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摘要：针对镁法脱硫工艺在实际使用中常常出现脱硫后颗粒物浓度高于脱硫前颗粒物浓度，甚至出现超标情况。通过对1×320t/h热电锅炉脱硫后颗粒物实际测试，分析滤筒中可溶性离子浓度。结果表明：滤筒吸收了携带可溶性离子的烟气水分后，经105℃烘干，水分蒸发，可溶性离子生成盐留在滤筒中，增加了滤筒的重量，对颗粒物浓度监测结果产生了正干扰。
关键词：脱硫系统；颗粒物；浓度超标；原因分析
SO2主要来源于化石燃料的燃烧，由于其具有一定腐蚀性，是我国污染物总量排放控制指标和现阶段首要污染物减排指标。烟气脱硫是净化SO2的主要途径，与传统石灰石-石膏脱硫法相比较，镁法脱硫因反应性好，脱硫效率高，不存在结垢、堵塞等问题，运行可靠，副产硫酸镁（或亚硫酸镁）便于回收利用等优点，被认为是一种最具发展前景的脱硫方式。
2011年，东莞地龙纸业有限公司年产25万吨牛皮卡纸项目验收监测过程中发现，项目配套新建的320t/h的燃煤循环流化床锅炉采用的镁法脱硫工艺不仅未对颗粒物有处理效果，而且还会使得颗粒物排放浓度高于脱硫前，甚至超标。为此，本文通过对颗粒物中可溶性离子浓度进行分析，查明导致颗粒物浓度超标原因，并结合镁法脱硫工艺，提出相应的控制措施。
1、实验部分
1.1 实验方法
烟气中颗粒物监测的标准方法是重量法GB/T16157-1996，其原理是等速抽取一定量的烟气，通过玻璃纤维滤筒过滤将颗粒物截留在滤筒内，采样后的滤筒经105℃干燥后称量，采样后的滤筒重量减去采样前的初重，得到颗粒物捕集量，再除以标准状态下的干烟气采样体积，即可得到颗粒物浓度。采样滤筒在捕集颗粒物的同时，也吸收了烟气中的水分，如果水分中携带有离子，那么滤筒经干燥后水分中可溶性离子将生成盐留在滤筒中，增加了滤筒的重量。如果通过实验，能够得到滤筒因吸收烟气中水分携带离子引起的增量，就可能扣除分水携带离子引起的正干扰。
要得到滤筒因吸收烟气中水分携带离子引起的增量，必须对滤筒空白样品、脱硫装置出口的颗粒物滤筒样品、粉煤灰样品进行可溶性离子浓度分析；脱硫装置出口的颗粒物滤筒样品的可溶性离子来自滤筒本身、捕集的颗粒物和吸收的烟气水分，其相互之间的关系可建立数学模式（即计算公式）表达，通过数学模式计算烟气水分携带离子对滤筒增重的贡献值。
1.2 实验样品种类和来源
（1）取与样品同一批次的未经采样的滤筒作为滤筒空白样品进行实验。
（2）取本次验收监测时采集的脱硫出口颗粒物滤筒样品进行实验。
（3）采集电除尘粉煤灰样品进行实验。
1.3 样品中可溶性离子的测定
1.3.1 分析样品的制备
滤筒样品：将滤筒样品撕碎分别置于聚乙烯瓶中，按照一个滤筒加100ml去离子水的比例加入去离子水，振荡3小时，经0.45μm滤膜过滤后分析。
电除尘粉煤灰样品：准确称取电除尘粉煤灰样品1g，置于600ml聚乙稀瓶中，加200ml去离子水振荡6小时，经0.45μm滤膜过滤后分析。
1.3.2 样品分析方法
样品经制备预处理后，采用IC法分析阴离子，ICP法分析阳离子；先进行全谱定性分析，再根据定性分析的结果，对有检出的离子再进行定量分析。
1.3.3 分析结果
空白滤筒样品可溶性主要离子及其浓度见表1。
实验结果表明，空白滤筒中主要含有氯、硫酸根、硼、钙、镁等可溶性离子。每个空白滤筒的100ml浸取液的可溶性离子浓度之和为34.5～45.3 mg/L；每个滤筒可溶性离子总量为3.4～4.5mg。
脱硫出口颗粒物滤筒样品可溶性主要离子及其浓度见表2。
实验结果表明，空白滤筒中主要含有氯、硫酸根、硝酸根、钙、镁、钠等可溶性离子。各组样品每个滤筒用100ml水浸取的可溶性离子浓度均值之和为171.2～316.8mg/L；各组样品每个滤筒可溶性离子的总量均值为17.1～31.7mg。与采样前比较，各滤筒的可溶性离子浓度均值之和增加了136.7～217.5mg/L，可溶性离子总量增加了14.3～27.2mg。
