呂雪冬，沈建軍

(內蒙古華電包頭發(fā)電有限公司，內蒙古 包頭 014000)

1 石灰石盲區(qū)現象的過程

機組負荷450 MW，入口SO2質量濃度為1 950 mg/m3，出口SO2質量濃度為165 mg/m3，脫硫效率為91.54%。石灰石漿液的質量分數為24.5%，石灰石漿液流量為25 t/h，吸收塔漿液pH值為5.4。機組負荷上漲至580MW，入口SO2質量濃度增加到2600 mg/m3。吸收塔漿液pH值逐漸下降，由于石灰石漿液供漿調節(jié)門在自動狀態(tài)，開度逐漸增加至100%，石灰石漿液流量達到最大值56 t/h，在6 h內吸收塔漿液的pH值逐漸降至4左右，出口SO2質量濃度增長至780 mg/m3，脫硫效率下降至70%，脫水系統無法正常運行，石膏含水量增加，真空泵電流增加，脫水后石膏呈白色稀泥狀。

2 石灰石盲區(qū)現象的原因分析

2.1 脫硫吸收塔內的化學反應過程

煙氣中的SO2被噴淋漿液中的水吸收與煙氣分離形成亞硫酸

進入吸收塔的石灰石在偏酸性漿液中溶解

亞硫酸的氧化結晶反應:

2.2 石灰石盲區(qū)形成的原因

由于鍋爐負荷增加或煤質改變，導致硫的質量分數增加，造成脫硫系統進口原煙氣SO2質量濃度突變，吸收塔內反應加劇，CaCO3的質量分數降低，pH值下降。為了提高吸收塔的pH值，要求增加吸收塔的石灰石漿液供漿流量(例如，石灰石供漿流量自動投入則會將調節(jié)門開大至100%)。但由于反應導致吸收塔漿液中CaSO3·HO的質量分數大量增高，但此時氧化風機的供氧流量一定，無法增加氧量使CaSO3·H2O迅速反應成 CaSO4·2H2O，由于 CaSO3·H2O可溶解性強先溶于水中，而CaCO3溶解較慢，CaSO3·H2O沉積在CaCO3顆粒表面，造成CaCO3顆粒無法與吸收塔漿夜溶解，石灰石漿液流量增加但吸收塔漿液的pH值反而下降，形成惡性循環(huán)，吸收塔內的反應無法正常進行。作者對吸收塔漿液取樣化驗并與正常運行的化驗結果進行了對比，對比結果見表1。

表1 吸收塔漿液化驗結果對比

3 出現石灰石盲區(qū)現象的其他原因

石灰石盲區(qū)現象也稱為漿液中毒，石灰石－石膏濕法煙氣脫硫產生石灰石盲區(qū)現象的原因很多，國內外關于石灰石盲區(qū)的成因還有如下4項。

(1)吸收塔漿液中Mg元素含量超標。由于石灰石粉中MgCO3質量分數過高，在吸收塔中造成Mg2+元素不斷增加，因Mg2+活性遠好于Ca2+，會發(fā)生同離子效應，在濃度較高的情況下首先結合陰離子，阻礙Ca2+與等離子的結合，從而抑制石灰石溶解速度。Ca2+與漿液中的，Cl－等離子結合產生的MgCO3，MgCO2等物質阻礙了吸收塔內各種化學物質的傳質過程，影響了各個環(huán)節(jié)的化學反應速度，造成脫硫反應過程受抑制。

(2)鋁、氟離子超標。漿液中的三價鋁和氟離子反應生成AlF3和其他物質的絡合物，呈黏性的絮凝狀態(tài)，附著于CaCO3表面，會導致CaCO3顆粒表面封閉無法溶解和反應，造成石灰石盲區(qū)，吸收塔漿液的pH值下降，脫硫率下降。

(3)Cl－濃度超標。吸收塔漿液中的Cl－主要來自于煙氣中的氯化物如HCl等，工藝水水質差也會使系統中的Cl－濃度越來越高，在吸收塔中氯化物大多是以CaCl2的形式存在，CaCl2濃度的增加會由于同離子效應抑制石灰石的分解速度，從而影響吸收塔內的化學反應。

