淺析降低濕法脫硫系統石灰石粉耗量

李菁

摘要：石灰石耗量是濕法煙氣脫硫系統經濟性分析的重要指標，它的高低將直接影響FGD運行的成本。根據石灰石耗量的測量結果，對運行中石灰石耗量的主要影響因素進行分析，并通過對姚孟發電脫硫系統運行參數的分析比較，采取相應措施，提出降低石灰石耗量的可行性方案，降低石灰石粉耗量，提高脫硫系統經濟性。

關鍵詞：石灰石粉耗量;脫硫漿液循環泵;非氧化型殺菌劑;

1 引言

姚孟發電有限責任公司#5、6機組為2×600MW機組脫硫系統，采用石灰石-石膏濕法，一爐一塔脫硫裝置，設計脫硫效率大于95%，Ca/ S≤1.03，外購石灰石粉。近年來公司大宗物料每年耗資兩千余萬，為有效降低大宗物料消耗，公司目標石灰石粉耗量應低于93 kg/萬kwh，而實際測算值為96.8 kg/萬kwh，提高脫硫系統經濟性，降低機組脫硫粉耗迫在眉睫。

2 石灰石耗量影響因素分析

2.1 石灰石粉品質

石灰石來料品質是影響石灰石耗量的重要因素，石灰石中存在的MgO、SiO2等氧化物雜質，雜質帶入脫硫系統中的可溶性鋁和漿液中的氟離子可以形成AlFx絡合物，當AlFx絡合物達到一定濃度時會降低石灰石反應活性，使石灰石漿液進入反應盲區。

2.2 機組投油量

鍋爐投油后，含有油份的煙氣進入吸收塔，油污在吸收塔內與漿液的接觸中，會在CaO? CaSO3等固相顆粒的表面形成一層油膜，油膜將石灰石與漿液隔離，阻止了石灰石的溶解，從而導致了脫硫效率和PH的降低，可通過統計機組脫硫石灰石粉耗情況與機組投油情況進行數據對比。

2.3 吸收塔入口煙氣粉塵濃度

煙氣進入吸收塔后，煙塵中的鋁離子、鐵離子等與漿液中的氯離子、氟離子配對形成不溶解性氟化鋁膠狀絡合物，會包裹石灰石顆粒，影響吸收反應的進行。電除塵高壓電場停運或運行效率下降會直接導致粉塵含量增大，造成脫硫系統運行效率下降。

本廠電除塵器的設計出口粉塵濃度為18mg/Nm3。通過調取原煙氣入口粉塵歷史曲線，可以看出吸收塔入口粉塵濃度始終穩定于15mg/Nm3左右。電廠除塵收塵效果穩定，吸收塔入口粉塵無超標情況，并非造成石灰石粉耗增大的主要原因。

2.4 循環水殺菌劑使用情況

漿液起泡會造成漿液循環泵出力嚴重下降，工藝水水質是影響漿液起泡的重要因素。漿液中氯離子濃度對漿液起泡性有很大影響，而氯離子主要來自于工藝水，一般要求工藝水中氯離子濃度<20mg/l。姚孟發電采用的殺菌劑為粘泥剝離劑（非氧化性殺菌劑：1227），該殺菌劑是一種季銨鹽與醇類復合殺菌劑，具有殺菌、粘泥剝離的功效，有良好的起泡性和吸附性。

為進一步確認循環水殺菌劑對工藝水氯離子濃度的影響，對循環水塔池加殺菌劑前后對工藝水分別取樣并檢測氯離子濃度。循環水添加非氧化型殺菌劑后，工藝水氯離子濃度大幅上升，將加劇漿液的虛化情況，可見是造成脫硫效率下降、石灰石粉耗量增大的重要原因。

2.5 脫硫輔助設備運行情況

脫硫系統為防止主要輔助設備如漿液循環泵、石膏排出泵管道堵塞，均在泵入口處裝設濾網。漿液循環泵及石膏排出泵入口濾網起到阻止大顆粒雜質進入石膏旋流子并使其堵塞的作用;但其同時會阻止吸收塔內大顆粒雜質排出，進而可能造成循環泵噴嘴阻塞，循環泵出力下降，造成石灰石粉耗量增加。

#5機脫硫漿液循環泵入口濾網細度為18mm 。同時對#5機脫硫吸收塔漿液循環泵出口噴嘴的堵塞雜質粒徑進行了抽樣統計：超過80%的雜質粒徑都分布在20mm以上范圍，而脫硫漿液循環泵入口濾網細度僅為18mm ，漿液循環泵入口濾網細度大并非造成噴嘴堵塞的重要原因。吸收塔石膏排出泵是塔內雜質排出的主要途徑，入口加裝濾網若細度過小，極有可能阻礙吸收塔內異物排出。根據吸收塔雜質粒度統計，排出泵濾網細度應至少大于30mm才能保證塔內雜質排出。查詢石膏排出泵濾網工藝說明，石膏排出泵入口濾網的細度為25mm。

可以看出，石膏排出泵濾網細度小于吸收塔內主要雜質粒度，會嚴重阻礙吸收塔內雜質排出。機組臨檢期間對吸收塔進行檢查，吸收塔底部積垢達300mm，大塊橡膠、玻璃鱗片等雜物集聚，造成無法排出。因此，石膏排出泵入口濾網細度小是導致循環泵噴嘴堵塞、石灰石粉耗量偏大的重要原因。