粉煤灰样品可溶性主要离子及其浓度见表3。
实验结果表明，粉煤灰中的可溶性物质含量很低，1g粉煤灰样品可溶出离子均值为43.5mg，可溶性离子占粉煤灰重量的4.3%。
1.4 烟气水分中离子对脱硫出口颗粒物浓度监测值影响的分析
1.4.1 烟气水分中的离子引起脱硫出口颗粒物样品滤筒的增重
脱硫出口颗粒物滤筒样品的可溶性离子来自滤筒本身、捕集的颗粒物和吸收的烟气水分。假设滤筒捕集的颗粒物全部为粉煤灰，那么，烟气水分中的离子引起脱硫出口颗粒物采样滤筒的增重可由下式计算：
M离子=（C总-C空白）V总-M粉煤灰 （1）
式中：
M离子——脱硫出口颗粒物样品滤筒受烟气水分中离子影响的增重，mg；
C总——各组脱硫出口颗粒物滤筒样品的可溶性离子总浓度，mg/L；
C空白——空白滤筒的可溶性离子总濃度，mg/L；
V总——各组脱硫出口颗粒物采样滤筒浸取液的总体积，L；
M粉煤灰——样品滤筒中颗粒物的可溶性离子总量；mg。
由于烟气中的颗粒物（粉煤灰）浓度很低，同时粉煤灰中的可溶性离子的比例也很低（为4.3%），因此，来源于颗粒物（粉煤灰）的可溶性离子对脱硫出口颗粒物滤筒样品的可溶性离子的贡献值可忽略不计。公式（1）可简化为：
M离子=（C总-C空白）V总 （2）
根据公式（2），计算得到的由烟气水分中的离子引起脱硫出口颗粒物滤筒样品的增重见表4。 1.4.2 扣除烟气水分中离子影响后脱硫出口颗粒物的排放浓度
将脱硫出口颗粒物滤筒样品的总增重，减去由烟气水分中的离子引起脱硫出口颗粒物滤筒样品的增重，除以采样的标况体积，得到扣除烟气水分中离子影响后脱硫出口颗粒物排放浓度见表4。
1.5 实验结论
滤筒吸收了携带可溶性离子的烟气水分后，经105℃烘干，水分蒸发，可溶性离子生成盐留在滤筒中，增加了滤筒的重量，对颗粒物监测值产生了正干扰。
通过实验扣除烟气水分中可溶性离子对脱硫出口的颗粒物样品的影响后，脱硫出口烟气中颗粒物浓度符合广东省《大气污染物排放限值》（DB44/27-2001）[4]第二时段限值要求。
2、控制措施
通过实验分析可知，由于镁法脱硫工艺中存在易溶于水的可溶性离子，极易被烟气带出，溶解在湿烟气中。如果在脱硫后不采取再加热升温措施，部分可溶性离子会随烟气排放，致使在环保监测过程中，烟气中可溶性离子被滤筒吸收，滤筒重量加大，导致颗粒物浓度超标。
因此，减少镁法脱硫对颗粒物排放的影响，最主要的就是尽可能避免脱硫溶液进入烟气中。结合镁法脱硫工艺，提出如下3中方法：①减少氧化镁使用量，在满足SO2排放浓度、总量达标的情况下，尽量减少脱硫剂使用量，减少镁硫比；②在脱硫后采用烟气再加热系统，即GGH，但在实际应用中，该工艺在低温端易造成石膏严重结块堵塞，循环泵滤网堵塞，严重影响脱硫系统安全运行；③强化烟气除雾器功能。一般情况下，脱硫塔具有脱硫、除尘、除雾、氧化等四合一功能，由于烟气脱硫后含大量水雾，可在脱硫塔上安装的烟气除雾器中分离，去除水汽后经经由烟囱排放至大气，烟气中颗粒物和其他的悬浮固体物也同时借着除雾器去除，除雾器在工业用水清洗循环下受到间歇性冲洗清洁，以除去聚附于此处的颗粒物，避免差压增加造成堵塞影响通风力。
3、结束语
（1）镁法脱硫工艺中脱硫液随烟气迁移，是造成锅炉烟气中颗粒物排放浓度超标的主要原因之一。
（2）尽可能避免脱硫溶液进入烟气中，是减少氧化镁脱硫对颗粒物排放影响的关键因素。通过采用选择合理的镁硫比、增设GGH、强化烟气除雾系统等措施，可达到控制要求。
参考文献：
[1] Urbanek A，Kumanowski K. Desulfurization of flue gasses by the wet magnesia method of Warsaw Technical University[J]. CA，2002.137（8）：113-391.
[2] 柴明，崔可，徐康富等.氧化镁湿法烟气脱硫回收工艺的技术经济可行性初步分析[J].环境污染治理技术与设备，2006.7（4）：38-73.
