火电厂影响石膏脱水效果的要因及解决方法探讨

摘要：本文叙述、分析及总结了华润电力首阳山电厂在脱硫石膏脱水系统运行工作中遇到的问题，结合实际经验提出了合理运行的调整办法，对其它电厂提高石膏脱水效果有一定的借鉴作用。

关键词：烟气脱硫 石膏脱水 影响因素 解决方法

1概述

华润电力首阳山有限责任公司脱硫装置按照2*630MW烟煤锅炉设计。每台锅炉安装一套烟气脱硫装置，采用无GGH的典型湿法石灰石-石膏烟气脱硫技术，全烟气脱硫。单塔配置四台浆液循环泵，2015年#1、#2吸收塔顺利通过国家超洁净排放验收，石灰石制浆采用湿式球磨机制浆系统，脱硫副产品为石膏，经一级脱水（石膏旋流站）、二级脱水（真空皮带脱水机）后石膏含水量小于10%。

2石灰石-石膏湿法脱硫的工艺原理

我公司烟气脱硫工艺采用德国鲁奇能源环保公司提供的比晓夫技术高效脱除SO2的石灰石－石膏湿法脱硫工艺，由山东三融环保工程有限公司总承包。

由锅炉引风机来的全部烟气进入吸收塔，烟气自下向上流动，经过塔内烟气入口进入上部四层浆液喷淋层，烟气中的SO2、SO3被自上而下喷出的吸收剂吸收生成CaSO3，并在吸收塔反应池中被送入的氧化空气氧化而生成石膏。脱硫后的净烟气在管式除雾器内除去烟气中携带的浆液雾滴后，约48℃的烟气进入内衬钛合金的湿烟囱排入大气。

吸收塔反应池中产生的石膏由石膏排放泵送入石膏旋流器浓缩，其溢流进入回收水池，由回收水泵返回吸收塔；含固量为50％的石膏旋流器底流送入真空皮带脱水机进行第二级脱水，脱水后的产物为含水量<10％的石膏，其氯化物含量低于100PPm，由真空皮带脱水机送入石膏库堆放，可作为生产石膏板或作生产水泥添加料的优质原料。

2.1石膏脱水效率低的现象

我公司#1、#2烟气脱硫系统投运后运行较为平稳，但从去年#1、#2进行超洁净排放改造后，由于运行工况发生变化，吸收塔内粉尘回收量较改造前增加约50%，多次出现脱水困难(石膏含水量偏高)且石膏表面较黑，其现象主要表现在：

a、石膏脱水效果差（含水量大），且颜色较黑；

b、石膏表面有一层湿黏、发黑状的细小颗粒物质；

c、真空泵的真空度由初期的-50Kpa上升到-70Kpa；

d、石膏在脱水机下料口处不结块、不易滑落，脱水机上成流水状，石膏到石膏库成稀泥状。

2.2影响石膏脱水效果的因素

石膏脱水效率偏低的现象很长时间无法改善，严重时浆液品质下降，吸收塔浆液中出现泡沫现象，影响脱水效果，根据实际运行经验，原因分析影响石膏脱水的因素较多，归纳起来，主要为吸收塔内物理化学反应过程的参数控制和脱水设备的运营状况两方面的原因。

2.2.1吸收塔内物理化学反应过程的参数的因素

对于建成的吸收塔，上游烟气因素已不可控，因而在运行过程中，主要控制吸收塔本身的浆液PH值、浆液密度、吸收塔液位、氧化风机的风量和烟气中的粉尘含量的参数，这些参数直接影响石膏的结晶和水分的脱出，在石膏的生成过程中，如果参数控制不好，往往会生成层状、针状晶体，进一步向片状、簇状发展，其粘性大，难以脱水，如亚硫酸钙晶体，而石膏晶体应是短柱状，比前者颗粒大，易脱水。另外，颗粒较小的物质如石灰石和粉尘等杂质，游离于石膏晶体之间，十分容易堵塞脱水机滤布，也会使水分难以脱出。