3.降低石灰石耗量措施

3.1 提高石灰石品質

運行中，嚴格控制石灰石來料純度，保證Ca Co3> 91.05%， MgO<2%，嚴格控制石灰石來料粒徑< 20 mm，減少石灰石料中泥土、灰面的含量。

3.2 合理選擇循環水殺菌劑藥種

通過試驗驗證，優化循環水殺菌劑藥種，通過技術改造更改脫硫工藝水取水管路。

3.3 合理選擇脫硫系統漿液循環泵及石膏排出泵入口濾網細度

在保證脫硫漿液及石膏品質的前提下，適當選擇較大細度濾網，并對濾網進行檢修加固，封堵濾網間隙，選擇更牢固的安裝工藝，以減少雜質進入。

4 實施效果

4.1 取樣結果

通過加強入廠石灰石粉管理和取樣調查，本廠#5/6機組用石灰石粉取樣分析合格率已接近100%。

4.2 原料改進措施

針對非氧化型殺菌劑影響脫硫工藝水水質造成吸收塔漿液起泡的情況，選擇不易引發漿液起泡的氧化型塔池殺菌劑，向公司申請購入。考慮節約殺菌劑成本，采取氧化型殺菌劑與非氧化型殺菌劑配合使用的方式。當塔池加非氧化型（易起泡）殺菌劑時，改變工業水取水方式（#5塔池或#6塔池），使脫硫工藝水取水避開易起泡的水源。編制了塔池加藥情況記錄表，及時掌握加藥情況及對吸收塔起泡的影響。可以看出，對策實施后吸收塔漿液虛化現象基本得到消除。針對吸收塔漿液虛化這一問題癥結的對策在實施后取得良好的效果。

4.3 設備改進措施

提請拆除吸收塔石膏輸送泵入口濾網，經試驗驗證，將脫硫漿液循環泵入口濾網細度提高至20mm。對檢查存在脫落的#3循環泵入口濾網進行重新安裝，將四臺漿液循環泵的入口濾網都進行了固定，并將其與塔壁貼合部位約20～30mm間隙利用不銹鋼板進行封堵。

漿液循環泵出口管道差壓是運行中反映噴淋層堵塞情況的主要參數依據，當噴淋層噴嘴發生堵塞，循環泵出口管道壓差會出現明顯增大。在對策實施后，小組對#5機組脫硫四臺漿液循環泵出口壓差進行了連續三個月的監視記錄，并與修前壓差以及修后（噴淋層清理后）初始壓差對比：

可以看出，在對策實施后，漿液循環泵出口噴淋層堵塞情況得到明顯改善，且無快速發展趨勢。吸收塔漿液循環泵出口噴嘴堵塞這一問題癥結得到了解決。

4.4節粉方法

只有減少石灰石粉的消耗量，方能使脫硫系統運行的經濟性得到保障。燃煤含硫量是影響石灰石粉消耗量的主要因素之一。姚孟發電廠三期機組鍋爐設計應用神華低硫煤作為煤種，因而FGD系統入口SO2濃度偏低，有助于減少石灰石粉的耗用量。四期FGD系統擴容整改后能成功燃燒使用硫含量波動性較大的煤種，雖然其提高了實際脫硫成本，但結合機組運作的綜合發電成本，其是促進脫硫機組優勢充分發揮的潛力型方法。

石灰石粉品質、粒徑均對石灰石粉的實際利用效率起到決定性作用。石灰石粉內CaC03含量偏低時，石灰石粉的使用量會相應增多。這就意味著當石灰石粉的品質出現較大波動時，應盡早將其替換掉。尤其是規避發生摻雜沙子的狀況，沙子不僅會增加輸漿管道被阻塞的風險，還對泵體和管壁形成較大的磨損。伴隨石灰石粉粒徑的減小，制漿環節的溶解概率就越高，進而能更加有效的參與到反應過程。

噴淋塔中的脫硫反應情況也影響著石灰石粉的消耗量，若發生塔中漿液CaC03含量偏高的情況時，則提示脫硫反應欠佳，補漿過量。因為實際生產中是依照塔中漿液酸堿度去調整石灰石漿液供給量的，如果pH計呈現值較高時，石灰石漿液供給量便會相應較大。故而在這樣的工況下，應指派專人定時校驗與沖洗pH計。并依照實際運轉狀況科學設定pH值，達到減少石灰石漿液消耗量的目的。

5 結論

活動后根據姚孟發電#5機組脫硫石灰石粉耗統計情況，結合#5機組年發電量預期及石灰石粉價格，得出脫硫石灰石粉耗量效益表：

綜上，降低脫硫系統石灰石耗量可從脫硫系統內部深挖潛力，控制石膏漿液品質、優化脫硫輔助設備工藝及配件選擇、優化脫硫運行調整是解決該問題的關鍵。

參考文獻

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[2]《濕法脫硫中石灰石耗量的經濟性分析》.環境工程.邢長城.2010：08 6-9

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[4]DL/T986-2005，濕法煙氣脫硫工藝性能檢測技術規范（S）