湿法脱硫石膏脱水困难的原因和控制措施

戴旭东

关键词：湿法脱硫石膏;脱水困难;原因分析;控制措施

湿法脱硫石膏技术是当前烟气脱硫极其重要的技术，此技术主要运用的是石灰石吸收剂，能够有效吸收烟气里的SO2，并通过反应形成石膏。因为湿法脱硫石膏技术应用越来越广泛，所以石膏产物的排放量越来越大。脱硫石膏能够良好用于商业领域，不过对脱硫石膏具有一定的要求，如颗粒度应为100μm、含水率应为10%。但是脱硫石膏的脱水非常困难，这就很大程度上影响了脱硫石膏的商业质量。于是就对石膏脱水困难原因展开了研究。

一、湿法脱硫石膏脱水困难的现状

在此以某电厂的脱硫装置为例，其烟气脱硫运用的是石灰石-石膏湿法脱硫技术，一炉双塔，吸收塔浆液搅拌运用的是脉冲悬浮形式，石膏脱水运用的是石膏旋流器以及真空皮带脱水机。操作过程中，经常发生石膏脱水困难的现象，所以石膏含水较大，在石膏库中经常结块，甚至还会出现稀泥状，石膏根本没法脱水成型。一般正常的石膏脱水以后都是颗粒分明的。

二、湿法脱硫石膏脱水困难的原因

（一）投油稳燃和烟尘浓度影响

首先，投油稳燃。因为锅炉在开启、停运、低负荷稳燃和深度调峰的过程中，会消耗很多的燃油，一旦运行不稳定，就会导致锅炉燃烧不充分，從而产生未燃油污和油粉混合物，这些物质随着烟气就会进到吸收塔浆液中，因吸收塔作用，会产生细碎泡沫，进而聚集在浆液的表面。另外，有些油污还会受搅拌和喷淋的影响迅速分散在吸收塔浆液中，和石灰石、亚硫酸钙产生反应，形成薄油膜，包裹在石灰石颗粒的表面，从而抑制石灰石溶解以及亚硫酸钙氧化，不仅会影响脱硫的效率，而且还会影响石膏的生成。其次，烟尘浓度。如果烟尘和石膏浆液一同进到真空皮带机，就会堵塞滤布，从而造成石膏脱水困难。

（二）石膏浆液品质影响

石膏浆液品质影响主要包括三个方面，分别为：浆液密度、浆液强制氧化程度以及杂质含量。首先，浆液密度。浆液密度指的就是吸收塔浆液的密集程度，要是密度较小，则代表浆液里的CaSO4较少、CaCO3较多，这时就会浪费较多的CaCO3，并且CaCO3颗粒较小，会造成石膏脱水困难;要是密度较大，则代表浆液里的CaSO4较多，而CaSO4会抑制CaCO3溶解、SO2吸收，所以当CaCO3同石膏浆液一起进到脱水系统中也会影响石膏的脱水情况。其次，浆液强制氧化程度。浆液强制氧化就是往浆液里加入大量的空气，让亚硫酸钙氧化成硫酸钙，其氧化率可达95%，这样能够使浆液里的石膏种类良好用在晶体成长中。如果氧化不完全，就会产生亚硫酸钙和硫酸钙的混合晶体，从而造成结垢。一般浆液强制氧化程度会受很多因素影响，主要包括：氧化空气量、浆液停留时间以及浆液搅拌效果等等，所以当氧化空气量不够、浆液停留时间较少、搅拌不合理的时候，都会导致塔里的CaSO3·1/2H2O过大，从而造成石膏脱水困难。最后，杂质含量。通常杂质都是来自烟气与石灰石，会在浆液里构成杂质离子，进而影响石膏晶格的结构。因为烟尘会溶出大量的重金属，重金属会阻碍Ca2+和HSO3-反应，使浆液的F-与Al3+变多，进而产生氟铝络合物AlFn，包裹在石灰石的表面，使石膏脱水困难。

（三）设备运行影响

通常设备运行影响因素有两个，分别为：石膏脱水系统和脱硫废水处理系统。对于石膏脱水系统来说，主要影响部分就是石膏旋流器的入口压力与沉砂嘴尺寸。首先，入口压力。如果旋流器的入口压力较小，固液分离效果就会变差，底流浆液含固量就会变少，从而影响石膏脱水效果;如果旋流器的入口压力较大，分离效果会很好，不过设备磨损会非常严重。其次，沉砂嘴尺。如果沉砂嘴的尺寸较大，会导致底流浆液含固量较小，使得真空皮带机脱水效果较低。通常真空皮带机的脱水效果影响因素有三个，分别为：真空度、滤布透气性与滤饼厚度。如果真空度较大，滤布空隙会发生堵塞，使石膏水分抽吸性能较低，从而造成石膏脱水效果较差。如果滤布透气性较低，过滤通道就会发生堵塞，从而导致石膏脱水困难。其次，脱硫废水处理系统。要是脱硫废水处理系统不正常运行，就会使杂质进到浆液中，使浆液品质变差，最终影响脱水效果。

三、湿法脱硫石膏脱水困难的控制措施

（一）优化锅炉运行燃烧

可以通过调整锅炉启停以及低负荷运行下的投油稳燃来优化脱硫系统。还可以通过控制浆液循环泵的投运数量，来降低油粉混合物的影响。

（二）控制烟尘浓度

从长期以及经济角度考虑，可以通过调整参数，来控制除尘器出口的烟尘浓度，从而加大除尘器的效果。

（三）实时监控

应当实时监控浆液的密度、氧化空气量、吸收塔液位以及浆液搅拌装置，来保证脱水效果。

（四）调整石膏旋流器与真空皮带机

通过调整石膏旋流器与真空皮带机，来控制石膏旋流器的入口压力与皮带机真空度，以保证设备运行最佳。

（五）减少杂质量

应定期排放脱硫废水，以较低吸收塔浆液的杂质量，保证脱水效果。

四、总结

通过上述内容可知，湿法脱硫石膏脱水困难的情况非常严重，影响原因有很多，需要深入分析，以清楚脱硫反应的机理与运行特点，并控制好各项参数，以确保脱硫石膏良好脱水。

参考文献：

[1] 邓庆德，车建炜，岳益锋，等. 影响脱硫石膏品质的因素及其改善措施[J]. 发电与空调，2014，35（5）：14 - 17.

[2] 李守信，胡玉亭，纪立国. 湿式石灰石-石膏法烟气脱硫中石膏质量的工艺控制因素[J]. 电力环境保护，2002，18（3）：5 - 7.

[3] 曲立涛，陶莉，杨小玲，等. 锅炉投油燃烧对FGD脱硫系统的影响[J]. 湖南电力，2013，33（2）：48 - 51.

[4] 祁君田，田改珍，吴望民，等. 烟尘浓度对湿法脱硫吸收塔的影响及对策[J]. 热力发电，2009，38（8）：76 - 78.

[5] 吕新社. 湿法脱硫系统石膏含水率高的原因分析[J]. 华电技术，2013，35（12）：61 - 63.