[3] GB/T16157-1996 固定污染源排氣中颗粒物与气态污染物采样方法[S].北京：中国标准出版社，1996.
[4] DB44/27-2001大气污染物排放限值[S].广东省环境保护局，2001.
（作者单位：广州市中加环境检测技术有限公司）
关键词：脱硫系统；颗粒物；浓度超标；原因分析
SO2主要来源于化石燃料的燃烧，由于其具有一定腐蚀性，是我国污染物总量排放控制指标和现阶段首要污染物减排指标。烟气脱硫是净化SO2的主要途径，与传统石灰石-石膏脱硫法相比较，镁法脱硫因反应性好，脱硫效率高，不存在结垢、堵塞等问题，运行可靠，副产硫酸镁（或亚硫酸镁）便于回收利用等优点，被认为是一种最具发展前景的脱硫方式。
2011年，东莞地龙纸业有限公司年产25万吨牛皮卡纸项目验收监测过程中发现，项目配套新建的320t/h的燃煤循环流化床锅炉采用的镁法脱硫工艺不仅未对颗粒物有处理效果，而且还会使得颗粒物排放浓度高于脱硫前，甚至超标。为此，本文通过对颗粒物中可溶性离子浓度进行分析，查明导致颗粒物浓度超标原因，并结合镁法脱硫工艺，提出相应的控制措施。
1、实验部分
1.1 实验方法
烟气中颗粒物监测的标准方法是重量法GB/T16157-1996，其原理是等速抽取一定量的烟气，通过玻璃纤维滤筒过滤将颗粒物截留在滤筒内，采样后的滤筒经105℃干燥后称量，采样后的滤筒重量减去采样前的初重，得到颗粒物捕集量，再除以标准状态下的干烟气采样体积，即可得到颗粒物浓度。采样滤筒在捕集颗粒物的同时，也吸收了烟气中的水分，如果水分中携带有离子，那么滤筒经干燥后水分中可溶性离子将生成盐留在滤筒中，增加了滤筒的重量。如果通过实验，能够得到滤筒因吸收烟气中水分携带离子引起的增量，就可能扣除分水携带离子引起的正干扰。
要得到滤筒因吸收烟气中水分携带离子引起的增量，必须对滤筒空白样品、脱硫装置出口的颗粒物滤筒样品、粉煤灰样品进行可溶性离子浓度分析；脱硫装置出口的颗粒物滤筒样品的可溶性离子来自滤筒本身、捕集的颗粒物和吸收的烟气水分，其相互之间的关系可建立数学模式（即计算公式）表达，通过数学模式计算烟气水分携带离子对滤筒增重的贡献值。
1.2 实验样品种类和来源
（1）取与样品同一批次的未经采样的滤筒作为滤筒空白样品进行实验。
（2）取本次验收监测时采集的脱硫出口颗粒物滤筒样品进行实验。
（3）采集电除尘粉煤灰样品进行实验。
1.3 样品中可溶性离子的测定
1.3.1 分析样品的制备
滤筒样品：将滤筒样品撕碎分别置于聚乙烯瓶中，按照一个滤筒加100ml去离子水的比例加入去离子水，振荡3小时，经0.45μm滤膜过滤后分析。
电除尘粉煤灰样品：准确称取电除尘粉煤灰样品1g，置于600ml聚乙稀瓶中，加200ml去离子水振荡6小时，经0.45μm滤膜过滤后分析。
1.3.2 样品分析方法
样品经制备预处理后，采用IC法分析阴离子，ICP法分析阳离子；先进行全谱定性分析，再根据定性分析的结果，对有检出的离子再进行定量分析。
1.3.3 分析结果
空白滤筒样品可溶性主要离子及其浓度见表1。
实验结果表明，空白滤筒中主要含有氯、硫酸根、硼、钙、镁等可溶性离子。每个空白滤筒的100ml浸取液的可溶性离子浓度之和为34.5～45.3 mg/L；每个滤筒可溶性离子总量为3.4～4.5mg。
脱硫出口颗粒物滤筒样品可溶性主要离子及其浓度见表2。
实验结果表明，空白滤筒中主要含有氯、硫酸根、硝酸根、钙、镁、钠等可溶性离子。各组样品每个滤筒用100ml水浸取的可溶性离子浓度均值之和为171.2～316.8mg/L；各组样品每个滤筒可溶性离子的总量均值为17.1～31.7mg。与采样前比较，各滤筒的可溶性离子浓度均值之和增加了136.7～217.5mg/L，可溶性离子总量增加了14.3～27.2mg。
粉煤灰样品可溶性主要离子及其浓度见表3。
实验结果表明，粉煤灰中的可溶性物质含量很低，1g粉煤灰样品可溶出离子均值为43.5mg，可溶性离子占粉煤灰重量的4.3%。
1.4 烟气水分中离子对脱硫出口颗粒物浓度监测值影响的分析
