脱硫运行中石膏含水量大原因分析及治理措施

脱硫运行中石膏含水量大原因分析及治理措施

李志伟

山西京玉发电有限责任公司 山西 朔州 037200

摘要：湿法石灰石 - 石膏烟气脱硫工艺中，石灰石浆液在吸收塔内对烟气进行逆流洗涤， 生成半水亚硫酸钙并以小颗粒状转移到浆液中， 利用空气将其强制氧化生成二水硫酸钙（ CaSO4 - 2H2O ）结晶。用石膏排出泵将吸收塔内的浆液抽出，送往石膏旋流器，进行浓缩及颗粒分级，稀的溢流（细颗粒）返回吸收塔；浓缩的底流（较粗颗粒）送往真空皮带机进行石膏脱水。脱水后的石膏含水率一般控制在 10% （质量含量）以下为达标。

关键词：湿法脱硫；运行；治理措施

引言

在湿法脱硫系统实际运行过程中，往往因运行控制不当、设备异常等原因导致石膏含水量超标而发生“拉稀”现象，影响石膏的正常排出和再利用，甚至可能导致湿法脱硫系统效率大大降低，而影响燃煤电厂的正常运行，故对石膏含水量大的原因进行分析并制定相应的控制措施是有必要的。

1造成脱硫石膏含水量大原因分析如下

（1）吸收塔内浆液的密度偏小就启动石膏排出泵。

（2）吸收塔液的 pH 测量值不达标。

（3）氯离子含量超标。

（4）脱硫塔入口含尘量偏高，导致吸收塔浆液“中毒”。

（5）石灰石品质发生变化

（6）浆液停留时间不足。

（7）石膏旋流器发生异常。

（8）真空皮带机异常

（9）氧化空气量不足。

2具体分析

2.1吸收塔内浆液的密度偏小就启动石膏排出泵

吸收塔内浆液的密度直观地反映塔内反应物的浓度 （固体含量）高低，密度值升高，浆液的固体含量增加。石膏浆液密度设定值根据石膏形成和结晶情况来确定，一般要求是形成大颗粒易脱水的石膏晶体，运行过程中根据浆液性质的不同，设定值有所不同。假如，排出的石膏浆液固体含量偏低，即密度较小石膏浆液未达到饱和或过饱和度较低，形成的石膏晶体颗粒细小，石膏难以脱水。

2.2吸收塔液的 pH 测量值不达标

吸收塔液的 pH 测量值是参与反应控制的一个重要参数，用于确定需要输送到烟气脱硫吸收塔的新鲜反应浆液的流量。 pH 值升高，新的反应浆液供应量将减少，反之， pH 值降低，新的反应浆液供应量将增加。若 pH 计测量不准，则需要添加的石灰石量就不能准确控制，而过量的石灰石使石膏纯度降低，造成石膏脱水困难。

2.3氯离子含量超标

原烟气进入吸收塔与石灰石浆液接触脱除 SO2的同时，烟气中HCI 、HF和飞灰以及石灰石中的杂质都会进入吸收塔浆液中，长期运行后吸收塔浆液的氯离子和飞灰中不断溶出的一些金属离子浓度会逐渐升高，不断增加的氯根和重金属离子浓度对吸收塔内 SO2 去除以及石膏晶体的形成产生不利的影响，并且过量氯离子将大量吸收Ca2+ ，增加石灰石的消耗。因此，为保证塔内化学反应的正常进行，运行中从浆液中排出一定量废水是非常重要。浆液中 Cl- 浓度及杂质含量升高改变了浆液的理化性质， 影响了塔内化学反应的正常进行和石膏的结晶体的长大， 同时杂质夹杂在石膏结晶之间， 堵塞了游离水在结晶之间的通道，使石膏脱水变得困难。

2.4脱硫塔入口含尘量偏高，导致吸收塔浆液“中毒”

原烟气中的飞灰进入吸收塔浆液中在一定程度上阻碍了 SO 2 与脱硫剂的接触，降低了石灰石中 Ca2＋的溶解速率，同时飞灰中不断溶出的一些重金属如 Hg 、 Mg 、Cd 、 Zn 等离子会抑制 Ca2＋与 HSO 3－的反应，“封闭” 了吸收剂的活性。根据文献经验一般要求吸收塔入口的烟尘含量不能超过100mg/m3。由于除尘器效率不是很好，吸收塔变成了吸尘器，吸收塔浆液发黑，起泡，脱水时在石膏表明有一层黑色物质。 吸收塔浆液极易“中毒” 。一旦发生“中毒”现象，就需要将浆液全部排出置换新鲜的浆液，造成很大的浪费，并影响脱硫系统的正常投入。