(4)其他原因。吸收塔漿液密度高沒有及時外排，漿液中的CaSO4·2H2O過飽和會抑制CaCO3的溶解反應。靜電除塵器除塵后粉塵含量高或重金屬成分高，在吸收塔漿液內形成一個穩(wěn)定的化合物，附著在石灰石顆粒表面，影響石灰石顆粒的溶解反應;石灰石粉的細度CaO的含量不達標也會影響吸收塔內正常的化學反應。

4 石灰石盲區(qū)的處理方法

(1)申請機組降低負荷，減少原煙氣SO2總量。在不考慮脫硫效率的前提下，先暫停向吸收塔內供石灰石漿液，維持一段時間后，低pH值循環(huán)運行。將吸收塔內過量的石灰石粉消耗掉再少量地向吸收塔內供漿，停止脫水系統運行。將吸收塔漿液外排或排至事故漿液箱進行置換，吸收塔補充工藝水和新鮮石灰石漿液保持正常液位。

(2)出現石灰石反應盲區(qū)現象后可增開1臺氧化風機，增加氧化風量，使CaSO3·H2O迅速反應成CaSO4·2H2O。

(3)若脫硫系統入口粉塵濃度超標，則調整靜電除塵器參數和振打方式，降低此處粉塵濃度。

(4)增加廢水排放量，降低吸收塔漿液中的氯離子和鋁、氟離子含量。

5 石灰石盲區(qū)的危害

(1)脫硫效率低，出口二氧化硫含量超標，排放超標污染環(huán)境會受到環(huán)保部門的嚴厲處罰，影響單位經濟效益。

(2)吸收塔內的pH值過低，會加劇吸收塔內部及各水泵管道的腐蝕。

(3)脫硫系統無法正常運行，機組被迫降負荷，嚴重時會停機處理。

(4)超量添加石灰石漿液會造成浪費。

6 石灰石盲區(qū)的預防措施

(1)保持脫硫系統原煙氣流量及SO2的質量分數在設計范圍內，避免超出力運行。

(2)脫硫系統在正常運行期間，保持穩(wěn)定的pH值，以避免pH值波動太大。加強對石灰石供漿調節(jié)門的監(jiān)視，若鍋爐負荷或原煙氣中的SO2質量分數突然增加時，應將石灰石供漿調節(jié)門改為手動調節(jié)，根據原煙氣中SO2的質量分數緩慢調節(jié)供漿流量，避免因石灰石流量增加而出現石灰石盲區(qū)現象。

(3)運行中及時了解鍋爐負荷及煤質的變化，根據運行參數的變化情況提前分析，以縮短處理時間。

(4)調整靜電除塵器的運行參數和電場振打運行方式，提高靜電除塵器的工作效率，減少進入脫硫系統的粉塵量，加大廢水處理量，降低吸收塔漿液中的氯離子和鋁、氟離子含量。保持脫水系統正常運行，防止吸收漿液濃度過高，CaSO4·2H2O過飽和。

7 結束語

目前，國家對環(huán)境保護問題越來越重視，新建機組有取消旁路擋板設計的趨勢，若脫硫系統停運，主機也要同時停運。脫硫系統的投運率和二氧化硫的減排量與單位的經濟效益直接掛鉤。出現石灰石盲區(qū)現象會影響脫硫系統及主機的正常運行，通過對石灰石盲區(qū)的研究可以盡量避免此現象的發(fā)生，以提高脫硫系統的投運率。

［1］楊飏.二氧化硫減排技術與煙氣脫硫工程［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2004:132－134.

［2］郭東明.脫硫工程技術與設備［M］.北京:化學工業(yè)出版社，2007:44－45.

［3］周祖飛.濕式石灰石－石膏煙氣脫硫系統的工藝控制［J］.環(huán)境科學與技術，2005，28(2):80 －81.