摘要：分析、總結了石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統運行過程中出現漿液含固量高、漿液氧化不足、液位不準、閥門內漏、吸收塔溢流和石膏脫水困難等問題的原因，并提出了一些改進措施。這對脫硫系統的正常運行有一定的指導作用。


關鍵詞：脫硫系統；石灰石-石膏濕法；漿液；石膏

國內外使用比較多的煙氣脫硫系統是石灰石一石膏濕法煙氣脫硫（WetFlueGasDesulfurization，簡稱“WFGD”）工藝。該工藝是世界上唯一大規模商業化應用的脫硫方法，并且技術十分成熟，運行相對可靠，脫硫效率高，對煤種適應性好，所以，被廣泛應用。我公司的4套脫硫系統都采用的是這種脫硫工藝，自2013年底投運以來，總體運行比較平穩，但是，在調試和運行過程中，也出現了很多問題，對系統運行的經濟性和可靠性造成了一定的影響。

1主要問題及處理

1.1循環漿液中含固量高

通常情況下，吸收塔內漿液的含固量是10%～15%，最低不應低于5%.在一定范圍內維持較高的漿液濃度，有利于提高脫硫效率和石膏純度。但是，高含固量漿液對循環泵、攪拌器、管道和閥門的磨損明顯加劇。由于調試期間密度計故障，不能很好地控制漿液密度，我公司4#吸收塔循環管線在試運行1個多月就發生了漏漿事件。

檢查后發現，彎頭處磨損嚴重。另外，當含固量過高時，會影響亞硫酸鹽的氧化。一般來講，當吸收塔漿液的密度大于1128kg/m3時，就會影響氧化反應；當吸收塔漿液的密度大于1200kg/m3時，明顯不利于氧化反應的進行。這在直接增加了石膏脫水的困難，同時，SO2出口濃度控制難度加大，脫硫效率明顯下降。經過現場測試，石灰石漿液密度與脫硫效率的關系如圖1所示。


為了更好地控制吸收塔的漿液濃度，特采取了以下措施：

①改進密度監測。在設備運行過程中，要定期沖洗密度計，以提高其準確性，同時，還要定期取樣，人工化驗分析。

②調節供漿濃度。將工藝控制參數供漿濃度從1160～1200kg/m3調整到1120～1160kg/m3后，在吸收塔液位允許的情況下，不僅能很好地控制吸收塔漿液濃度，還能減少供漿系統的磨損和堵塞現象的發生。

③綜合監測數據，避免表計不準的問題發生，調整石膏排放頻率。工藝控制要求吸收塔濃度達到1150kg/m3后就要啟動石膏脫水系統排出石膏。

為了避免發生密度計不準的問題，綜合考慮其他參數，比如循環泵電機電流、側攪拌器電流等，含固量升高，循環泵和攪拌器的負荷增大，電流值升高，所以，循環泵的電流值在230～240A、側攪拌器電流值在13.5～14.5A時，啟動石膏脫水系統排放石膏。

1.2石膏氧化不足

在煙氣脫硫的化學過程中，O2將HSO3-氧化為SO42-，隨著煙氣中O2含量的增加，CaSO4˙2H2O的形成加快，脫硫效率也逐漸提高。考慮到經濟性，一般控制脫硫系統氧化空氣倍率（O2/SO2）為2～3.在運行中，如果實際參與的氧化空氣量不足，則漿液中大量的亞硫酸鈣不能轉化成硫酸鈣，導致石膏脫水困難，石膏品質下降，并且SO2向液相的溶解擴散速度減緩，導致脫硫效率下降。

在漿液pH值為4.5，煙氣溫度為50℃，煙氣速度為1m/s，入口SO2的質量濃度為1μg/mL的條件下，有無強制氧化對脫硫效率的影響如圖2所示。從液氣比對脫硫效率的影響圖中可以看出，有強制氧化時的脫硫效率比無強制氧化時的要高1～2個百分點左右。


