脫硫吸收塔內漿液中毒的原因及處理研究

摘 要：在脫硫系統運行中，漿液“中毒”現象嚴重影響著脫硫塔內的脫硫效率，并且伴隨著石膏脫水困難的情況發生。本文以實際運行為基礎，分析了脫硫運行中漿液“中毒”變質的原因，并介紹了針對這些原因的一些應對措施，以期對實際中脫硫系統的正常運行起到一定的參考價值。

關鍵詞：漿液中毒;脫硫系統;環保

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.213

1 前言

目前我國脫硫系統內主要使用的煙氣脫硫技術為石灰石-石膏煙氣脫硫法。隨著這種工藝的不斷投產，漿液中毒現象成為脫硫系統運行時經常會發生的狀況。脫硫系統漿液中毒的主要表現是內部脫硫效率的降低和石膏脫水難度的增大。下面，筆者將這種情況加以仔細分析并且分析其原因，并針對原因提出有效的預防處理措施。

2 濕法脫硫的一般反應過程

濕法脫硫在吸收塔內一般的反應過程，是把碳酸鈣漿液注入脫硫系統內進行煙氣的洗滌以獲得脫硫的效果。首先，漿液中富含的碳酸鈣會和塔內煙氣中富含的二氧化硫進行反應，生成半水亞硫酸鈣。然后半水亞硫酸鈣會以細小顆粒的狀態向中下部的氧化區流動，在氧化區內氧化成二水硫酸鈣。二水硫酸鈣會在反應的持續進行中逐漸聚集，長大為顆粒狀的晶體。最后，通過系統內的漿液排出泵將吸收塔下部結晶區的石膏漿液抽出來，送往石膏旋流站進行下一級的脫水旋轉分離。細小顆粒的漿液會重新吸收進吸收塔，而濃度較高的漿液則會被通過真空皮帶過濾機進行二級漿液脫水。通過脫水，將漿液的含水率降低到百分之十一下，從而生成副產品石膏。

3 關于脫硫系統內漿液中毒原因的幾點分析。

3.1 吸收塔內ph值對于反應的影響。

漿液的ph值是脫硫系統的一個重要的參數，因為ph值與整個反應中碳酸根、硫酸根以及亞硫酸根的含量有著直接的關系，是衡量整個反應的反應物和生成物的一個重要依據。同時，控制ph值也是控制吸收塔內煙氣脫硫反應的一個重要手段，過高或過低的ph值對塔內反應都有著不利的影響。如果ph值過高，有利于二氧化硫的溶解吸收，脫硫效率高，但是碳酸鈣利用率低，容易造成設備堵塞，石膏脫水困難。如果ph值過低，則會造成碳酸鈣難以溶解，脫硫效率低，設備容易腐蝕等問題。所以，不管是偏酸性的ph值還是偏堿性的ph值都會影響吸收塔內反應的進行。要保持吸收塔內的ph值的均衡應該綜合考慮煙氣流量、煤種含硫量、吸收塔容積、煙氣停留時間等各方面因素，根據經驗，一般情況應下設定在5.2到5.6之間。

3.2 吸收塔內氧化區的風量的影響。

氧化區的氧化風量是影響漿液內半水亞硫酸鈣的氧化程度和氧化效果的重要因素，對吸收塔內反應的連續性也有著重要的影響。氧化風量充足，則半水亞硫酸鈣的氧化充分，這樣生成的二水亞硫酸鈣石膏的晶體也會質量相當好，容易脫水。如果氧化量不充分，則反應物反應會生成含有大量亞硫酸鈣的小晶體，亞硫酸鈣的大量存在會使石膏的脫水工作變得十分困難，而且亞硫酸根是一種晶體污染物質，對塔內設備還有一定的影響。同時，亞硫酸鹽的大量溶解同樣會形成一種堿性的環境，其飽和濃度過于高時，堿性增強，從而影響了碳酸鈣的溶解。造成碳酸鈣的分子的大量增加。造成漿液密度的增大，也影響了對煙氣的吸收率。這時，如果大量的二氧化硫溶入漿液中，ph值就會快速的降低，漿液密度就會增大，造成ph值偏低的漿液中毒現象。

3.3 塔內的雜質對吸收的影響。

塔內的復雜環境會不可避免的有一些灰塵和雜質的出現影響反應的正常進行。漿液中出現的雜質一般來源于煙氣中的灰塵，還有一些則來源于石灰石的原料。由于在購買煤炭的時候的標準不夠統一，使得鍋爐燃燒時的煤種可能不是設計時的標準煤種。除塵設備發生故障時，難以保證煙氣的含灰量處在理想的指標上。從而導致脫硫系統內內的灰塵也經常性超標。灰塵對漿液的影響主要有以下幾種。

