劉以清

【摘 要】在石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行中最常見(jiàn)的漿液異常情況有漿液“中毒”、漿液反應(yīng)閉塞和石膏脫水困難。論文從雜質(zhì)離子的引入和運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整兩個(gè)方面分析了漿液異常的原因，并總結(jié)我廠運(yùn)行狀況給出漿液異常的處理建議。

【Abstract】In the operation of limestone-gypsum wet desulphurization system， the most common abnormal conditions of slurry are slurry “poisoning”， slurry reaction block and gypsum dehydration difficulty. The paper analyzes the causes of abnormal slurry from two aspects： the introduction of impurity ions and the adjustment of operation parameters. It also summarizes the operation situation of our factory， and gives some suggestions to deal with the abnormal slurry.

【關(guān)鍵詞】燃煤電廠；石灰石；脫硫系統(tǒng)；處理

【Keywords】coal-fired power plant； limestone； desulfurization system； treatment

【中圖分類號(hào)】TF704.3 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）06-0191-02

1 燃煤電廠石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)漿液異常的現(xiàn)象

1.1 漿液“中毒”

對(duì)FGD運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的SO2去除效率急劇降低、pH值無(wú)法控制、吸收塔起泡溢流等現(xiàn)象，俗稱為漿液“中毒”。在運(yùn)行中可以發(fā)現(xiàn)，漿液“中毒”通常發(fā)生在升爐后1～2周或是石灰石粉、工業(yè)水水質(zhì)、煤種變換或設(shè)備故障時(shí)，通常出現(xiàn)的現(xiàn)象是漿液顏色發(fā)黑、流動(dòng)性降低變“黏”，數(shù)天之后在液位計(jì)顯示正常情況下溢流管出現(xiàn)溢流。

1.2 漿液反應(yīng)閉塞

吸收塔漿液“中毒”的根本原因是漿液與SO2的吸收與氧化過(guò)程放緩或反應(yīng)閉塞，“閉塞”石灰石的物質(zhì)主要有亞硫酸鈣、石膏、粉塵、Al2O3生成的絡(luò)合物[1]。其表現(xiàn)為：pH值突降至4左右，增大供漿量pH值仍無(wú)明顯上升、漿液中碳酸鈣含量高、脫硫效率大幅度降低、石膏呈現(xiàn)灰白色等。

1.3 石膏脫水困難

石膏漿液脫水困難也是漿液品質(zhì)惡化的表現(xiàn)之一。在運(yùn)行中出現(xiàn)吸收塔溢流和漿液反應(yīng)閉塞的情況通常采用漿液置換的方式進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)在正常的皮 帶轉(zhuǎn)速和真空度的情況下出現(xiàn)石膏濾餅呈稀泥狀，則說(shuō)明漿液中毒嚴(yán)重，通常需要加大廢水排放和漿液置換才能緩解。對(duì)濕石膏檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：含水率>12%、CaSO4·H2O<90%、CaCO3>1.5%；檢測(cè)漿液發(fā)現(xiàn)：F-、Cl-、鹽酸不溶物含量高于正常值，漿液中CaCO3含量高，漿液沉淀分層不明顯，電鏡下石膏晶體結(jié)構(gòu)呈針狀或片狀。實(shí)驗(yàn)室條件下加大抽濾真空度對(duì)石膏含水率無(wú)明顯影響，用酒精沖洗石膏表面抽濾效果明顯改善，分析得出是由于雜質(zhì)離子的引入改變了分子間作用力，當(dāng)溶劑極性改變，去除了毛細(xì)管結(jié)合水之間的張力，從而能夠脫水。