吸收塔浆液PH，浆液PH是控制脱硫反应过程的一个重要参数，控制PH值就是控制进入吸收塔的石灰石浆液量，因为SO2溶解过程中，离解出大量的H+，高PH值的控制有助于SO2的溶解，而石灰石的溶解过程中，离解出大量的OH—，低PH值的控制有助于石灰石的溶解，所以PH值过高过低都不利于石膏的形成，必须确定一个合理的范围，否则过高的PH值使大量的石灰石混入石膏，无论是石灰石还是亚硫酸盐，由于其粒径比硫酸钙晶体小，不但降低石膏纯度，而且造成石膏脱水困难。

吸收塔浆液密度，石膏的浆液密度反应了吸收塔中的浆液的饱和情况，密度过低，则表明吸收塔石膏含量低，碳酸钙含量相对较大，此时如果将石膏浆液排出吸收塔，将导致石膏中的碳酸钙增加，不但浪费石灰石，由于其粒径小，既降低石膏品质又使石膏脱水困难，密度过高，则表明石膏浆液中石膏和碳酸钙都过量，过量的碳酸钙抑制SO2的吸收，不利于碳酸钙溶解，此时若排除石膏，由于碳酸钙粒径小，使石膏脱水困难。

吸收塔液位，吸收塔液位影响亚硫酸盐的充分氧化和石膏在塔内的停留时间，液位低，时吸收塔中的氧化区缩短，亚硫酸盐得不到充分氧化，同时储存在吸收塔中的石膏浆液相对减少，使补入的石灰石浆液得不到充分的循环反应就排除吸收塔，液位高，氧化区延长，石膏纯度高，石灰石浆液循环反应充分，但密度一旦超限，会发生密度过高使石膏难于脱水的问题。

吸收塔氧化风量，氧化风量影响亚硫酸盐的氧化，风量足则氧化充分，生成粗壮的石膏晶体，极易脱水，否则，生成粘度较大的、颜色发黑，晶格不规则的小粒径亚硫酸盐的晶体，不利于石膏脱水，同时，可溶性亚硫酸盐能提供可溶性碱量，当亚硫酸盐相对饱和度较高时，亚硫酸盐形成的碱性环境控制碳酸钙的溶解，从而导致浆液中的碳酸钙含量增大，使石膏纯度降低并难以脱水。

烟气中粉尘含量，粉尘粒径小，会堵塞石膏晶体间的水分游离通道，影响石膏脱水，同时由于粉尘中氟化物和铝化物较多，容易在高PH值下形成氟铝络合物，由于其表面积比碳酸钙表面积更小，极易附在碳酸钙表面，对其形成包裹，阻止碳酸钙的溶解，不但降低了脱硫效率，而且使浆液中的石膏降低，不利于排除出石膏的脱水。

Cl-、灰分等杂质含量，一方面，由于氯根离子较碳酸根离子强，使得氯根极易与钙离子结合，并以氯化钙的形式存在于浆液中，从而使浆液中的钙离子浓度增大，由于铜离子效应，将抑制碳酸钙的离解，同时，由于氯根较烟硫酸氢根离子强，因而抑制SO2溶解生成亚硫酸氢根，不利于石膏晶体的形成，另一方面，杂质夹杂在石膏结晶之间，堵塞了游离水在结晶之间的通道，石膏脱水变得困难，吸收塔内杂质含量的高低，可从皮带机上的石膏滤饼表面颜色间接了解，吸收塔内的杂质含量高时，石膏滤饼表面被一层呈深褐色物质覆盖，这层物质手感很黏，且很快会析出水分，这是因为杂质大多为烟气中的飞灰，质量相对较轻，当石膏浆液流入皮带机滤布上时，轻轻的杂质漂浮在浆液的上部，而杂质颗粒较石膏颗粒细且粘性大，水分不易脱除。

