濕法脫硫系統中漿液品質虛化的危害與調整

趙鋼玲

（中電國際平頂山姚孟發電有限責任公司，河南 平頂山 467001）

在石灰石-石膏濕法脫硫系統運行過程中，由于工藝水水質硬度，化學在循環水中正常加殺菌劑，入爐煤硫分，鍋爐投油，鍋爐脫硝系統的氨逃逸，以及石灰石粉品質等因素的影響，造成吸收塔漿液污染，品質虛化并使吸收塔產生大量溢流，吸收塔液位無法維持在設計水平，造成漿液循環泵出力下降，脫硫效率，石膏品質等方面的問題，甚至會威脅到FGD系統的安全生產運行。

1 脫硫吸收塔漿液品質虛化的現象與危害

（1）漿液顏色灰暗或泡沫持續存在，吸收塔溢流管處大量泡沫溢出污染環境。漿液中存在油污，漿液顏色烏黑，當脫水系統投運后油污污染脫水機濾布，使濾布透氣性差影響脫水效果。（2）漿液品質虛化，使吸收塔漿液密度因起泡原因而降低至1040～1060kg/m3，極易造成吸收塔虛假液位，嚴重時造成漿液循環泵運行參數明顯降低，電流降低、出口壓力下降接近跳泵值，存在漿液循環泵跳泵隱患。（3）在漿液品質持續虛化情況下使脫硫效率下降，為了保證脫硫效率達標，勢必使石灰石漿液供漿量增加，間接造成石灰石粉耗、電耗高，增加企業發電成本。（4）石灰石粉耗高使漿液PH值高，造成石膏中碳酸鈣含量、含水率均高于規定值（規定值：碳酸鈣含量＜3%，含水率＜10%），而實際值為碳酸鈣含量6%～12%、含水率15%～22%；大量泡沫溢出污染環境。

2 脫硫吸收塔漿液品質虛化的原因

自然界中液體里的氣泡是氣體分散在液體中所形成的熱力學不穩定體，在重力作用下自然逸出。漿液中的氣泡產生因素較多，可能是漿液中匯入使漿液表面張力降低的物質，或內部發生反應產生氣體以及攪動、擾動等原因。

（1）化學在循環水中加入大量殺菌劑，使輔網的工業水中產生大量泡沫，這些泡沫狀態穩定，使工業水中氣泡短時間內無法自然逸出；石灰石制漿使用了這種有泡沫的工藝水，加速了吸收塔內漿液氣泡的產生；吸收塔除霧器的沖洗以及本體補水也會持續加速漿液中氣泡的產生。（2）火電機組持續低負荷投油以及定期試投油槍。在鍋爐燃燒不充分的情況下，有一部分未燃盡的含油顆粒、碳顆粒隨煙氣進入吸收塔內；隨著吸收塔漿液中的有機物含量增加，引起漿液的皂化反應，使脫硫吸收塔漿液中存在大量黑色油污；吸收塔漿液中的油污等有機物的增加，使吸收塔漿液的表面張力增大造成漿液分子反應遲緩，從而使漿液產生大量氣泡。（3）石灰石粉品質不達標，存在部分雜質，且氧化鎂(MgO)含量偏高（＞3%）。MgO含量不達標會影響到脫硫效率，還會與漿液中的SO4反應產生大量氣泡，并且增加漿液中的溶解鹽的含量，使產生的氣泡更加穩定。（4）脫硫氧化風在特定條件下對漿液也會產生影響，當FGD入口SO2高于設計煤種含硫量時，此時氧化風量不能滿足吸收塔內漿液內中HSO4充分氧化成SO4，亞硫酸鹽含量增加超出標準量時，使漿液品質惡化，加劇漿液起泡。當鍋爐使用低于設計煤種含硫量的煤時，此時氧化風量會有大量過剩空氣形成氣泡，并附著在漿液表面，造成漿液液位虛化，甚至導致吸收塔溢流口產生虹吸現象，造成大量溢流。（5）在高、低負荷時、FGD入口SO2突變時，由于過量給漿，造成漿液碳酸鈣含量居高，降低碳酸鈣溶解性。（6）超低改造后，廢水旋流系統出力與石膏旋流器出力不匹配，脫水能力相對不足；吸收塔內漿液中亞硫酸鈣含量超標，使漿液品質惡化，加速漿液中氣泡的產生；廢水排放系統排放力不足、回收水中氯離子濃度高，重金屬、氯離子、有機物等雜質大量聚集，加速漿液品質逐步惡化，加劇漿液泡沫產生。

3 吸收塔漿液品質虛化對脫硫率的影響

液氣比：液氣比（G/L）=漿液循環流量G/吸收塔通過的煙氣流量L。

液氣比與循環流量的關系：

當漿液循環流量G（大）↑/吸收塔通過的煙氣流量L==液氣比（大）。

則脫硫率高↑，出口SO2數據↓。

當漿液循環流量G（小）↓/吸收塔通過的煙氣流量L==液氣比（小）。

則脫硫率低↓，出口SO2數據↑。

液氣比增大，代表氣液接觸機率增加，脫硫率增大。但SO2與吸收液有一個氣液平衡，液氣比超過一定值后，脫硫率將不再增加。新鮮的石灰石漿液噴淋下來與煙氣接觸后，SO2等氣體與石灰石的反應并不完全，需要不斷地循環反應，增加漿液的循環量，也就加大了CaCO3與SO2的接觸反應機會，從而提高了SO2的去除率。