2.5石灰石品质发生变化。

石灰石粉的品质是影响脱硫运行的一个重要因素， 其中碳酸钙含量及细度是关键， 杂质增多或含量下降都会使浆液品质恶化， 细度越细反应效果就越好。 这就可能出现当碳酸钙含量及成品的细度发生较大变化时，其反应活性降低，极可能发生供浆过量，此时塔内浆液中含CaCO 3 量增大，由石灰石颗粒易粘结在一起，导致造成脱水困难现象的发生。另外如果石灰石原料中夹带黏土、泥沙等杂质，这些杂质状态不稳定， 也会造成脱水困难的现象发生。

2.6浆液停留时间不足

浆液中石膏晶体成型及长大有一个过程及时间，吸收塔内浆液有充足的停留时间将有助于浆液中石灰石与SO2完全反应，并能使反应生成物CaS03有足够的时间完全氧化成CaS04，形成粒度均匀、纯度高的优质脱硫石膏，如浆液停留时间太短，造成石膏结晶程度不好，造成石膏晶体颗粒小，粘性大，容易吸附在真空皮带机上，增加脱水的难度。

2.7石膏旋流器发生异常。

石膏旋流器出口固体含量一般 40-45% ，发现内部堵塞及时处理，一般内部结垢以及沉沙嘴磨损超一般及时进行更换， 注意监视控制入口压力值，否则旋流器分离效果较差，进入真空皮带机含水量加大，导致脱水困难，石膏相应含水量加大。

2.8真空皮带机异常

真空皮带机是石膏二次脱水的重要设备，脱水设备运行不正常，很容易在造成石膏品质不合格。如滤布冲洗不干净或滤布使用周期过长，滤布通道堵塞，导致脱水不畅；石膏浆液本身性质的变化，如浆液中小颗粒石膏晶体增多或浆液中的杂质含量增加等引起滤布过滤通道的堵塞， 使浆液中的水不容易从滤布孔隙分离出来，导致脱水不畅。真空泵负压到不到要求，负压低于设定值，造成真空吸力不足，浆液中的水不能有效的吸出，造成脱水效果不好。

2.9氧化空气量不足

石灰石浆液与二氧化硫反应后生成CaS03，氧化风量不足，导致CaS03不能充分氧化成CaS04，石膏浆液中 CaSO3 含量过高易生成 CaSO3 ·1/2H20，该物质呈针状晶体，其粒径偏小，粘性高，密度大。当 CaSO3 ·1/2H20 含量过高时，会造成浆液粘稠、 密度偏大，即便真空压滤机吸力再大也难以分离。

3治理措施：

3.1设备方面：

（1）石膏旋流器：对石膏旋流器沉沙嘴及旋流子进行检查清理，保证底流含固量。

（2）真空皮带脱水机：对滤布定期进行高压冲洗，暂定每周冲洗两次，根据冲洗效果及使用情况再优化冲洗频率。对真空泵真空管、脱水机真空盒进行查漏工作，利用大修机会对真空泵进行彻底解体检查，保证真空度。

（3）利用停机机会对吸收塔氧化风管进行彻底疏通，氧化风机按照标准定期清理滤网，保证吸收塔内氧化风量。

3.2运行调整及监测方面：

（1）满足排放合格的情况下，吸收塔尽量保持在低PH值（4.8—5.2）运行，有利于碳酸钙溶解及系统内结垢的溶解，可有效维持吸收塔长期良性运行。

（2）稳定炉内燃烧，避免吸收塔入口硫份大幅波动，造成供浆过量。

（3）按照规定投运脱水、废水系统，确保浆液各项指标在合格范围内。

（4）根据吸收塔液位、密度及时调整氧化风机入口开度，确保上位机氧化风量在9000m3/h以上。

（5）根据机组负荷及入口硫份及时停运浆液循环泵，增加吸收塔内浆液停留时间。

（6）机组高负荷期间应根据耗粉量调整吸收塔入口硫份，尽量避免连续多日粉耗＞90t/塔/日。

结束语

随着我国经济的飞速发展，我国电力企业亦高速发展，并且在我国经济市场中扮演着举足轻重的作用。根据国家环境保护相关政策法规规定，燃煤电厂必须配套安装相应的脱硫脱硝系统并经验收合格后方可投入运行，而湿法脱硫正是目前主流的燃煤电厂脱硫工艺。结合工作经历，以及近年来电厂湿法脱硫运行优化的研究，提出看法，供广大电厂一线工作者借鉴。

参考文献

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