(de)以提高(gao)(gao)。b) 當(dang)噴(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)(lin)的(de)(de)(de)(de)漿液(ye)流動(dong)一定距離(li)，噴(pen)(pen)(pen)(pen)霧速(su)度(du)會(hui)變低，這時煙(yan)氣(qi)和漿液(ye)顯現(xian)為(wei)自由(you)落體運動(dong)，此(ci)時受煙(yan)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)流動(dong)影響變大(da)(da)(da)，容(rong)易因煙(yan)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)攜帶碰壁形成(cheng)漩渦，這說明噴(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)(lin)容(rong)積(ji)(ji)(ji)過高(gao)(gao)會(hui)造成(cheng)漿液(ye)利用率降(jiang)低，降(jiang)低 SO2 吸收效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)(guo)。當(dang)噴(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)(lin)高(gao)(gao)度(du)從 0 m 逐(zhu)漸增高(gao)(gao)至 10 m，其脫(tuo)(tuo)(tuo)硫效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)(guo)會(hui)出現(xian)先增后降(jiang)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)，從 96.8%降(jiang)到 95.4%，相(xiang)差(cha) 1.4%。綜上分(fen)析(xi)，脫(tuo)(tuo)(tuo)硫效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)(guo)大(da)(da)(da)于 59%時，加(jia)大(da)(da)(da)噴(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)(lin)高(gao)(gao)度(du)、提高(gao)(gao)噴(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)(lin)反應區(qu)容(rong)積(ji)(ji)(ji)對脫(tuo)(tuo)(tuo)硫效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)(guo)影響不大(da)(da)(da)。因此(ci)，不是噴(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)(lin)的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)度(du)及反應區(qu)容(rong)積(ji)(ji)(ji)越大(da)(da)(da)越好，要依(yi)據實際工程(cheng)確(que)定噴(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)(lin)高(gao)(gao)度(du)與反應區(qu)容(rong)積(ji)(ji)(ji)，實現(xian)反應區(qu)容(rong)積(ji)(ji)(ji)與脫(tuo)(tuo)(tuo)硫效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)佳組合。
噴淋反應(ying)區(qu)容積與脫硫率的關系如圖 1 所(suo)示。

3.2 噴淋速度的優化
噴淋速度對脫硫吸收塔脫硫效果及流場會產生很大的影響。由于液滴噴霧速度快，液滴噴淋會對煙氣產生較強的擾動力，煙氣流動阻力會加大，煙氣流動速度會減慢，一部分煙氣會在液滴作用下發生流向的改變，并且高速液滴的噴淋會防止煙氣在脫硫吸收塔塔壁形成漩渦，會使塔內煙氣的流動更均勻。隨著噴淋速度加快，脫硫率先增高后降低，噴淋速度在 9 m/s
時脫硫效果好。其主要原因是，噴淋速度接近 9 m/s時，流場更加均勻，漿液噴淋利用率得到提高，脫硫效果進而也得到提高。當噴淋速度超過 9 m/s 時，噴淋速度加快會導致漿液滯留的時間縮短，造成脫硫吸收塔持液量降低，終致使脫硫率降低。
依據實際經驗，煙氣和脫硫劑接觸時間越長，其脫硫效果就越好，可是噴淋的速度太慢，會造成煙氣攜帶大量漿液；噴淋的速度太快，會造成漿液與煙氣接觸的時間太短，導致脫硫效果降低。因此，應將噴淋的速度優化在 9 m/s 為佳。

3.3 脫硫吸收塔的噴嘴優化
脫硫吸收塔中所使用噴嘴的類型會決定噴漿分布的形式，從而會影響脫硫吸收塔里的流場和脫硫效果。
為了更好地了解各類噴嘴對流場和脫硫效果產生的影響，對各種噴嘴進行試驗研究，獲得如表 1 所示的數據。

表 1 為同等條件下不同噴嘴的不同脫硫效果。從表 1 中不難看出，在更換實心噴嘴后，脫硫效果整體明顯下降，通過對比可知，空心噴嘴比實心噴嘴的脫硫率要高得多，而噴嘴部分呈空心和部分實心結構時，其脫硫率高。這主要是由于實心噴嘴是向下單向的，
漿液停留時間比空心的短，造成脫硫率下降，其脫硫率變化的范圍可達 1.49%左右。在脫硫吸收塔中要使用部分空心和部分實心結構的噴嘴。

4 、結語
以脫硫吸收塔實際脫硫優化的(de)過程作為研(yan)究(jiu)對象，從脫硫現狀、脫硫優化的(de)機理等方面進行(xing)分析研(yan)究(jiu)。
通過對(dui)脫硫優化(hua)的(de)探索研(yan)究，達到提高燃煤電(dian)廠脫硫效率、降低電(dian)廠運營(ying)成(cheng)本的(de)目的(de)，滿足電(dian)廠運營(ying)環保的(de)要求。因此，燃煤電(dian)廠開(kai)展脫硫吸收(shou)塔脫硫優化(hua)的(de)研(yan)究，對(dui)深入(ru)研(yan)究脫硫機理(li)及(ji)指(zhi)導電(dian)廠煙氣處理(li)具(ju)有深遠的(de)意義。