自我公司的脫硫系統投運以來，相繼出現過脫硫塔運行參數不穩和石膏脫水困難等情況。綜合分析，脫硫塔內氧化空氣量不足可能是引發這一情況的重要因素之一。發現氧化不足現象后，檢查氧化風機及其附屬設施后發現，主要問題有以下2點：①風機入口濾網堵塞，氧化風機出口卸荷閥故障率高，導致風機出力不足；②氧化風機容量不足。

針對這些問題，特提出相應的解決辦法：①定期清理濾網，對氧化風機出口卸荷閥進行技術改進，拆除原來的自動卸荷閥，更換為蝶閥加消音器手動控制，從而解決氧化風機出力不足的問題；②針對容量不足的問題，提出了以下整改方案，即在現有一塔2臺氧化風機一用一備的情況下，在氧化風機出口增設一條管線，接入脫硫塔，氧化不足時，啟動備用氧化風機（即2臺氧化風機同時運行），以提高氧化倍率，實現氧化系統增容，進而改善脫硫系統的運行狀況。

1.3液位計指示不準

吸收塔必須保證一定的液位高度，才能使進入吸收塔的SO2充分反應。本脫硫系統的吸收塔液位是根據差壓變送器測得的差壓與吸收塔內漿液密度計算得來的。在計算過程中，沒有采用實時的漿液密度值，而是采用了一個固定值。當實際漿液密度低于該固定值時，DCS顯示的液位會比實際液位偏低；反之，情況相反。因此，在該脫硫系統調試和運行過程中，吸收塔經常發生漿液溢流或煙氣從塔體溢流口冒出的情況。

為了更好地控制吸收塔漿液液位，根據現場的運行條件，確定合理的運行液位，具體包括以下2點：①人為降低運行控制液位計顯示液位，使塔內實際液位僅高于塔體溢流口高度，防止煙氣泄漏；②修正吸收塔漿液密度來提高液位計顯示液位，將液位控制在塔體溢流口至溢流排水口標高之間。

1.4閥門內漏

閥門內漏會引起吸收塔或地坑液位異常升高。在調試和運行期間，出現過幾次除霧器、循環泵等設備設施沖洗水閥內漏的現象。檢查后發現，主要是閥門本體質量問題損壞，或者閥門電動頭控制失靈造成的。因此，相關部門變更了閥門生產廠家，更換質量過關閥門。同時，還要加強實時監控和設備巡檢，發現液位異常及時處理，從而很好地解決了這個問題。

1.5吸收塔內漿液起泡

塔底漿液泡沫的產生是因為氣體分散于液體中，形成了氣-液的分散體。在泡沫形成的過程中，氣液界面會急劇增加，因而體系的能量增加，其增加值為液體表面張力與體系增加后的氣-液界面的面積的乘積，應等于外界對體系所做的功。

如果液體的表面張力越低，則氣-液界面的面積就越大，泡沫的體積也就越大。這說明，此液體很容易起泡。泡沫的產生必須具備3個條件：

①只有氣體與液體連續、充分地接觸時，才能產生泡沫；

②當氣體與液體的密度相差很大時，才能使液體中的泡沫很快上升到液面，久而久之就形成泡沫；

③表面張力越小的液體越容易起泡。

根據現場的運行調整情況，引起起泡溢流的原因有以下幾點：

①在鍋爐運行過程中，投油、燃燒不充分，未燃盡成分隨著鍋爐尾部煙氣進入吸收塔，導致吸收塔漿液的有機雜質增加。

②鍋爐后部除塵器運行情況不佳，煙氣粉塵濃度超標。含有大量惰性物質的雜質進入吸收塔后，致使吸收塔漿液重金屬含量增高。重金屬離子增多導致漿液表面張力增加，從而使漿液表面起泡。

