探讨湿法脱硫系统石膏含水率高的原因

陈琳

摘要：当前我国的石膏湿法脱硫方法在大型火力发电机组之中获得十分广泛额应用，其副产品石膏也得到一定程度的应用，而石膏含水率则是评价脱硫系统运行情况的一个重要指标，基于此，本文从实际出发探讨了湿法脱硫系统石膏含水率高的原因分析。

关键词：湿法脱硫；石膏含水率；原因

中图分类号：TF704文献标识码： A

引言

根据中国电力企业联合会2009年关于火电厂烟气脱硫设备使用现状调查报告数据，全国火电厂已投运烟气脱硫的机组中，90%以上采用石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺。随着国家能源战略重点转移，越来越多的电厂在西部地区建成并向东部输送电力。西部地区生态环境比较脆弱，因此对燃煤电厂节能降耗特别是水资源的有效利用提出了更高的要求。对于空冷机组燃煤电厂，脱硫系统为电厂水耗的第一大户，水耗占电厂总水耗的40%～50%，研究脱硫系统水耗及系统水平衡特点，实现最大限度的节水并维持平衡，具有重要意义。燃煤电厂石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫系统用水可分为脱硫系统工艺水（以下简称工艺水）和工业水。工艺水引自循环水排污水（湿冷机组）或辅机冷却水（空冷机组），主要用水点为除雾器冲洗、设备（管道）冲洗、制浆用水等；工业水引自厂区工业水系统，主要用水点为湿式球磨机和氧化风机等设备冷却水、泵类转动设备的轴封冷却、水环真空泵用水（滤布冲洗）以及石膏冲洗用水。

1、石膏含水率偏高的主要因素

1.1、石膏浆液中杂质过多

杂质主要指飞灰以及石灰所带来的杂质等，这些杂质严重干扰了吸收塔内化学反应的正常进行，影响了石膏的结晶和大颗粒石膏晶体的生成；另一方面杂质夹在石膏晶体之间，堵塞了游离水在石膏晶体间的通道，使石膏脱水变得困难。

1.2、吸收塔浆液密度反映了吸收塔中浆液的饱和情况

密度过低，表明吸收塔中CaSO4浓度低，CaSO3浓度高，此时如果将石膏浆液排出吸收塔会导致石膏中的CaSO3增加。由于其粒径小，既浪费石灰石、降低石膏品质，又会使石膏脱水困难；密度过高，表明石膏浆液中CaSO4和CaSO3均过量，CaSO4会抑制SO2的吸收，不利于CaSO3的溶解，此时若排出石膏，由于碳酸钙粒径小，会造成浆液脱水困难。

1.3、废水系统不能正常投用，系统中杂质不能正常排出

脱硫系统中排出的废水取自废水旋流器的溢流，主要为飞灰、石灰中带来的杂质以及未溶的石灰。由于这些杂质大多质量相对较轻，当石膏浆液流到皮带机滤布上时，较轻的杂质漂浮在浆液的上部，并且颗粒较石膏颗粒细且粘性大，因此石膏饼表面常被一层呈深褐色物质覆盖，这层物质手感很黏，且很快会析出水分。如果废水系统不能正常投用，系统中杂质就会累积，导致石膏脱水越来越困难。

1.4、吸收塔浆液或石膏浆液的含固量达不到要求

吸收塔浆液的含固量达不到要求，则直接导致石膏旋流器底流出来的石膏浆液含固量偏低。而如果石膏浆液含固量达不到要求，则直接影响脱水效果。

1.5、真空皮带机真空达不到要求

具体原因有真空皮带机处管道漏真空、气液分离罐到真空泵的管道结垢堵塞或滤布孔径过小等。如果真空泵及皮带机的管道漏真空、气液分离罐到真空泵的管道结垢堵塞，那么真空泵的抽吸能力就会减弱，就不能将皮带机上石膏滤饼中的游离水吸出，导致石膏含水率超标。另外滤布孔径过小则可能被杂质堵住，也会影响脱水效果。

