中國(guo)經濟的(de)快速(su)發展帶(dai)來了較為(wei)嚴重(zhong)的(de)大(da)氣(qi)污染，保(bao)護環(huan)境和綠色發展越(yue)來越(yue)被重(zhong)視。由相關(guan)監(jian)測數據(ju)可(ke)(ke)知，煤(mei)煙(yan)(yan)對中國(guo)大(da)氣(qi)的(de)污染程度(du)大(da)。煤(mei)煙(yan)(yan)型污染中的(de)酸雨及粉塵給(gei)大(da)氣(qi)造成(cheng)嚴重(zhong)危(wei)害。其中，酸雨即為(wei) SO2 燃(ran)(ran)煤(mei)污染，可(ke)(ke)通過(guo)石灰石-石膏脫(tuo)硫濕法煙(yan)(yan)氣(qi)噴淋塔來解決電(dian)廠燃(ran)(ran)煤(mei)尾氣(qi)的(de)脫(tuo)硫問題。可(ke)(ke)到目(mu)前為(wei)止，
學術界(jie)對塔內 SO2 反應吸(xi)收的(de)(de)三維數(shu)理模型還(huan)未(wei)達成共識。此(ci)外，近些年中國(guo)對霧霾造(zao)成的(de)(de)顆(ke)粒物(wu)吸(xi)入(ru)污染非常重視，隨著對 WFGD （濕法煙氣脫(tuo)(tuo)硫(liu)） 的(de)(de)不斷(duan)應用(yong)，脫(tuo)(tuo)硫(liu)吸(xi)收塔顆(ke)粒吸(xi)入(ru)物(wu)處(chu)理及脫(tuo)(tuo)硫(liu)的(de)(de)廢水治理排放研(yan)究引起人們的(de)(de)關注。因此(ci)，研(yan)究燃煤電廠(chang)脫(tuo)(tuo)硫(liu)吸(xi)收塔的(de)(de)脫(tuo)(tuo)硫(liu)優化(hua)具有重大(da)意義。

1 、燃煤(mei)電廠(chang)產生(sheng)煙氣與脫硫廢水的危(wei)害

1.1 硫氧化物與顆粒(li)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(dian)廠脫硫(liu)廢水處理(li)現狀
因為脫(tuo)硫(liu)廢(fei)水(shui)中含有(you)大(da)量重金屬污染物，所以脫(tuo)硫(liu)廢(fei)水(shui)的處(chu)理十分重要。目前(qian)燃(ran)煤電廠脫(tuo)硫(liu)廢(fei)水(shui)處(chu)理常用技術有(you)以下兩種：
a) 灰水處(chu)理技(ji)術。

對于使用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)力除(chu)(chu)灰(hui)(hui)(hui)的(de)電(dian)(dian)(dian)廠(chang)，要把排出的(de)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)混(hun)入除(chu)(chu)灰(hui)(hui)(hui)水(shui)(shui)(shui)力系(xi)統，達(da)到水(shui)(shui)(shui)力除(chu)(chu)灰(hui)(hui)(hui)的(de)作用(yong)(yong)。這一方(fang)(fang)法(fa)(fa)是(shi)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)處理為經濟的(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa)。脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)一般為弱酸性液體，而(er)灰(hui)(hui)(hui)水(shui)(shui)(shui)顯堿性，將灰(hui)(hui)(hui)水(shui)(shui)(shui)與脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)混(hun)合在(zai)一起，會對脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)起到中和作用(yong)(yong)。并(bing)(bing)(bing)且(qie)，脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)相對灰(hui)(hui)(hui)水(shui)(shui)(shui)很少(shao)(shao)，因(yin)此(ci)灰(hui)(hui)(hui)水(shui)(shui)(shui)的(de)排出成分(fen)受脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)影(ying)響(xiang)較小。但該方(fang)(fang)法(fa)(fa)只適用(yong)(yong)于燃煤(mei)電(dian)(dian)(dian)廠(chang)采用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)力除(chu)(chu)灰(hui)(hui)(hui)系(xi)統，而(er)當前多數燃煤(mei)電(dian)(dian)(dian)廠(chang)使用(yong)(yong)氣力除(chu)(chu)灰(hui)(hui)(hui)，因(yin)此(ci)該方(fang)(fang)法(fa)(fa)的(de)利用(yong)(yong)率(lv)并(bing)(bing)(bing)不高。脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)也可使用(yong)(yong)濕(shi)化(hua)法(fa)(fa)除(chu)(chu)灰(hui)(hui)(hui)，在(zai)灰(hui)(hui)(hui)運輸過程(cheng)中，為減少(shao)(shao)揚塵及方(fang)(fang)便裝填、壓實飛(fei)灰(hui)(hui)(hui)，要對飛(fei)灰(hui)(hui)(hui)濕(shi)化(hua)。該方(fang)(fang)法(fa)(fa)雖然簡單，但是(shi)不能從(cong)根本上解(jie)決污(wu)染(ran)，并(bing)(bing)(bing)且(qie)容易發生二次污(wu)染(ran)，因(yin)此(ci)很少(shao)(shao)被使用(yong)(yong)[2]。