2.2.2石膏脱水系统设备因素

1）石膏旋流器，其原理就是利用粒径、密度进行浆液分离的设备，浆液切向进入旋流器的旋流子，在离心力作用下，大颗粒和细微颗粒得以分离，从而进入旋流子的浆液两部分：一部分是含固率高的底流，直接进入二级脱水，另一部分是含固率低得溢流，富含细小颗粒的杂质和粉尘溢流进入回收水池返回吸收塔，影响其分离效果的因素不外乎是投运的旋流子个数和旋流器入口压力，旋流子投运个数多，吸收塔排除的石膏浆液量就会大些，反之会较少，旋流子入口压力高，则分离效果明显。

2）真空皮带脱水机，我司采用的是水平真空皮带脱水机，旋流器来的含固量较高的底流，进入皮带上部的石膏浆液给进器，均匀地铺洒在滤布上，滤布由皮带带动，在真空泵的抽吸作用下，由于石膏和谁的密度不同，液体从滤布中析出，进入皮带脱水孔下部的真空盒后再进入滤液灌中，而分离出来的固体石膏则留在滤布表面，随着皮带的转动进入石膏库，影响脱水效果的主要因素是真空度，皮带机的真空过高，说明滤布透气性不好有堵塞现象，皮带机上浆液中的水分不能有效析出，造成脱水机上到处流水现象，产生这种现象的原因是由于石膏浆液中的细小颗粒比例高，堵塞了皮带机滤布的滤孔。

3石膏脱水效果差的解决方法

3.1从参数控制方面进行调整，根据近十年多的运行经验，并在化验室的配合下，参数调整如下：PH值由（4.5,5.5）调整到（5.0，5.5），吸收塔液位由（7.5m，8.0m）调整到不低于8.0m，吸收塔浆液密度由（1130kg/m3，1160kg/m3）调整到（1120kg/m3，1150kg/m3），高负荷（大于450MW）时，氧化风机由单台400kw变为两台各220kw氧化风机并列运行，满足高负荷、高硫分时的氧化风量，吸收塔入口含硫量由满负荷时2300kg/m3，调整到不高于1700kg/m3。

3.2石膏浆液排放泵由工频改为变频，更便于控制石膏旋流站的压力，并确定了旋流站的最佳压力是170kpa，同时，要求维护单位定期检查石膏旋流子的沉沙嘴，保证浆液在旋流器中的分离效果，根据经验判断，当沉沙嘴喷出的为雾状时效果最佳，接近直流时效果就已经变差，可以考虑更换沉沙嘴。

3.3对电除尘各个电场的运行参数严格监控，发现缺陷时及时联系处理，并根据负荷大小控制好二次电压、电流在合理范围内。

3.4严格控制好石灰石的品质，我司高度重视，今年已成立了以部长牵头，各个专业配合的验收专业小组，并制定了一系列制度，从石灰石进厂，到化验、验收，各个环节层层把关，确保石灰石品质，目前我司石灰石要求其碳酸钙含量不低于99.6%。

3.5加强对真空皮带脱水机的参数监视和就地检查，发现异常立即联系维护单位处理，平时应检查真空泵出力是否正常（-50kpa——60kpa），真空泵的密封水是否正常（7m3/h），滤布冲洗水泵出口压力550kpa。

火电厂烟气脱硫系统工艺比较复杂，影响石膏脱水的因素也比较多，各因素之间又相互影响，通过对脱硫系统石膏脱水效果差的原因分析，在实际运行过程中总结经验解决问题，烟气中含灰量含硫量大、石灰石品质差、氧化风量不足、工艺水质差等都会影响吸收塔内脱硫化学反应的正常进行，阻碍石膏的结晶和生长，使石膏结晶体颗粒大小、形状发生变化，造成真空皮带脱水机脱水困难，由于超洁净排放改造后，吸收塔除雾器采用管式除雾器，吸收塔内的粉尘含量较改造前增加了约50%，这就要求我们时时刻刻地关注脱水情况，加强脱硫系统设备的运行管理，及时发现缺陷及时消除缺陷，提高运行人员操作及维护人员的维护水平，使整个脱硫生产过程处于可控和在控状态把吸收塔内的粉尘已脱水的形式析出，保证脱水系统的正常运行。

原标题：火电厂影响石膏脱水效果的要因及解决方法探讨