（1）灰塵和細小顆粒物很容易進入二水亞硫酸鈣的水分游離通道，一旦堵塞，將會造成石膏的脫水困難，也會給石膏的形成和成長造成一定的困難。

（2）灰塵中的鋁化物和氟化物是兩種極易造成漿液中毒的物質。如果在ph值較高的情況下，會和漿液發生反應形成氟鋁絡合物。氟鋁絡合物一般呈絮狀，會包裹在碳酸鈣的表面而阻止碳酸鈣在水里的溶解。這樣就給脫硫造成了很大困難，影響了脫硫的效率，導致石膏因為碳酸鈣含量的增多而難以脫水，導致吸收塔內反應流程的中斷。這時應在吸收塔內注入氫氧化鈉來緩解這種狀況。

（3）灰塵中含有的氯離子和銅離子等不穩定粒子。由于氯離子的活性比碳酸根離子活性強，會和漿液中溶解的碳酸鈣的鈣離子形成氯化鈣。而氯離子又比亞硫酸氫根的活性強，會抑制二氧化硫形成亞硫酸氫根，降低對二氧化硫的吸收。而銅離子的“銅離子效應”，又抑制了碳酸鈣的溶解。因此，不能夠忽視灰塵雜質對漿液中毒方面的影響。

3.4 漿液密度值對吸收效率造成的影響。

吸收塔內漿液的密度值是塔內反應物和合成物的飽和程度的反映。若漿液密度過低，表明硫酸鈣的含量很低，這樣碳酸鈣的相對含量就會很大，但這并不能表明碳酸鈣的實際濃度就很大，也不能認為漿液已經具有大量吸收二氧化硫的能力。此時出產的石膏也不易出水，造成碳酸鈣漿液的失效。如果密度很高的話，說明硫酸鈣的含量過高，則導致二氧化硫難以溶解，漿液吸收二氧化硫的能力也相對下降。多余的二氧化硫則隨廢棄排出，導致二氧化硫排放超標。這種情況下只有增加碳酸鈣溶液的供給，造成碳酸鈣的過剩。

4 漿液中毒的應對措施和預防漿液中毒的措施。

對于不同的漿液中毒現象應該采取不同的方式處理，現一一介紹漿液在不同情況下的處理措施。

（1）對于漿液密度低，ph偏高而吸收率較低的漿液，應該減少補漿量，加大對漿液的稀釋力度。還要確保吸收塔的漿液循環泵都處在運行狀態，以增加漿液的活性。針對石膏脫水困難的情況，應適當的加大出石膏的力度。在后期處理時應確保氧氣量的充足，把握沖水量和新漿液打入量。沖水不能過多，對于漿液進入的量也要進行適度的控制。endprint

（2）對于漿液密度高，但ph值低吸收率也低的情況，說明從吸收到反應再生產出石膏的過程已經中斷，是一種很棘手的現象。如果條件具備，應該壓低機組的負荷，減少入口煙氣的含量，提高漿液的ph值，從而提高漿液的反應速度和石膏的生成速度。在負荷較低時加快換漿的速度，并迅速提高塔內的換氧量，再啟動脫水系統將漿液中的硫酸鈣脫出。漿液的密度和ph值回轉后，才可以逐步恢復脫硫。脫硫應該分析漿液內碳酸鈣的含量，避免大量的二氧化硫溶解。

（3）由于除塵設備的灰塵過多，而導致的氟化物和鋁化物過多，也會造成一定程度漿液中毒現象。形成的氟鋁絮狀物包裹到碳酸鈣表面從而阻止了碳酸鈣的溶解。針對這種情況應加強對上游除塵設備的維護檢修，防止各種控制柜出現跳閘或管路泄漏等缺陷。對于雜質離子應保持對漿液的化驗，按照標準來控制雜質的濃度，定期排放濾液，避免因雜質而造成的中毒。

為了有效防止漿液中毒現象的發生，在平時也應該有一些預防的措施。比如：

（1）保證定期投用廢水系統。脫硫系統在運行時，塔中會混入一些雜質顆粒或者異物，隨著漿液的循環，這些雜質和異物會導致石灰石包裹效應，降低吸收塔的脫硫效率。因此應當定期投用廢水系統，以去除漿液中的雜質、重金屬離子、CL離子等。

（2）對燃用煤和石灰石加大品質管理力度。燃用煤的含硫量是影響廢氣內二氧化硫濃度的重要因素，因此對于燃用煤種的引進應該進行一定的監管。對于不符合標準的煤種在一定程度上進行合理摻配，避免長期使用高含硫量煤種的使用。對于石灰石的管理應保證石灰石的碳酸鈣含量不得低于90%，其他的雜質金屬鹽類等也不應超過3%，以免有大量的雜質離子混入制漿系統中。

5 結語

影響吸收塔內的脫硫系統的漿液中毒的原因是多方面的，同時也是緊密關聯的。要保證吸收塔內脫硫工作的正常運轉，就需要加強對脫硫設備的運行和管理，提高運行人員的判斷能力，重視化學試驗的檢驗和排查。通過一系列的措施，有效預防漿液中毒現象的發生，同時做到廢棄的合理達標排放。

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作者簡介：安建軍（1985-），男，內蒙古包頭人，本科，助理工程師，主要從事：火電廠脫硫環保運行工作。endprint