2、石灰石－石膏湿法脱硫的工艺原理

2.1、脱硫系统补充水

脱硫系统补充水主要用途如下。

2.1.1、除雾器冲洗水

净化烟气携带的脱硫浆液微滴流经除雾器的过程中，在一级除雾器的上下两侧以及二级除雾器下侧逐渐形成颗粒沉积，除雾器冲洗水用于冲洗这些固体颗粒，防止结垢，以保证除雾器正常流通面积。除雾器冲洗水量较大，占整个脱硫系统用水量的55%～80%，具体的需根据喷嘴布置情况确定，不同的布置情况，水量会有所差别。每个区域冲洗频次一般为每40min冲洗1min。在机组负荷较低时，根据吸收塔除雾器前后压降可适当减少冲洗频次。另外，在吸收塔液位过低时，脱硫系统的补充水一般也通过除雾器冲洗方式对脱硫系统用水进行补充。

2.1.2、制浆用水

无论块状石灰石湿磨制浆还是石灰石粉加水调浆，其制浆用水均采用工艺水或石膏过滤水。如果采用工艺水制浆，则制浆用水量计入脱硫系统补水量；如果采用石膏过滤水（真空皮带脱水机在真空泵的负压作用下，从皮带下侧过滤出来的滤液）制浆，属于脱硫系统内水的循环利用，其水量不计入脱硫系统补水量。

2.1.3.管道、设备冲洗水

管道和设备冲洗用水为间断用水，用水量和脱硫系统相关设备的运行方式有关。在脱硫系统某个分系统停运后，为防止管道内浆液沉淀，需要对管道进行冲洗，然后排空。此外，当运行中设备的进、出口发生堵塞，导致系统运行阻力增大时，也需要对堵塞区域进行冲洗。管道和设备冲洗水直接进入系统，所用水量计入脱硫系统补水量。

2.2、采取措施排查处理

2.2.1、旋流器检查调整

当旋流器出口浆液质量分数达不到皮带脱水机所要求的50%左右时，就要进行检查和调整，主要是调整旋流器的入口压力。调整时，为了避免旋流子的磨损和出现堵塞，可以单独增减旋流子的数量，而不是调整节流闸阀的开度。要调整其入口压力到经验值110～120kPa，入口压力太高会使石膏浆液密度增大，磨损加大，入口压力太低会造成脱水困难。根据现场实际，通过调整，使旋流器出口浆液质量分数达到皮带脱水机所要求的50%左右。

2.2.2、真空皮带机检查调整

检查真空皮带机皮带有无跑偏现象，如果真空皮带跑偏，会使个别区域皮带的脱水孔与摩擦带重叠，真空度升高。实际检查中发现皮带有跑偏现象，调正皮带后，真空度仍然偏高，实际读数为－0．050kPa(当地为高原地带，常年大气压为73kPa左右)。再检查滤布有无堵塞现象，发现滤布透气性不好，则停止石膏泵运行，对滤布进行反复冲洗，重新启动系统后，真空度下降到－0．030kPa，基本正常。

2.3、控制石灰浆的浓度和PH值、风机送氧化空气的量

如果发现风机送入吸收塔中的空气量增加（风机电流升高），说明风机的风管有严重的污垢，要对其进行清理。控制石灰浆的浓度，确保适当的石膏浆液排出量，保证其在吸收塔中有充足的停留时间，控制浆液的PH值，将浆液的PH值控制在（4.5-5.5）左右。。对浆液的温度、吸收塔中的液位、浆液密度等进行实时监控，保证湿法脱硫工作正常进行；减少吸收塔中杂质的含量，保证系统中的废水处理系统正常运行；对石灰石的质量、细度、活性等进行全面监督，保证石膏脱水工作的顺利进行，同时还不影响石膏的质量。

2.4、静电除尘器的检查与维护

经过检查发现静电除尘器电场电压为43kV左右，比正常值偏低5～8kV。静电除尘器出口烟尘质量浓度为200mg/m3左右，比设计值高出100mg/m3，除尘效率偏低，进入脱硫的烟尘浓度明显偏高。联系维护人员对静电除尘器电气部分进行了检查维修，第2、第3电场电压升高到了49kV，第1、第4电场电压升高到了45kV，脱硫入口烟尘质量浓度降低到120mg/m3。

3、结语

在电厂湿法脱硫工艺中石膏脱水系统受到很多方面因素的影响，设备、工艺条件、原料、燃料等，我们对导致石膏脱水难的原因进行了分析，主要表现在SO2的浓度超标、飞灰含量高、石灰浆的PH值不当、石灰浆温度及石灰浆的密度。鉴于此种因素，本文特提出相应的解决对策，保证脱硫工作的顺利进行，提高石膏脱水的质量以及实用价值。

参考文献

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