火電廠脫硫系統化驗數據解析與控制

李紀紅 田春陽 北京鋁能清新環境技術有限公司固原分公司

一、脫硫系統概述

脫硫吸收塔系統漿液的pH 值約為4.8～5.6，當吸收液通過噴嘴霧化噴入吸收塔后，吸收液分散成細小的液滴并覆蓋吸收塔的整個斷面。這些液滴在與逆流而上的煙氣接觸時發生吸收反應，生成物在向下流動過程中與漿液、送入系統的氧化空氣充分接觸，發生氧化和中和反應，吸收劑的氧化和中和反應在吸收塔底部的儲液區完成并最終形成石膏。結晶過程主要在脫硫塔漿池中發生。脫除硫化物主要取決于吸收塔鈣硫比和液氣比。

二、脫硫系統化學監督項目及分析控制指標

定期手工分析漿液固含量、吸收塔漿液氯離子、固體分析（碳酸鈣、硫酸鈣、亞硫酸鈣）、導電率等進行化學分析。

三、化驗數據的解析及控制

（一）石膏及吸收塔漿液化驗數據解析

石膏中碳酸鈣含量一般控制在3%以下，石膏或吸收塔漿液中碳酸鈣含量超標的主要原因：1）亞硫酸鈣氧化比率較少難以被氧化；2）機組燃燒高硫煤或超負荷運行超出脫硫系統的處理能力，使得CaCO3不能完全利用，長時間在此環境中CaCO3會產生富集，不但增加了運行成本嚴重時會導致漿液惡化。

石膏或吸收塔漿液中PH 值應控制在4.8-5.5 之間，PH 值對亞硫酸鈣的溶解影響較大，PH 值越小亞硫酸鈣溶解量越大，因為當PH 值低時漿液中的氫離子進行相對來說較多，能夠與亞硫酸鈣發生變化反應的較多，所有亞硫酸鈣的分解處理速度發展較快，亞硫酸鈣是一種堿性物質，易與氫離子發生反應。亞硫酸鈣以及溶解量隨溫度不斷升高而減少。

亞硫酸鈣含量在實際運行操作中應控制在不高于1%，當CaSO3·1/2H2O 的含量超出控制范圍時會導致Caco3被包裹（其物理性質為粘性狀），導致發生此現象的主要原因是：1）在機組啟停或負荷變化當CaSO3·1/2H2O 未被充分氧化，同時又阻止石灰石分解。2）風量不能滿足化學反應需氧量時，會生成大量未經氧化的亞硫酸鈣，因亞硫酸鈣具有粒徑小、粘性大、密度大的特點，導致吸收塔漿液密度增大、塔內結垢風險激增、脫水效果變差等嚴重危害，正常運行中要根據化驗亞硫酸鈣含量及時分析處理存在的問題。

石膏含水率通常控制在體積的10%以下，含水率的高低影響石膏綜合開發利用，石膏含水率高的原因：1）設備問題；2）漿液惡化導致脫水效果差；3）旋流器壓力低于120Kpa 石膏漿液旋流分離效果差；

正常運行期間氯離子含量控制在12000 PPm 以下，氯離子的酸性強，不利于二氧化硫的溶解，對石膏形成質量的影響較大，氯離子含量過高腐蝕性增強對設備有不可逆的影響。

石膏漿液中懸浮在水中的固體物質稱為懸浮物，漿液中的懸浮物呈絮狀若加入PAC和PAM 可凝聚，懸浮物含量的多少可通過漿液分層試驗觀察，也可在脫水石膏表面肉眼可見。

石膏漿液分層試驗取100Ml 漿液置于量筒中，試驗主要是通過漿液沉降速率來判斷吸收塔漿液品質，漿液分層自上而下分別為水、懸浮物、石灰石、石膏四層，試驗時間一般控制在30 分鐘內，每10 分鐘記錄一次刻度值。品質好的漿液一般可在10 分鐘內觀察到明顯的分層效果。

（二）石灰石（粉）及石灰石漿液化驗數據解析

石灰石（粉）中碳酸鈣含量應控制在90%以上（CaO 含量50.4%以上），氧化鈣的含量直接影響石灰石的利用率和運行成本，含量越高參與脫硫化學反應的成分越多，反之則越少，當石灰石碳酸鈣含量低于85%以下時不僅會增加石灰石耗量也會降低石灰石顆粒的溶解影響脫硫效率

石灰石中MgO（起泡劑）含量一幫控制在1.36%以下，當石灰石中鎂離子含量超出控制標準后，由于同離子效應，影響碳酸鈣溶解和正常吸收氧化反應，在鎂離子含量較高的情況下，首先結合陰離子，阻礙鈣離子與硫酸根離子等離子的結合，從而抑制碳酸鈣的溶解減少二氧化硫氣相擴散的化學反應推動力。

石灰石（粉）或石灰石細度一般控制在325 目80%過篩率（250 目90%過篩率），石灰石漿液細度的大小直接關系到脫硫系統運行成本和二氧化硫的吸收反應，并且還將導致攪拌器、循環泵葉輪等設備的磨損；石灰石粉末的比表面積是用液體時，液體-固體接觸充分地降低電阻并改善的石灰石脫硫效率的利用的細度更高。

石灰石（粉）中的二氧化硅含量一般控制在2%以下，二氧化硅相對于脫硫系統而言是導致磨損的主要因素，因此在物料選擇上加強控制從源頭上減少對設備、系統的磨損影響。

（三）脫硫系統工藝水化驗數據解析

脫硫系統使用的工藝水、工業水水質一般要求控制PH 值、氯離子等指標，工藝水PH 值如果高于9 將會導致脫硫系統反應環境被破壞，使漿液中的鈣產生鈍化現象，從而抑制碳酸鈣的溶解影響脫硫脫硫效率。

工藝水或工業水氯離子過高則導致脫硫系統漿液中氯離子產生富集影響系統正常運行，正常運行一般水中的氯離子不超過

200PPm；

四、結語

石灰石-石膏濕法脫硫系統技術特點是操作調整簡單、脫硫效率高、穩定可靠，能夠從運行操作調整上有效控制二氧化硫的排放，有良好的環境效益，通過對運行過程中石灰石、石膏、吸收塔漿液等的化學監督可以有效控制異常發生，提高機組運行穩定性，也有利于脫硫副產物石膏的綜合利用為企業創造更好的經濟效益。