1.4.1 烟气水分中的离子引起脱硫出口颗粒物样品滤筒的增重
脱硫出口颗粒物滤筒样品的可溶性离子来自滤筒本身、捕集的颗粒物和吸收的烟气水分。假设滤筒捕集的颗粒物全部为粉煤灰，那么，烟气水分中的离子引起脱硫出口颗粒物采样滤筒的增重可由下式计算：
M离子=（C总-C空白）V总-M粉煤灰 （1）
式中：
M离子——脱硫出口颗粒物样品滤筒受烟气水分中离子影响的增重，mg；
C总——各组脱硫出口颗粒物滤筒样品的可溶性离子总浓度，mg/L；
C空白——空白滤筒的可溶性离子总濃度，mg/L；
V总——各组脱硫出口颗粒物采样滤筒浸取液的总体积，L；
M粉煤灰——样品滤筒中颗粒物的可溶性离子总量；mg。
由于烟气中的颗粒物（粉煤灰）浓度很低，同时粉煤灰中的可溶性离子的比例也很低（为4.3%），因此，来源于颗粒物（粉煤灰）的可溶性离子对脱硫出口颗粒物滤筒样品的可溶性离子的贡献值可忽略不计。公式（1）可简化为：
M离子=（C总-C空白）V总 （2）
根据公式（2），计算得到的由烟气水分中的离子引起脱硫出口颗粒物滤筒样品的增重见表4。 1.4.2 扣除烟气水分中离子影响后脱硫出口颗粒物的排放浓度
将脱硫出口颗粒物滤筒样品的总增重，减去由烟气水分中的离子引起脱硫出口颗粒物滤筒样品的增重，除以采样的标况体积，得到扣除烟气水分中离子影响后脱硫出口颗粒物排放浓度见表4。
1.5 实验结论
滤筒吸收了携带可溶性离子的烟气水分后，经105℃烘干，水分蒸发，可溶性离子生成盐留在滤筒中，增加了滤筒的重量，对颗粒物监测值产生了正干扰。
通过实验扣除烟气水分中可溶性离子对脱硫出口的颗粒物样品的影响后，脱硫出口烟气中颗粒物浓度符合广东省《大气污染物排放限值》（DB44/27-2001）[4]第二时段限值要求。
2、控制措施
通过实验分析可知，由于镁法脱硫工艺中存在易溶于水的可溶性离子，极易被烟气带出，溶解在湿烟气中。如果在脱硫后不采取再加热升温措施，部分可溶性离子会随烟气排放，致使在环保监测过程中，烟气中可溶性离子被滤筒吸收，滤筒重量加大，导致颗粒物浓度超标。
因此，减少镁法脱硫对颗粒物排放的影响，最主要的就是尽可能避免脱硫溶液进入烟气中。结合镁法脱硫工艺，提出如下3中方法：①减少氧化镁使用量，在满足SO2排放浓度、总量达标的情况下，尽量减少脱硫剂使用量，减少镁硫比；②在脱硫后采用烟气再加热系统，即GGH，但在实际应用中，该工艺在低温端易造成石膏严重结块堵塞，循环泵滤网堵塞，严重影响脱硫系统安全运行；③强化烟气除雾器功能。一般情况下，脱硫塔具有脱硫、除尘、除雾、氧化等四合一功能，由于烟气脱硫后含大量水雾，可在脱硫塔上安装的烟气除雾器中分离，去除水汽后经经由烟囱排放至大气，烟气中颗粒物和其他的悬浮固体物也同时借着除雾器去除，除雾器在工业用水清洗循环下受到间歇性冲洗清洁，以除去聚附于此处的颗粒物，避免差压增加造成堵塞影响通风力。
3、结束语
（1）镁法脱硫工艺中脱硫液随烟气迁移，是造成锅炉烟气中颗粒物排放浓度超标的主要原因之一。
（2）尽可能避免脱硫溶液进入烟气中，是减少氧化镁脱硫对颗粒物排放影响的关键因素。通过采用选择合理的镁硫比、增设GGH、强化烟气除雾系统等措施，可达到控制要求。
参考文献：
[1] Urbanek A，Kumanowski K. Desulfurization of flue gasses by the wet magnesia method of Warsaw Technical University[J]. CA，2002.137（8）：113-391.
[2] 柴明，崔可，徐康富等.氧化镁湿法烟气脱硫回收工艺的技术经济可行性初步分析[J].环境污染治理技术与设备，2006.7（4）：38-73.
[3] GB/T16157-1996 固定污染源排氣中颗粒物与气态污染物采样方法[S].北京：中国标准出版社，1996.
[4] DB44/27-2001大气污染物排放限值[S].广东省环境保护局，2001.
（作者单位：广州市中加环境检测技术有限公司）