陳景

摘要：現(xiàn)階段我國范圍之內(nèi)各個發(fā)電廠實際運行的過程中脫硫系統(tǒng)當中脫水石膏含水量高這個問題出現(xiàn)的幾率比較高，因此會對處理系統(tǒng)運行安全性及穩(wěn)定性造成一定程度的影響，積極的找尋脫硫系統(tǒng)中石膏含水量過高的原因，并找尋有效性比較強的解決措施，希望可以有一定的借鑒性作用，促進我國社會經(jīng)濟發(fā)展。

關(guān)鍵詞：脫硫石膏含水量高，原因分析，控制措施

1 石灰石-石膏濕法脫硫工藝流程

石灰石-石膏濕法是應(yīng)用石灰石漿液作為吸收劑，其與高溫?zé)煔庵械腟O2接觸后，二者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成一種副產(chǎn)物CaSO4·2H2O即石膏，從而實現(xiàn)對煙氣脫硫的目的。吸收塔內(nèi)的石膏漿液，會通過石膏排出泵，輸送到石膏漿液旋流器當中完成一級脫水。此環(huán)節(jié)通常會脫去二分之一的水分。一級脫水之后石膏餅會進入到真空皮帶脫水機當中進行二級脫水。在完成了一級、二級脫水后，最終產(chǎn)物的脫水量會達到90%以上。二級脫水后的石膏送回到石膏倉內(nèi)。品質(zhì)好的石膏可以對市場銷售，為企業(yè)獲取更多的經(jīng)濟效益。

2 石膏含水率高原因分析

針對石膏脫水系統(tǒng)運行現(xiàn)狀，先后聯(lián)系電科院、航天環(huán)境及兄弟電廠人員作了詳細的原因分析，通過逐個排查影響石膏含水率高的因素后，現(xiàn)分析情況如下。

2.1 煙氣SO2濃度突變

燃煤硫分或煙氣SO2濃度是脫硫系統(tǒng)的重要設(shè)計參數(shù)。在實際運行中，如果煙氣SO2濃度高于設(shè)計值，超出吸收塔處理能力，則脫硫效率會顯著下降，而且石膏品質(zhì)也得不到保證。SO2濃度升高會加大石灰石漿液給料量，導(dǎo)致石膏中碳酸鹽含量超標。由于煙氣量或原煙氣SO2濃度突變，造成吸收塔內(nèi)反應(yīng)加劇，CaCO3含量減少，PH值下降，此時為保證脫硫效率而增加石灰石供漿量以提高吸收塔漿液的PH值，但由于反應(yīng)加劇吸收塔漿液中的CaSO3·1/2H2O含量大量增加，若此時不增加氧量使CaSO3·1/2H2O迅速反應(yīng)成CaSO4·2H2O，則由于CaSO3·1/2H2O可溶解性強先溶于水中，而CaCO3溶解較慢，過飽和后形成固體沉積。

2.2 吸收塔漿液密度高

吸收塔漿液密度高達1.190t/m3沒有及時外排，漿液中的CaSO4·2H2O飽和會抑制CaCO3溶解反應(yīng)，脫硫效率下降，石膏脫水困難。

2.3 煙氣含塵濃度

電除塵后粉塵含量高或重金屬成分高，高濃度的粉塵會降低石灰石利用率，甚至引發(fā)氟化鋁閉塞。燃油時，由于不完全燃燒產(chǎn)生的油煙、碳核、瀝青質(zhì)、多環(huán)芳烴等，不但影響電除塵效率，造成粉塵含量增大，而且粉塵會直接包裹在石灰石和亞硫酸鹽晶體表面，阻止反應(yīng)，降低石膏漿液品質(zhì)。

2.4 氧化不充分引起CaSO3含量大

石灰石漿液通過循環(huán)泵經(jīng)噴嘴噴入吸收塔內(nèi)，石灰石漿液的液滴在氣動脫硫單元內(nèi)充分接觸與煙氣進行發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，把煙氣中的SO2吸收，生成CaSO3·1/2H2O后匯入吸收塔下部漿液儲存段。氧化風(fēng)機向漿液儲存段內(nèi)鼓入空氣，將CaSO3·1/2H2O氧化成CaSO4·2H2O并最終形成石膏。當氧化風(fēng)量不足、不均時，漿液中CaSO3質(zhì)量濃度增高，石膏漿液無法脫水，石膏含水量增加。

2.5 石膏旋流器頂部壓力

水力旋流器是基于離心沉降作用：待分級的細顆粒和粗顆粒隨流體以一定的壓力從水力旋流器上部周邊切向進入器內(nèi)之后，產(chǎn)生強烈的旋轉(zhuǎn)運動，由于細顆粒和粗顆粒間存在粒度差異，所受的離心力和流體曳力的大小不同，在離心沉降作用下，大部分粗顆粒經(jīng)水力旋流器底流口排出，而大部分細顆粒則由溢流口排出，從而達到分級的效果。