b) 化學物理處理技術。

化學物(wu)理(li)(li)處(chu)(chu)理(li)(li)技術(shu)是當前常用(yong)的(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)脫硫(liu)廢(fei)水的(de)(de)方法(fa)。該技術(shu)的(de)(de)主要(yao)工(gong)藝(yi)為中(zhong)(zhong)和(he)(he)處(chu)(chu)理(li)(li)、沉(chen)淀(dian)處(chu)(chu)理(li)(li)、絮(xu)凝處(chu)(chu)理(li)(li)、澄清(qing)處(chu)(chu)理(li)(li)等。中(zhong)(zhong)和(he)(he)處(chu)(chu)理(li)(li)工(gong)藝(yi)中(zhong)(zhong)，要(yao)向廢(fei)脫硫(liu)水中(zhong)(zhong)添加一定量的(de)(de)石灰乳劑(ji)，將(jiang) pH 值提高到 9.0～9.5。在(zai)中(zhong)(zhong)和(he)(he)處(chu)(chu)理(li)(li)中(zhong)(zhong)，大多數重金屬會反(fan)應生(sheng)成氫化物(wu)的(de)(de)沉(chen)積(ji)物(wu)，其中(zhong)(zhong)石灰乳 Ca2+ 將(jiang)和(he)(he)廢(fei)水中(zhong)(zhong)的(de)(de) F- 產(chan)生(sheng)反(fan)應，生(sheng)成 CaF2 沉(chen)積(ji)物(wu)，從而達(da)到降(jiang)低F- 的(de)(de)目的(de)(de)。沉(chen)降(jiang)處(chu)(chu)理(li)(li)工(gong)藝(yi)中(zhong)(zhong)，要(yao)加入 TMT-15 或 Na2S硫(liu)化物(wu)與廢(fei)水中(zhong)(zhong)的(de)(de) Cd2+ 和(he)(he) Hg2+ 進行反(fan)應生(sheng)成沉(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(xuan)浮顆粒(li)及膠體顆粒(li)出現(xian)絮(xu)凝沉淀(dian)(dian)，在絮(xu)凝箱出口加(jia)入(ru)混凝溶劑，進而(er)實(shi)現(xian)進一(yi)步的(de)絮(xu)凝。澄清(qing)處(chu)理工藝中，沉淀(dian)(dian)物由于重(zhong)力作用沉于池底形成(cheng)污泥，箱體上部形成(cheng)的(de)清(qing)水(shui)溢(yi)流到清(qing)水(shui)箱，在清(qing)水(shui)箱安裝 pH 值及濁度(du)檢(jian)(jian)測(ce)設備，當檢(jian)(jian)測(ce)不(bu)合格時，系統(tong)會重(zhong)復上述工藝，直至檢(jian)(jian)測(ce)結果合格[3]。