③脫硫用石灰石中含過量的MgO（起泡劑），與硫酸根離子反應產生大量泡沫。

④脫硫裝置脫水系統或廢水處理系統不能正常投入，致使吸收塔漿液品質逐漸惡化。

⑤液位計顯示錯誤（不準確）。

影響吸收塔溢流的因素很多，但是，吸收塔漿液一旦出現起泡溢流情況后，必須及時妥善處理，以免引發嚴重的事故。對此，特采取以下措施：

①在吸收塔排水坑中定期加入脫硫專用消泡劑。盡管確定液位僅高于塔體溢流口高度，但是，難免有吸收塔漿液泡沫從呼吸孔冒出。從實際運行情況來看，吸收塔內泡沫會高于實際液位表面1～2m。而防止吸收塔溢流和噴沫現象的有效手段是加入適量的消泡劑。

②核算氧化空氣用量，避免漿液中有太多過剩空氣。富余的空氣都以氣泡的形式從氧化區底部溢至漿液表面的，從而造成漿液動態液位虛假。這也導致吸收塔漿液泡沫增加的原因之一。

③在保證氧化效果的前提下，適當降低吸收塔工作液位，減小漿液溢流量，防止漿液進入吸收塔入口煙道。

④吸收塔補水控制。在設備正常運行的情況下，吸收塔補水主要是通過除霧器沖洗實現的，還有就是利用攪拌器、漿液泵、循環泵等的機封冷卻水和一些漿液管路的沖洗水。在此過程中，要盡量控制進入吸收塔的水量。水噴淋可以減少泡沫的積累，所以，除霧器沖洗要在保證液位前提下多次少量進行，或者在呼吸孔加裝噴水打散泡沫，防止泡沫溢出。

⑤廢水量控制。增加脫硫廢水的排放量，降低吸收塔漿液重金屬離子、Cl-、有機物、懸浮物和各種雜質的含量，保證吸收塔內漿液的品質，避免形成大量泡沫。

⑥降低排出石膏時吸收塔漿液密度，加大石膏排出量，保證新鮮漿液的不斷補入。

⑦加強對吸收塔漿液、廢水、石灰石漿液、石灰石粉和石膏的化學分析工作，有效監控脫硫系統的運行狀況，發現漿液品質有惡化的趨勢，要及時采取有效的處理手段。

1.6石膏脫水困難

在脫硫系統運行的過程中，石膏脫水效果差，導致石膏含水率過大，石膏下料斗側壁石膏堆積，甚至堵塞。沉積在下料斗側壁上的石膏不規則地落到石膏皮帶上還可能造成石膏皮帶跑偏。

導致石膏脫水困難的原因有以下幾點：

①石膏漿液氧化不足。

②石灰石品質太差。

③受漿液中飛灰含量的影響。粉煤灰的粒徑要比結晶石膏的粒徑小得多，在真空皮帶機上脫水時，細顆粒的粉煤灰很快通過石膏顆粒之間的間隙到達濾布表面，把濾布的細孔堵死，所以，皮帶上的真空度就不能提高。

④脫硫系統廢水排放過少。由于旋流器頂流排出的廢水中所含的細顆粒比例高，因此，加大廢水排量可以減少漿液中細顆粒的比例。

⑤真空度不夠。真空度低的原因有很多，比如漿液分配器分配不均，導致真空度低，真空泵水密封不好、水量不足，真空泵管線泵體結垢，真空罐下降管水封效果不好等。

鑒于上述原因，特采取以下應對措施：①加強巡檢，在保證現有氧化系統運行正常的基礎上，對氧化系統進行技術改進。②加強對布袋除塵器的工藝控制，保證除塵效率。③延長濾布沖洗時間，及時更換破損濾布。④加大廢水排放量，盡量減少漿液中細顆粒的比例。⑤嚴格石膏脫水系統的運行管理，增加巡檢頻率，發現問題及時調整。另外，將真空泵密封水由原來的工業水改為除鹽水，盡量避免結垢現象的發生。

2結束語

在應用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝技術的過程中，出現了含固量高、吸收塔溢流、漿液起泡、石膏脫水困難等問題。針對這些問題，特采取了相關的應對措施，收到了一定的實效，保證了系統的安全、穩定運行。

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