脫硫石膏含水率高的原因分析及對策

楊洪波

摘要：在脫硫工藝中石灰石-石膏濕法脫硫技術在電站鍋爐系統應用最為廣泛，但隨著脫硫系統運行時間長，脫硫石膏產品質量出現含水率偏高的問題，本文針對脫硫石膏含水率高的現象，確定影響因素，運用變量分析方法，實施相關對策，取得了顯著的效果，使脫硫石膏的含水率達標。

關鍵詞：脫硫石膏;含水率;影響因素;對策

1引言

某裝置脫硫系統采用石灰石——石膏濕法脫硫技術，副產品為石膏。自2018年1月份起副產品石膏含水率持續偏高，石膏表面出現粘稠狀物體，影響到設備的穩定運行，為了解決脫硫石膏含水率高的問題，保障脫硫設備長周期運行，本文通過研究石膏形成的機理，分析影響脫硫石膏含水率的各種因素，提出改善方法，實施了多種處理措施，取得了顯著的成效。

2 脫硫石膏形成的機理

脫硫石膏是煙氣脫硫的副產品，煙氣與漿液充分接觸被漿液冷卻并達到飽和，煙氣中的SO2、SO3、HCl、HF等酸性組份被吸收，脫硫反應生成的亞硫酸鈣（CaSO3·1/2H2O）氧化為石膏（CaSO4·2H2O）。吸收塔漿池中反應形成的石膏漿液，吸收塔的石膏漿液濃度達到高設定值，通過石膏排出泵送至石膏旋流站，進入石膏脫水系統。送到石膏旋流站進行一級脫水。石膏旋流站的下溢濃縮液依靠重力直接送到真空皮帶脫水機進行二級脫水，控制脫水機上的石膏層厚度以確保脫水性能，從真空皮帶排出的石膏含水量不大于10%，直接送到石膏庫。

3 影響脫硫石膏含水率的因素

2018年初，某裝置石膏含水量偏大問題顯著，不能正常拖運。為此，某裝置組織召開專題對接會，通過對石膏的成色、氣溫成分、多次運行調整等角度進行分析，石膏中含水率約為13.00%，含水率不合格率為85.71%，石膏中含水率約為14.70%，含水率合格率為0%。

而根據研究石膏形成的機理[1]可知，形成合格的石膏要達成合適密度必然滿足合適的漿液PH、合適的供氧量、充分反應、脫水效果?，F確定影響因素如下：

3.1.1 吸收塔漿液的PH不合適

濕法脫硫技術的運行經驗表明，在其它參數基本穩定的工況下，升高漿液pH值即增加石灰石漿液量，可在一定程度上提高脫硫效率。但若長時間保持高pH運行，會導致石膏中未完全反應的CaCO3和CaSO3含量增加，品質下降，因此工藝控制中必須兼顧煙氣脫硫和SO32-氧化對漿液pH的要求，一般控制PH在5.2～5.3。

3.1.2供氧量不足

氧化風機供氧量不足，導致石膏漿液氧化反應時間不足，造成石膏生成量不足，密度不佳，CaSO3。1/2H2O含量會高，從而形成石膏漿液分層，導致脫水效果不佳。

3.1.3 漿液氯離子及氨氮離子含量高

通過查閱文獻資料可知，吸收塔漿液或廢水中Cl-、NH4+含量高會抑制石膏晶體的反應形成，使化學反應不充分。

（1）氯離子的負作用

吸收塔漿液中氯化物濃度升高，會抑制二氧化硫溶解生產亞硫酸氫根，引起石膏中碳酸鈣含量增大，氯離子含量增加，石膏脫水性能下降，石膏品質惡化。

（2）氨氮的負作用

在一定條件下碳酸鈣與硫酸氫銨可以反應生成NH4+、H+、SO42-，另外NH4+較Ca2+活潑，在一定程度上影響碳酸鈣的充分反應，造成供漿過量或碳酸鈣反應不完全;在石膏中會含有一些氨的絡合物，這部分絡合物具有一定的吸潮性能，最終會影響石膏含水率偏高;漿液中氨氮含量高，影響了漿液的反應，同時影響漿液PH值的提升，容易造成運行監盤人員誤判。

3.1.4 吸收塔入口飛灰含量高

電袋除塵器除塵效果下降，煙氣攜帶的飛灰的干擾。某裝置電袋除塵器已運行6年，電區在鍋爐吹灰時頻繁跳停，1#、2#爐袋區只進行局部更換，1#、2#爐吹灰時相應的吸收塔入口粉塵明顯上升，尤其以1#爐的問題較為顯著。電袋除塵器除塵效果下降，造成進入吸收塔內的粉塵增加，在一定程度上抑制二水合硫酸鈣生成，從而影響石膏的品質。

3.1.5 脫水設備故障

石膏漿液旋流器旋流子磨損、堵塞，真空皮帶脫水機沖洗水管外漏、濾布沖洗不干凈，造成脫水效果不好，影響石膏的質量。

3.1.6 石膏漿液密度不高

石膏漿液密度偏低，會導致CaSO4.2H2O含量低，進而造成脫水效果不好，影響石膏的質量。

4 實施改善對策

針對影響脫硫石膏的含水率高的因素，通過變量分析法對本次脫硫石膏含水率高的情況，實施相應的對策。

4.1.1選擇合適的漿液PH[2]

根據工藝指標的要求，吸收塔漿液的PH控制范圍為5.2～5.8，使漿液的PH靠低限運行，利于SO2的吸收反應。

4.1.2確定足夠的供氧量

吸收塔漿液PH值不變，通過啟動備用氧化風機運行，調整氧化風機的出口壓力， 供氧量不足是本次石膏含水率高在石膏脫水困難時，保持合適的PH值，間斷地啟動兩臺氧化風機保證氧化效果，使得石膏具有良好的脫水性能。

4.1.3 降低漿液或廢水氯離子及氨氮含量

通過置換塔內漿液恢復脫硫廢水外排操作，將1#、2#吸收塔部分“中毒”漿液置換成新鮮漿液，把1#、2#塔內舊漿液通過事故漿液箱逐步打入3#塔，置換漿液、加強廢水排放量，補充新鮮漿液，能從本質上較大程度改善石膏含水率高的問題。

4.1.4 降低吸收塔入口飛灰含量高

2018年6月在1#爐檢修期間，將1#電袋除塵器袋區布袋全部更換為超凈濾袋，并對電區極板進行清掃。

4.1.5 更換石膏漿液旋流子或真空皮帶脫水機濾布

通過更換石膏漿液旋流子或真空皮帶脫水機濾布，能提高脫水設備的脫水能力，降低脫硫石膏的含水率。

3.1.6 適當提高石膏漿液密度

在以上效果均使用后，還要進一步的降低脫硫石膏的含水率，可采用逐步提高石膏漿液密度，但最大不超過1200mg/m3，脫水效果顯著。

綜上所述，采取具體的對策后，脫硫石膏含水率大大降低，石膏品質達標。

5 結論

某裝置2018年1月份以來，脫硫石膏含水率高，無法外運。本次從脫硫石膏形成的機理出發，確定了六大影響因素，通過變量分析的方法，逐一試驗調整，確定其影響的情況，制定了具體的對策，較大降低脫硫石膏含水率高的現狀，取得了顯著的成效。

參考文獻

[1] 蔣文舉等.煙氣脫硫脫硝技術手冊[M].北京：化學工業出版社，2007.2.

[2] 中韓（武漢）石油化工有限公司熱電聯產裝置崗位操作法，2017.8.