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摘要：在湿法烟气脱硫系统中，常出现因石膏含水率高而导致石膏品质下降的问题。文章针对石膏脱水困难的问题，从原料品质、浆液成分、运行设备等方面总结了出现该问题的原因，提出了相应的预防措施。优选的解决方法是从源头上控制原料品质，并且从监控手段和运行调整上进行预防，以期解决石膏脱水困难的问题，进而提高石膏的品质。
关键词：湿法脱硫；脱水困难；原料品质；措施
1、石膏的生成及脱水工艺
烟气中的SO2与石灰石浆液中的CaCO3反应生成Ca CO3•1/2H2O，经过氧化反应生成Ca SO4•2H2O，含有Ca SO4•2H2O晶体的吸收塔浆液经由石膏排出泵打到石膏旋流站进行一级脱水，石膏旋流站的溢流浆液流入滤液水箱，底部的石膏浆液进入到真空皮带脱水机进行二次脱水。
2、含水率超标情况
若石膏旋流站的不能使浆液脱水至40%-50%，多出的水分就要进入真空皮带脱水机，进而影响真空皮带机的脱水效果。某电厂脱硫石膏化学成分抽样分析结果见表1。
根据对电厂石膏的抽样检测可以得出，Ca2+与SO42-具有同离子增长效应，与Cl具有负相关的线性关系，Ca SO3•1/2H2O与Ca CO3具有同步增减的趋势。
而石膏含水率与石膏中残留的碳酸钙的增减起伏大致相同，初步推测石膏中Ca SO3•1/2H2O及残留的碳酸钙的含量可以表征石膏中的含水率。
3、石膏脱水效果的影响因素
3.1脱硫反应条件
3.1.1浆液p H浆液
p H对石膏品质具有重要影响，在实际脱硫生产运行中，浆液p H理论上应控制在5.0-5.8左右，浆液p H偏高有利于SO2的吸收，不利于Ca CO3的溶解，p H偏高将导致过量的残余石灰石进入到石膏中。p H偏低将生成大量的亚硫酸盐。在监测期间脱硫塔浆液的p H平均值为6.6，超出理论标准值，残余的的石灰石进入到石膏中，从而影响石膏的脱水效果。因此，为了确保后期石膏的品质，应建议适当的降低石灰石的供浆量，将浆液的p H稳定在标准范围内。
3.1.2浆液温度
在脱硫运行过程中，随着浆液温度的降低，Ca SO3•1/2H2O溶解度将会降低，而温度升高时，Ca SO4•2H2O将脱水形成无水Ca SO4，因此，为了保证生产合格的石膏颗粒，避免出现系统结垢问题，工艺控制上应将石膏结晶温度稳定在合适的范围内。
3.1.3石灰石品质
电厂使用的石灰石的品质较差，所含杂质较多，Ca O质量分数平均为47.82%，低于标准值；酸不溶物质量分数平均为20.48%，严重超过标准值；石灰石纯度一般要求大于90%，如果其中黏土或其他杂质过多，会抑制石膏晶体生长及氧。该电厂的Ca CO3含量低于标准值，石灰石纯度不高，抑制了石膏晶体的生长和氧化，进而影响了石膏的脱水效果。根据表1可以得出，石膏中残留的Ca CO3对石膏脱水效果也有重要影响。未参与反应的Ca CO3夹杂在石膏中，影响了石膏的结晶过程，石膏颗粒间夹带的毛细水量增多，石膏颗粒整体偏小，在同样的脱水工况下不易脱除，最终导致石膏含水率超标。
3.1.4入口烟气含尘量超标
入口烟气中的飞灰在运行中不断溶出一些金属离子且浓度会逐渐升高，不断富集的重金属离子不利于吸收塔内SO2的去除，并且对石膏晶体的生成产生不利影响。
3.1.5氯离子含量的影响
石膏浆液中氯离子主要来自烟气中的HCl和工艺水，其含量的多少对石膏脱水效果也具有重要影响。随着Cl浓度的增大，石膏含水率不断升高。