2 燃煤電廠石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)漿液異常的原因

2.1 雜質(zhì)離子的引入

2.1.1 工業(yè)水水質(zhì)異常

目前大多數(shù)電廠執(zhí)行“廢水零排放”制度，廠區(qū)中水回用即為工業(yè)水。如果工業(yè)水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，其中Cl-、SO42-、金屬離子（Ca2+、Mg2+）、懸浮物等會(huì)在吸收塔內(nèi)形成堿性物質(zhì)、絡(luò)合物及粘性雜質(zhì)，吸收塔內(nèi)漿液析出CO2，在擾動(dòng)作用下形成大量泡沫[2]，在使用循環(huán)冷卻水作為補(bǔ)水的電廠，循環(huán)冷卻水中使用的殺菌劑也起到表面活性的作用，使?jié){液表面張力降低。

2.1.2 石灰石粉品質(zhì)不佳

參考重慶市發(fā)布的DB50T 378-2011《煙氣脫硫（濕法）石灰石粉》，石粉中CaO含量至少≥47.5%（二等品）；河北省地方標(biāo)準(zhǔn)DB13/T 2032-2014《煙氣脫硫（濕法）用石灰石粉》對(duì)MgCO3含量要求≤5.0%，鹽酸不溶物≤6.0%。石粉中的雜質(zhì)（MgCO3，AL2O3、SiO2、Fe2O3等鹽酸不溶物）對(duì)漿液的影響可從三個(gè)方面分析：一是在50℃時(shí)，Mg（OH）2的溶解度高，H+優(yōu)先與Mg（OH）2反應(yīng)，限制了CaCO3的溶解，同時(shí)MgCO3與CaCO3晶體之間的力的作用，導(dǎo)致CaCO3溶解度下降，在pH小于5.2的條件下幾乎沒(méi)有活性；二是Mg2+離子的加入，漿液中生成粘性物質(zhì)MgSO4，增加了漿液的表面張力，在攪拌器和噴淋層的擾動(dòng)下產(chǎn)生大量泡沫，三是溶解鹽提高了漿液的硬度，增強(qiáng)了泡沫的穩(wěn)定性。

2.1.3 鍋爐升爐過(guò)程投油

機(jī)組升爐投油以及未燃燒充分的顆粒物都會(huì)為FGD系統(tǒng)帶入有機(jī)物，重油燃燒產(chǎn)生的有機(jī)氣體改變漿液表面活性，未燃燒充分的碳顆粒與其他物質(zhì)發(fā)生皂化反應(yīng)，促使油膜的形成。因鍋爐投油引起的漿液異常，主要發(fā)生在升爐后1～2周內(nèi)，漿液起泡呈“洗衣粉泡沫”狀，顏色近似深棕色，漿液置換過(guò)程中溢流坑也會(huì)出現(xiàn)泡沫溢流。

2.1.4 煙氣中粉塵含量高

目前研究表明，F(xiàn)GD系統(tǒng)對(duì)PM2.5有較好的效果，對(duì)0.5～1μm粒徑段的顆粒物去除率高達(dá)45.23%，脫硫前和脫硫后的粉塵濃度相差約5mg/Nm3。若FGD系統(tǒng)前端的電除塵器出力不足，煙塵飛灰中的Al3+和HF生成絡(luò)合物AlF3，這種膠凝狀沉淀附著在石灰石顆粒表面，阻礙了石灰石的傳質(zhì)過(guò)程，影響活性；F-與漿液中的Ca2+反應(yīng)生成CaF2沉淀，粒徑偏大，與石膏晶體之間間隙形成毛細(xì)管結(jié)合水，導(dǎo)致脫水困難。

2.2 運(yùn)行參數(shù)不合理

2.2.1 pH值過(guò)高或過(guò)低

石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝有三個(gè)主要反應(yīng)過(guò)程，一是吸收反應(yīng)，即循環(huán)漿液與煙氣接觸吸收煙氣中大部分的二氧化硫；二是氧化反應(yīng)；三是中和反應(yīng)。FGD系統(tǒng)運(yùn)行中，pH值通?？刂圃?.2～5.8之間。pH值過(guò)低，出口SO2排放濃度高，吸收塔內(nèi)漿液密度低，晶種少，漿液很不成熟、穩(wěn)定，對(duì)抗外界環(huán)境變化的耐受力低，容易在升塔初期出現(xiàn)漿液起泡的現(xiàn)象；pH值過(guò)高，導(dǎo)致漿液發(fā)白，晶種呈片狀，后期出現(xiàn)石膏脫水困難的現(xiàn)象。

