探討濕法脫硫系統石膏含水率高的原因

陳琳

摘要：當前我國的石膏濕法脫硫方法在大型火力發電機組之中獲得十分廣泛額應用，其副產品石膏也得到一定程度的應用，而石膏含水率則是評價脫硫系統運行情況的一個重要指標，基于此，本文從實際出發探討了濕法脫硫系統石膏含水率高的原因分析。

關鍵詞：濕法脫硫；石膏含水率；原因

中圖分類號：TF704文獻標識碼： A

引言

根據中國電力企業聯合會2009年關于火電廠煙氣脫硫設備使用現狀調查報告數據，全國火電廠已投運煙氣脫硫的機組中，90%以上采用石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫工藝。隨著國家能源戰略重點轉移，越來越多的電廠在西部地區建成并向東部輸送電力。西部地區生態環境比較脆弱，因此對燃煤電廠節能降耗特別是水資源的有效利用提出了更高的要求。對于空冷機組燃煤電廠，脫硫系統為電廠水耗的第一大戶，水耗占電廠總水耗的40%～50%，研究脫硫系統水耗及系統水平衡特點，實現最大限度的節水并維持平衡，具有重要意義。燃煤電廠石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫系統用水可分為脫硫系統工藝水（以下簡稱工藝水）和工業水。工藝水引自循環水排污水（濕冷機組）或輔機冷卻水（空冷機組），主要用水點為除霧器沖洗、設備（管道）沖洗、制漿用水等；工業水引自廠區工業水系統，主要用水點為濕式球磨機和氧化風機等設備冷卻水、泵類轉動設備的軸封冷卻、水環真空泵用水（濾布沖洗）以及石膏沖洗用水。

1、石膏含水率偏高的主要因素

1.1、石膏漿液中雜質過多

雜質主要指飛灰以及石灰所帶來的雜質等，這些雜質嚴重干擾了吸收塔內化學反應的正常進行，影響了石膏的結晶和大顆粒石膏晶體的生成；另一方面雜質夾在石膏晶體之間，堵塞了游離水在石膏晶體間的通道，使石膏脫水變得困難。

1.2、吸收塔漿液密度反映了吸收塔中漿液的飽和情況

密度過低，表明吸收塔中CaSO4濃度低，CaSO3濃度高，此時如果將石膏漿液排出吸收塔會導致石膏中的CaSO3增加。由于其粒徑小，既浪費石灰石、降低石膏品質，又會使石膏脫水困難；密度過高，表明石膏漿液中CaSO4和CaSO3均過量，CaSO4會抑制SO2的吸收，不利于CaSO3的溶解，此時若排出石膏，由于碳酸鈣粒徑小，會造成漿液脫水困難。

1.3、廢水系統不能正常投用，系統中雜質不能正常排出

脫硫系統中排出的廢水取自廢水旋流器的溢流，主要為飛灰、石灰中帶來的雜質以及未溶的石灰。由于這些雜質大多質量相對較輕，當石膏漿液流到皮帶機濾布上時，較輕的雜質漂浮在漿液的上部，并且顆粒較石膏顆粒細且粘性大，因此石膏餅表面常被一層呈深褐色物質覆蓋，這層物質手感很黏，且很快會析出水分。如果廢水系統不能正常投用，系統中雜質就會累積，導致石膏脫水越來越困難。

1.4、吸收塔漿液或石膏漿液的含固量達不到要求

吸收塔漿液的含固量達不到要求，則直接導致石膏旋流器底流出來的石膏漿液含固量偏低。而如果石膏漿液含固量達不到要求，則直接影響脫水效果。

1.5、真空皮帶機真空達不到要求

具體原因有真空皮帶機處管道漏真空、氣液分離罐到真空泵的管道結垢堵塞或濾布孔徑過小等。如果真空泵及皮帶機的管道漏真空、氣液分離罐到真空泵的管道結垢堵塞，那么真空泵的抽吸能力就會減弱，就不能將皮帶機上石膏濾餅中的游離水吸出，導致石膏含水率超標。另外濾布孔徑過小則可能被雜質堵住，也會影響脫水效果。

