烟气脱硫系统石膏含水率高原因分析及控制

烟气脱硫系统石膏含水率高原因分析及控制

刘雅纯

中国石油化工股份有限公司天津分公司 天津市 300270

摘要：石灰石一石膏湿法脱硫技术因其处理烟气量大、效率高、技术成熟、使用寿命长等优点被火电厂广泛采用。采用石灰石--石膏湿法脱硫，火电厂为了增加经济效益，脱硫石膏与CaS0₄·2H₂O与天然石膏相似，所以可替代天然石膏作为一种商品对外进行销售。然而，在现运行的燃煤机组中脱硫系统普遍存在石膏含水率高、石膏品质差的状况。若石膏含水率过高，造成石膏无法正常脱出，不但影响机组脱硫系统的安全稳定运行，还对石膏的销售有一定影响。

关键词：烟气脱硫；石膏；含水率

石膏含水率偏高是湿法脱硫装置普遍存在的问题，影响石膏含水率的因素较多，单一的方面可能不会造成石膏脱水困难，但多个因素叠加到一起，对石膏的脱水影响还是较大的。

一、脱硫石膏含水率高的原因分析

针对石膏脱水系统出现脱水困难的运行状况，经与专业人员交流探讨，结合现场实际运行情况，对造成石膏含水率高的原因进行分析，分析结果如下：

1）锅炉设备为循环流化床系统，可通过投放石灰石来控制烟气中的二氧化硫含量，但由于种种原因脱硫塔入口烟气中的二氧化硫含量不稳定，造成下游脱硫塔需用提高石灰石浆液的投放量来控制出口烟气中的二氧化硫含量，大量的新鲜浆液进入脱硫塔内，还未来的及反应完全，便以达到脱石高的浆液密度，未反应的石灰石粒度小于石膏晶体粒度，在真空泵的作用下，极易堵塞滤布，造成石膏脱硫效果不好。

2）石灰石品质差，含土较多

石灰石是湿法脱硫的关键原料，其中的CaCO₃含量及细度是关键指标。电厂石灰石采用厂外直接购买形式，粒径为5——20mm的石灰石，制成的石灰石浆液浓度约为30wt%，粒度为90%通过325目筛。

由于外购石灰石中CaCO₃含量偏低，含砂土较多，容易包裹在石灰石表面，造成石灰石的溶解速度降低，降低了石灰石的利用率，同时阻碍石膏的结晶，且容易堵塞滤布，造成石膏脱水困难。

3）石膏旋流器底流密度偏低。

水力旋流器利用物料颗粒大小和密度的不同所产生的离心力不同进行浆液的分离。浆液进入旋流器的旋流子后，在离心力的作用下，按照颗粒的大小将浆液分成2部分，颗粒含量大、含固率高的浆液，作为底流进入真空皮带脱水机形成石膏滤饼；浆液颗粒含量低，仅有细微颗粒，主要为未反应完全的石灰石和部分细小杂质粉尘等，作为溢流被返送回吸收塔。

4）脱硫废水系统运行不正常

脱硫废水处理系统采用传统三联箱处理工艺，废水水源取自废水箱，废水含固率较高，一般在11%左右，远高于设计废水含固率小于3%的要求。由于废水含固率远高于设计值，导致废水澄清器污泥较多，需通过板框压滤机连续排出。然而，板框压滤机设计出力偏小，且小车冲洗装置频繁故障，导致废水澄清器中污泥淤积严重。为防止发生“翻池”现象，影响处理后的排放水质，脱硫废水系统经常被迫停运，导致吸收塔浆液中的Cl——及细微杂质不能及时排出，阻碍了游离水结晶，石膏脱水比较困难。

三、改进措施

3.1　控制吸收塔工艺参数

控制脱硫塔进塔烟气中的二氧化硫含量，保证吸收塔浆液在合适的pH值区间，实际运行pH值保持在5.2——5.4之间是合理的。选择合适的密度进行排石膏浆液脱水，通过密度计监测密度控制在（1180±15）kg/m3，即可进行石膏脱水操作；并保证氧化风量的供给量，氧化倍率应控制在1.8——2.5之间，使石膏浆液中的亚硫酸钙能够充分氧化。

3.2　保持吸收塔石膏浆液的良好品质

脱硫系统的脱硫剂，应保证有效CaCO3含量≥40%，粒径80%——90%在10——40μm之间；应有效监控烟气含尘量，并控制进入脱硫系统的飞灰杂质。需定期检查吸收塔排出的石膏浆液中重金属离子、Cl-、亚硫酸钙、碳酸钙的含量。为保证塔内化学反应的正常进行，必须定期从石膏脱水滤液中排出一定量废水，以使反应系统保持在一个“健康平衡态”。

3.3　加强对石膏旋流器的监控及维修

为保证旋流器的分级效率和脱水效果，应首先调节石膏浆液进入旋流器的入口压力在要求的范围内，并保持连续和稳定；其次，需定期清理内部结垢和检查底流口液体流出的状态，根据经验判断，当沉砂嘴喷出的为雾状时效果最佳，接近直流时效果已经变差，此时可以考虑更换沉砂嘴。也可通过测量，旋流后达不到40%——50%的脱水效果就要考虑更换旋流器了。

结语：

石灰石--石膏湿法脱硫系统（FGD）所涉及的配套设备较多，工艺较为复杂，影响石膏含水率的因素较多，尤其是新系统运行各方面均可能存在问题。从皮带机的真空负压显示、石灰石浆液的品质等逐一排查可以看出，影响石膏形成和含水率的因素较多且相互影响，通过分析排查，改进完善了设备存在的不足和设计缺陷，提高了技术人员的操作和维护水平，为同类型新运行工艺系统提供了有益参考。

参考文献：

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