2.2.2 氧化風(fēng)量的變化

氧化風(fēng)量的控制對(duì)FGD系統(tǒng)漿液質(zhì)量也有明顯的影響，運(yùn)行過(guò)程中如果氧化風(fēng)流速不均勻，吸收塔漿液氣液平衡被破壞，導(dǎo)致漿液異常。氧化風(fēng)量過(guò)小，漿液中的CaSO3的氧化效率降低，漿液中可溶性亞硫酸鹽濃度增大，導(dǎo)致石膏純度降低石膏脫水困難；氧化風(fēng)量過(guò)大，則加劇了漿液的擾動(dòng)，大量多余空氣形成的氣泡從氧化區(qū)上升到漿液表面，造成虛假液位甚至導(dǎo)致吸收塔溢流。

2.2.3 廢水系統(tǒng)效率低

根據(jù)圖1可以發(fā)現(xiàn)，石膏含水率與二水硫酸鈣含量呈反比，石膏脫水不干是脫硫石膏品質(zhì)差的重要指標(biāo)；與亞硫酸鈣含量呈正比，說(shuō)明石膏脫水不干是由于粘性物質(zhì)亞硫酸鈣引起；與Cl-含量成正比且Cl-含量對(duì)石膏含水率影響大。

3 燃煤電廠石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)漿液異常的處理

3.1 查明原因

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況分析漿液異常時(shí)應(yīng)先檢查公用系統(tǒng)是否出現(xiàn)異常變化，比如更換了石灰石粉、煤種，工業(yè)水水質(zhì)變化等，然后分析FGD系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的爐是否頻繁投油燃燒，除塵系統(tǒng)是否運(yùn)行正常等，逐個(gè)排除可能造成漿液異常的所有情況。

3.2 調(diào)整運(yùn)行參數(shù)

密切留意漿液pH值、密度、液位，并按運(yùn)行規(guī)程的要求控制在合適的范圍之內(nèi)。特別需要注意的是在漿液起泡期間應(yīng)注意地坑與濾液池的液位及相應(yīng)泵的電流，防止因泡沫造成的虛假液位而溢流或空抽，當(dāng)泵的電流明顯低于額定電流時(shí)應(yīng)手動(dòng)停泵，防止泡沫對(duì)泵葉輪的氣蝕。

3.3 進(jìn)行漿液置換

在運(yùn)行中，異常漿液可通過(guò)出石膏的方式將雜質(zhì)排出系統(tǒng)。此過(guò)程應(yīng)注意事故塔漿液在濾液回用時(shí)禁止打到其他塔，濾液在沒(méi)有查明事故原因情況下不能打至事故漿液箱，防止交叉感染。如果漿液起泡，可以組織人員對(duì)泡沫進(jìn)行打撈，將泡沫中的雜質(zhì)帶出FGD系統(tǒng)。

3.4 投加消泡劑等試劑

可根據(jù)“中毒”狀況，在地坑中適當(dāng)投入氫氧化鈉、乙二酸或消泡劑。投放時(shí)注意計(jì)量，寧少勿多。消泡劑只能緩解起泡速度，不能根治起泡原因，在消泡劑作用下同時(shí)配合進(jìn)行漿液置換。根據(jù)我廠以往經(jīng)驗(yàn)，加入消泡劑有堵塞除霧器的弊端，故謹(jǐn)慎采用。

【參考文獻(xiàn)】

【1】有關(guān)專家對(duì)濕法脫硫環(huán)境影響問(wèn)題答記者問(wèn).電力科技與環(huán)保[J].2018 （01）：56-62.

【2】呂雪冬，沈建軍. 600MW機(jī)組濕法脫硫出現(xiàn)石灰石盲區(qū)現(xiàn)象的原因分析[J].華電技術(shù)， 2013（ 03）：68-69+80.