2、石灰石－石膏濕法脫硫的工藝原理

2.1、脫硫系統補充水

脫硫系統補充水主要用途如下。

2.1.1、除霧器沖洗水

凈化煙氣攜帶的脫硫漿液微滴流經除霧器的過程中，在一級除霧器的上下兩側以及二級除霧器下側逐漸形成顆粒沉積，除霧器沖洗水用于沖洗這些固體顆粒，防止結垢，以保證除霧器正常流通面積。除霧器沖洗水量較大，占整個脫硫系統用水量的55%～80%，具體的需根據噴嘴布置情況確定，不同的布置情況，水量會有所差別。每個區域沖洗頻次一般為每40min沖洗1min。在機組負荷較低時，根據吸收塔除霧器前后壓降可適當減少沖洗頻次。另外，在吸收塔液位過低時，脫硫系統的補充水一般也通過除霧器沖洗方式對脫硫系統用水進行補充。

2.1.2、制漿用水

無論塊狀石灰石濕磨制漿還是石灰石粉加水調漿，其制漿用水均采用工藝水或石膏過濾水。如果采用工藝水制漿，則制漿用水量計入脫硫系統補水量；如果采用石膏過濾水（真空皮帶脫水機在真空泵的負壓作用下，從皮帶下側過濾出來的濾液）制漿，屬于脫硫系統內水的循環利用，其水量不計入脫硫系統補水量。

2.1.3.管道、設備沖洗水

管道和設備沖洗用水為間斷用水，用水量和脫硫系統相關設備的運行方式有關。在脫硫系統某個分系統停運后，為防止管道內漿液沉淀，需要對管道進行沖洗，然后排空。此外，當運行中設備的進、出口發生堵塞，導致系統運行阻力增大時，也需要對堵塞區域進行沖洗。管道和設備沖洗水直接進入系統，所用水量計入脫硫系統補水量。

2.2、采取措施排查處理

2.2.1、旋流器檢查調整

當旋流器出口漿液質量分數達不到皮帶脫水機所要求的50%左右時，就要進行檢查和調整，主要是調整旋流器的入口壓力。調整時，為了避免旋流子的磨損和出現堵塞，可以單獨增減旋流子的數量，而不是調整節流閘閥的開度。要調整其入口壓力到經驗值110～120kPa，入口壓力太高會使石膏漿液密度增大，磨損加大，入口壓力太低會造成脫水困難。根據現場實際，通過調整，使旋流器出口漿液質量分數達到皮帶脫水機所要求的50%左右。

2.2.2、真空皮帶機檢查調整

檢查真空皮帶機皮帶有無跑偏現象，如果真空皮帶跑偏，會使個別區域皮帶的脫水孔與摩擦帶重疊，真空度升高。實際檢查中發現皮帶有跑偏現象，調正皮帶后，真空度仍然偏高，實際讀數為－0．050kPa(當地為高原地帶，常年大氣壓為73kPa左右)。再檢查濾布有無堵塞現象，發現濾布透氣性不好，則停止石膏泵運行，對濾布進行反復沖洗，重新啟動系統后，真空度下降到－0．030kPa，基本正常。

2.3、控制石灰漿的濃度和PH值、風機送氧化空氣的量

如果發現風機送入吸收塔中的空氣量增加（風機電流升高），說明風機的風管有嚴重的污垢，要對其進行清理?？刂剖覞{的濃度，確保適當的石膏漿液排出量，保證其在吸收塔中有充足的停留時間，控制漿液的PH值，將漿液的PH值控制在（4.5-5.5）左右。。對漿液的溫度、吸收塔中的液位、漿液密度等進行實時監控，保證濕法脫硫工作正常進行；減少吸收塔中雜質的含量，保證系統中的廢水處理系統正常運行；對石灰石的質量、細度、活性等進行全面監督，保證石膏脫水工作的順利進行，同時還不影響石膏的質量。

2.4、靜電除塵器的檢查與維護

經過檢查發現靜電除塵器電場電壓為43kV左右，比正常值偏低5～8kV。靜電除塵器出口煙塵質量濃度為200mg/m3左右，比設計值高出100mg/m3，除塵效率偏低，進入脫硫的煙塵濃度明顯偏高。聯系維護人員對靜電除塵器電氣部分進行了檢查維修，第2、第3電場電壓升高到了49kV，第1、第4電場電壓升高到了45kV，脫硫入口煙塵質量濃度降低到120mg/m3。

3、結語

在電廠濕法脫硫工藝中石膏脫水系統受到很多方面因素的影響，設備、工藝條件、原料、燃料等，我們對導致石膏脫水難的原因進行了分析，主要表現在SO2的濃度超標、飛灰含量高、石灰漿的PH值不當、石灰漿溫度及石灰漿的密度。鑒于此種因素，本文特提出相應的解決對策，保證脫硫工作的順利進行，提高石膏脫水的質量以及實用價值。

參考文獻

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