由于吸收塔漿液虛化，進入漿液循環泵的漿液含有泡沫，在泵內壓縮升壓后泡沫破裂，形成泵內的初生汽蝕，因而降低了漿液循環流量，使循環泵出口壓力下降，電流降低，性能下降，所以在適當情況下有目地的增加循環量是至關重要的。

消泡劑在高溫環境中能有效降低氣液、液固之間的表面張力從而起到消泡和長時間抑泡的效果，加入適量消泡劑，使漿液收縮，密度增大，固而加消泡劑后循環泵出力、循環流量恢復，增大液氣比，提升了脫硫效率。

4 pH值高、低（4.6～5.8）的危害

（1）當pH＜4.5時，SO2的吸收幾乎無法進行，且吸收液呈酸性，加劇設備腐蝕，縮短設備安全運行周期。一般保持pH在4.6～5.8之間。（2）當pH值＞5.8時，SO2吸收效果最佳，但此時易發生結垢，堵塞現象。當吸收塔入口SO2、機組負荷突然升高時，正常的氧化風量無法將大量的亞硫酸鈣完全氧化成硫酸鈣時，由于亞硫酸鈣是一種透水性差，易沉積的細小針狀晶體，易沉積在碳酸鈣顆粒表面，造成碳酸鈣顆粒無法與漿液接觸溶解，使石灰石粉反應閉塞進入石灰石反應的"盲區"。使石灰石溶解度降低，使SO2的吸收受到抑制，脫硫效率大大降低。

5 石膏漿液中碳酸鈣含量高與含水率高的關系

（1）由于亞硫酸鈣分子是一種透水性差，易沉積的細小針狀晶體，體積大于石灰石分子。同質量下石灰石分子體積較小而個數較多，石灰石分子個數相對亞硫酸鈣晶體的數量較多，故而在同質量下石灰石分子周圍所附著的水分比亞硫酸鈣分子晶體所附著水分較多。由于石膏漿液中含水率大，造成脫水困難，成品石膏呈稀泥狀，脫水系統運行時間增加，使脫硫廠用電率和石灰石粉粉耗激增。（2）在同等負荷下，根據FGD入口SO2數據情況比例給漿，同質量下亞硫酸鈣晶體表面附著水分面積，小于石灰石分子表面附著的水分。故而比例給漿時，且氧化反應充分時，漿液反應充分，脫水效果好，碳酸鈣含量與含水量正常，石灰石粉耗降低。（3）因機組負荷變化，或FGD入口SO2數據突變，為保證環保參數，過量給漿時，同質量下由于石灰石分子體積較小，分子個體數量較多，同質量下石灰石分子相對亞硫酸鈣晶體表面與水分接觸面積較大，含水量較大，氧化反應又不充分時，而造成脫水時碳酸鈣含量與含水量同時偏高，石灰石粉耗增加。

6 脫硫吸收塔漿液品質虛化的操作和調整

（1）在低負荷、入口SO2無突變時，首先采用比例給漿方式，通過計算合理的給漿，以降低石灰石雜質影響；合理調整漿液循環泵運行方式。（2）加強脫水投入力度，加強廢水旋流系統排廢強度。有效降低漿液中有害雜質的影響和氯離子濃度，預防漿液劣化發生。脫水期間按規定保持石膏旋流器工作壓力在0.15～0.16MPa，確保石膏旋流器分離效果。（3）在保證脫硫系統達標運行前提下，在投用脫水系統時，吸收塔漿液pH不大于5.0（建議保持在4.6～5.0范圍，不投脫水時4.8～5.8）。（4）脫水期間，若漿液虛化不嚴重（根據石膏密度和溢流口溢流量及泡沫虛化情況）可減少使用消泡劑；若需要使用消泡劑，應每間隔2～3小時添加一次，每次添加量約2kg、防止石膏漿液密度突變，防止脫出的石膏碳酸鈣與水分含量高。（5）有條件時，盡可能降低原煙氣SO2濃度，少用高硫煤，目的是降低不達標運行風險，同時可降低漿液冒泡程度。（6）有條件時，盡可能降低循環水硬度，降低工藝水與回收水中氯離子濃度。化學在循環水中加殺菌劑量要精準，減少工業水中泡沫的產生。

7 結語

隨著環保重視力度的加大，超潔凈排放已排上日程，火電機組的脫硫、脫硝、除塵等系統的運行壓力倍增，這也使得我們對環保設備的運行可靠性以及維護持續性加大，吸收塔漿液品質虛化問題直接危及到環保系統的安全穩定運行，這應該引起環保人員的重視，及時采取措施，確保環保系統安全、穩定、長效的運行。