3 建議及防范措施

通過以上對影響石膏含水率高的因素分析，做出如下建議及防范措施：第一，吸收塔入口SO2濃度嚴重超過設(shè)計值時，受氣/液接觸面積和傳質(zhì)速率的限制，由于氧化速度跟不上，漿液中CaSO3質(zhì)量濃度增高，影響石膏脫水系統(tǒng)的正常運行。同時，進入漿液中的SO2摩爾數(shù)增加使得漿液池中的吸收反應(yīng)和氧化結(jié)晶的時間和空間不足，漿液的pH值將下降，這時更要控制PH盡量在5.0左右（較正常低一些），盲目供漿只會加快吸收塔漿液品質(zhì)變壞，造成石膏脫水系統(tǒng)運行困難，石膏含水率高。第二，經(jīng)常檢查氧化風(fēng)機電流和壓力、流量在正常范圍內(nèi)，及時清掃氧化風(fēng)機濾網(wǎng)、定期置換氧化風(fēng)機的油，以確保氧化風(fēng)機的風(fēng)壓正常出力。第三，嚴格控制入爐煤含硫量，盡量采用與設(shè)計煤種相近的燃煤，保證進入脫硫的煙氣品質(zhì)符合設(shè)計參數(shù)要求，這是保證脫硫系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、達標、高效運行最簡單可行的方法。第四，旋流器入口壓力重設(shè)。在脫硫系統(tǒng)最初投入到運行使用狀態(tài)時，可以在解決了脫水系統(tǒng)真空度問題之后，重點對旋流器的工作狀況進行分析。比如，在系統(tǒng)運行狀態(tài)下，通過對運行工況以及DCS的數(shù)據(jù)記錄可以看出，石膏旋流器當中的四個旋子如果同時處于運行狀態(tài)下，壓力會維持在0.188MPa的狀態(tài)下，如果四個旋子當中的三個處于運動狀態(tài)，系統(tǒng)內(nèi)部的壓力保持在0.250MPa狀態(tài)下。因為系統(tǒng)的設(shè)計工作壓力為0.120MPa。所以，在日常的運行和管理中，使用其中三個旋子，將剩余的旋子作為備用旋子，不僅可以提高系統(tǒng)的運行效率，同時還可以為系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生保障。為進一步提高系統(tǒng)運行的科學(xué)性和有效性，需要將石膏排出泵改為變頻控制模式，或者，在排出泵出口的位置，增加吸收塔。通過再循環(huán)回路的方式，并設(shè)置相應(yīng)的調(diào)節(jié)門，可以確保石膏排出泵位置到石膏旋流器的管路上，能夠安裝大小合適流量合理的節(jié)流孔板，減少系統(tǒng)可能出現(xiàn)堵塞的概率。第五，旋流器沉沙嘴狀況調(diào)整。當旋流器的沉沙嘴運行過程中，系統(tǒng)內(nèi)部噴射出的漿液呈現(xiàn)出噴霧放射狀時，表示系統(tǒng)的沉沙嘴尺寸過大。此種情況下，旋流器系統(tǒng)底流的濃度會降低。此外，如果將溢流嘴噴射出新的漿液呈現(xiàn)出繩狀時，表示溢流嘴的尺寸偏小，如果不能夠得到有效地控制，會導(dǎo)致溢流濃度過大。對此，要在解決旋流器入口壓力之后，對沉沙嘴與溢流嘴進行重新更換。選擇尺寸較小的沉沙嘴和溢流嘴，能夠達到提高底流漿液含固率的目的。第六，加強化學(xué)監(jiān)督，定期對石膏漿液進行化學(xué)分析，及時向運行人員反饋分析結(jié)果，供運行調(diào)整參數(shù)。石膏漿液監(jiān)測參數(shù)主要有：石膏純度、碳酸鹽含量、亞硫酸鹽含量、氯離子含量、pH值、密度、石灰石粉粒徑及CaO含量等。實際上，對于有經(jīng)驗的運行操作人員，可從吸收塔漿液的密度、化學(xué)成分、旋流站和脫水皮帶機的運行狀況等幾方面綜合判斷石膏的結(jié)晶狀況。

結(jié)束語：

發(fā)電廠及其它工業(yè)鍋爐尾氣需要進行脫硫處理，以使其達到環(huán)境許可的排放標準。工業(yè)上通常采用技術(shù)較為成熟的石灰石-石膏濕法脫硫工藝。但是脫硫后的產(chǎn)物石膏餅含水率會出現(xiàn)偏高的情況。導(dǎo)致此種問題出現(xiàn)的原因較為復(fù)雜。需要對石灰石-石膏濕法的操作工藝流程以及機械設(shè)備等各項問題進行分析，明確問題產(chǎn)生的原因，進而制定出合理的問題解決方案。

參考文獻：

[1]杜立新.石灰石-石膏濕法脫硫石膏含水率控制及運行管理[J].化工管理.2019（04）

[2]王鑫，閆淑梅，席朝輝，孫冬冬.火力發(fā)電廠石膏含水率高的原因分析及建議[J].吉林電力.2015（06）

[3]張山山，陳光，曾慶猛.火電廠濕法脫硫石膏含水率超標原因分析及控制建議[J].發(fā)電與空調(diào).2015（04）