3 、脫硫吸收塔的脫硫優(you)化(hua)
3.1 反應區容(rong)積的優化
噴淋反應(ying)區(qu)容積對(dui)脫(tuo)硫效果的影響有流場擾動(dong)及液滴運動(dong)兩(liang)方面。

a) 噴(pen)淋(lin)(lin)(lin)層越(yue)(yue)高(gao)，其反應(ying)容(rong)積(ji)(ji)就(jiu)越(yue)(yue)大(da)(da)(da)，噴(pen)淋(lin)(lin)(lin)的(de)(de)(de)(de)漿(jiang)液(ye)下降(jiang)時對(dui)(dui)流(liu)場(chang)產生的(de)(de)(de)(de)擾(rao)動(dong)與高(gao)層相(xiang)比變小，流(liu)場(chang)分布(bu)均勻，使得脫(tuo)硫效(xiao)果(guo)得以提(ti)高(gao)。b) 當(dang)噴(pen)淋(lin)(lin)(lin)的(de)(de)(de)(de)漿(jiang)液(ye)流(liu)動(dong)一定(ding)距離，噴(pen)霧速度(du)會(hui)變低，這(zhe)時煙氣(qi)和漿(jiang)液(ye)顯現為自由落體(ti)運動(dong)，此時受(shou)煙氣(qi)的(de)(de)(de)(de)流(liu)動(dong)影響變大(da)(da)(da)，容(rong)易因煙氣(qi)的(de)(de)(de)(de)攜帶碰壁(bi)形成漩(xuan)渦，這(zhe)說明噴(pen)淋(lin)(lin)(lin)容(rong)積(ji)(ji)過高(gao)會(hui)造成漿(jiang)液(ye)利用率降(jiang)低，降(jiang)低 SO2 吸收效(xiao)果(guo)。當(dang)噴(pen)淋(lin)(lin)(lin)高(gao)度(du)從 0 m 逐(zhu)漸增高(gao)至 10 m，其脫(tuo)硫效(xiao)果(guo)會(hui)出現先增后降(jiang)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況，從 96.8%降(jiang)到 95.4%，相(xiang)差 1.4%。綜上分析，脫(tuo)硫效(xiao)果(guo)大(da)(da)(da)于 59%時，加大(da)(da)(da)噴(pen)淋(lin)(lin)(lin)高(gao)度(du)、提(ti)高(gao)噴(pen)淋(lin)(lin)(lin)反應(ying)區(qu)容(rong)積(ji)(ji)對(dui)(dui)脫(tuo)硫效(xiao)果(guo)影響不大(da)(da)(da)。因此，不是噴(pen)淋(lin)(lin)(lin)的(de)(de)(de)(de)高(gao)度(du)及反應(ying)區(qu)容(rong)積(ji)(ji)越(yue)(yue)大(da)(da)(da)越(yue)(yue)好，要依據實際工程確定(ding)噴(pen)淋(lin)(lin)(lin)高(gao)度(du)與反應(ying)區(qu)容(rong)積(ji)(ji)，實現反應(ying)區(qu)容(rong)積(ji)(ji)與脫(tuo)硫效(xiao)果(guo)的(de)(de)(de)(de)佳組(zu)合。
噴淋反應區容積與脫(tuo)硫率的關系如圖 1 所示(shi)。

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(yi)脫硫(liu)吸收塔實際(ji)脫硫(liu)優化(hua)(hua)的(de)過程作(zuo)為研究對象，從(cong)脫硫(liu)現狀、脫硫(liu)優化(hua)(hua)的(de)機理(li)等方面進行(xing)分析(xi)研究。
通過(guo)對(dui)脫硫(liu)優化的(de)(de)探索研(yan)究，達到提高燃煤(mei)電(dian)(dian)廠(chang)(chang)脫硫(liu)效率(lv)、降低電(dian)(dian)廠(chang)(chang)運營成本的(de)(de)目(mu)的(de)(de)，滿(man)足電(dian)(dian)廠(chang)(chang)運營環保的(de)(de)要求。因此，燃煤(mei)電(dian)(dian)廠(chang)(chang)開展脫硫(liu)吸收(shou)塔(ta)脫硫(liu)優化的(de)(de)研(yan)究，對(dui)深入研(yan)究脫硫(liu)機理及指導(dao)電(dian)(dian)廠(chang)(chang)煙氣處理具有(you)深遠的(de)(de)意義。