Cl含量过高，将会影响石膏的结晶过程，使得晶体结构发生改变，产生更多晶核，石膏晶体变得多样化并且不容易长大，不利于石膏脱水；Ca2+与Cl结合将会生成带有6个结晶水的Ca Cl2，一定量的水残留在石膏晶体内部，使得石膏的含水率增大；大量的Ca Cl2堵塞了游离水在石膏在结晶之间的通道，加大了石膏脱水的难度。
3.1.6氧化空气量
O2参与烟气脱硫的整个化学过程，将HSO3-氧化成SO42-，随着烟气中O2含量的增加，Ca SO4•2H2O的形成加快，降低石膏中HSO3-含量，从而提高石膏的品质。如果氧化空气管发生堵塞，将会降低石膏的品质，从而造成石膏脱水困难。
3.1.7真空皮带机滤布堵塞
真空皮带机上的滤布变脏，石膏浆液中细小颗粒比例升高，阻塞了皮带机滤布的滤水通道，加大了浆液中的水分从滤布孔隙中分离出来的难度。
3.1.8吸收塔浆液起泡溢流影响
当吸收塔浆液出现起泡溢流严重现象时，石膏排出泵的入口处的泡沫增多，从而导致泵出口的压力不稳定，进而无法正常排出石膏。
3.1.9浆液的搅拌强度
浆液的搅拌强度不均匀时，将导致石膏晶体过细或者出现针状或者层状的晶体，因此浆液的搅拌强度对石膏结晶也会产生影响。
3.2系统及设备的运行
3.2.1浆液循环泵
浆液循环泵长期在气蚀条件下运行，将会出现腐蚀，入口滤布堵塞的现象。从而导致浆液循环泵压力下降，无法保证提供正常的气液比，进而导致脱硫反应无法正常进行，从而影响石膏脱水的性能。
3.2.2氧化风管及搅拌器
氧化风管用于确保氧气的正常输送，搅拌器可使塔内的反应更加均匀，并且保证氧化风管输送的氧气均匀地分散到反应体系中。若是氧化风管和搅拌器叶片出现腐蚀或者断裂破损的现象时，将导致脱硫反应不均匀，氧化空气量不均匀，进而增大了脱水的难度。
3.2.3石膏脱水系统
3.2.3.1一级脱水系统设备故障石膏浆液旋流子内部破损将会导致分离结果变差，从而导致底流浆液减少；旋流子沉砂嘴磨损严重，将造成孔径增大，分离效果变差。
3.2.3.2二级脱水系统故障冲洗水不正常，真空皮带脱水机的真空系统及滤布的厚薄，滤布或者皮带是否存在堵塞问题都会影响石膏的脱水效果。
4、控制对策
结合电厂的实际脱硫运行工况，并参照石膏脱水困难的主要影响因素，从石灰石到石膏的整个生产流程进行分析，提出相应具体解决石膏脱水困难的措施。
(1)加强对石灰石品质的监督，确保石灰石中的Ca CO3含量符合国家标准，降低吸收塔中杂质的含量。石灰石颗粒90%通过325目筛或者250目筛，确保其纯度大于90%。
(2)控制入口的烟气含尘量，若入口的烟气含尘量高于标准状况，应打开旁路烟道，降低增压风机的风量，减少进入到脱硫吸收塔中的烟气含量，降低对浆液的污染。
(3)对吸收塔内的浆液p H、温度、氧化空气量等参数进行实时监测，保证脱硫反应正常运行。
(4)控制浆液搅拌强度，确保生成正常的石膏晶体。
(5)确保脱硫废水系统的投运，有效地控制重金属离子和Cl-的含量，定期排放废水，减少吸收塔内杂质的含量。
结束语
石灰石-湿法脱硫技术中，影响石膏脱水系统效率的因素很多，且相互联系，是一个复杂的过程。日常工作中，针对上述因素，依次做好相关检查，并及时调整相应环节，才能保证石膏正常脱水且品质达标。
参考文献
[1]徐铮,胡明华,孙建峰.电厂脱硫石膏含水率超标原因分析及控制措施建议[J].工业安全与环保.2012(09).
[2]李东梅,董雪峰,郭阳,吴文龙.电厂湿法脱硫系统石膏脱水困难的影响因素[J].热力发电.2011(10).
论文作者:郭建鹏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/18
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