火電廠濕法煙氣脫硫石膏脫水問題分析及改進措施

摘要：在火電廠煙氣處理過程中，濕法煙氣脫硫石膏脫水屬于重要工藝。研究目的在于提升脫硫石膏脫水效率和質量，確保火電廠的除塵情況達到國家要求的煙塵含量標準。通過加大對濕法煙氣脫硫石膏脫水工藝的研究力度，從煙氣含塵量的控制及脫水設備等方面展開分析，解決濕法煙氣脫硫石膏脫水問題，實現提高脫硫石膏脫水效率和質量的目標。

關鍵詞：火電廠；濕法煙氣脫硫；石膏脫水；改進措施

中圖分類號：X773 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）02-00-03

Analysis and Improvement Measures of Wet Flue Gas Desulfurization Gypsum Dehydration in Thermal Power Plants

LONG Weirong

（Guizhou Dafang Power Generation Co.，Ltd.， Bijie 551600， China）

Abstract： Wet flue gas desulfurization gypsum dehydration is an important process in the flue gas treatment process of thermal power plants. The research aims to improve the efficiency and quality of desulfurization gypsum dewatering， ensuring that the dust removal situation of thermal power plants meets the national requirements for smoke and dust content standards. By increasing research efforts on the wet flue gas desulfurization gypsum dehydration process， analyzing the control of flue gas dust content and dehydration equipment， the problem of wet flue gas desulfurization gypsum dehydration is solved， and the goal of improving the efficiency and quality of desulfurization gypsum dehydration is achieved.

Keywords： thermal power plant; wet flue gas desulfurization; gypsum dehydration; improvement measures

隨著我國綠色可持續發展的不斷深入，公眾更加重視環保問題，而火電廠作為電力能源供應的重要渠道，在進一步滿足各行各業對電力能源供應需求的同時，如何解決火電廠煙氣問題逐漸成為該行業轉型升級的關鍵。火電廠燃煤煙氣含有大量的二氧化硫等有害物質，進入大氣后會形成酸雨，對大氣環境造成污染，需要減少二氧化硫的排放，使得火電廠煙氣排放質量達標。而濕法煙氣脫硫技術運用過程中，石膏脫水屬于重要工藝，需要分析石膏脫水中的潛在問題，包括鍋爐投油穩燃、入口煙塵的濃度及石膏漿液品質、設備運行等，都會影響石膏脫水的質量和效率。基于此，研究火電廠濕法煙氣脫硫石膏脫水問題及改進措施，為處理相關問題提供參考。

1 火電廠濕法煙氣脫硫石膏脫水原理分析

火電廠濕法煙氣脫硫石膏脫水工藝流程如下：將制成一定濃度的石灰石灰漿送入吸收塔，此時石灰石灰漿與石膏混合形成石灰石-石膏漿液；緊接著，稀漿從吸收塔的沉淀槽中由循環泵泵入置于吸收塔頂端的噴嘴集管，此時經噴嘴霧化噴出，與煙氣接觸，經氧化風機鼓入空氣強制氧化后，生成二水合硫酸鈣結晶，而煙氣中的二氧化硫溶入水，與堿性物質發生中和反應，硫脫出，石灰石中的碳酸鈣與二氧化硫和氧發生反應，形成石膏；石膏的稀漿液經濃縮、脫水和洗滌后，稀漿液流入回收水池，而濃漿液則送到真空皮帶機進行脫水處理，脫水后的石膏置于石膏倉[1]。

2 火電廠濕法煙氣脫硫石膏脫水問題分析

分析現階段火電廠濕法煙氣脫硫石膏脫水困難的原因，主要受入口煙塵濃度、石膏漿液品質、設備運行狀況等的影響，導致石膏呈稀泥狀無法脫水成型，降低脫水質量和效率。

2.1 入口煙塵濃度的影響

煙塵進入吸收塔后，主要依靠脫硫系統的協同除塵功能，這是因為濕法脫硫吸收塔具有一定的協同除塵效果，而除塵器出口對煙塵的濃度有一定要求，一般在30 mg/m3。因此，火電廠的濕法煙氣脫硫過程中，如果入口的煙塵濃度超過30 mg/m3，煙塵會隨著石膏漿液進入真空皮帶機，堵塞真空皮帶機中的濾布，影響濾布的透氣性能，那么便會影響石膏脫水的效果。

2.2 石膏漿液品質的影響

火電廠濕法煙氣脫硫石膏脫水還會受到石膏漿液品質的影響，如漿液的密度、強制氧化程度及漿液中的雜質含量等。以漿液強制氧化程度對石膏漿液品質的影響為例，漿液強制氧化是向漿液中通入足量的空氣，需保證氧化率達到一定標準，以確保漿液中的石膏品種能更好地用于晶體成長，避免因氧化不充分而出現結垢現象。因此，需要進行脫硫石膏與運行正常期間石膏對比，結果如表1所示。其中，石膏樣品1為脫硫石膏，石膏樣品2為正常期間石膏，可以看出表中半水硫酸鈣這一含有結晶水的水合物含量明顯偏高，此時石膏含水率較高，存在脫水困難的情況[2]。

2.3 設備運行狀況的影響

火電廠濕法煙氣脫硫石膏脫水困難，除入口煙塵濃度和石膏漿液品質的影響外，還由設備運行不暢引起。例如，石膏脫水系統運行過程中，旋流器入口壓力和沉砂嘴尺寸常會影響到石膏旋流器分離效果。如果入口壓力過低，固液分離效果較差，會影響到石膏的脫水質量；如果沉砂嘴尺寸過大，底流漿液含固量會不斷減少，顆粒物較小，削弱真空皮帶機的脫水效果。由此看出，火電廠濕法煙氣脫硫石膏脫水過程中，設備運行狀況會對石膏脫水的質量造成一定影響。

2.4 吸收塔溢流的影響

在脫硫裝置運行時間較長的情況下，吸收塔、出現溢流的現象，此時吸收塔氣泡較為嚴重，石膏排出泵入口的漿液泡沫便會增加，而泵口的壓力不穩時，石膏的流量便難以控制，導致石膏旋流器進入漿液的流量不穩，影響漿液密度，也使得吸收塔的液位難以控制，進而影響了脫硫石膏脫水質量[3]。

3 火電廠濕法煙氣脫硫石膏脫水問題改進措施

3.1 嚴格控制入口煙氣含塵量

為改進入口煙氣濃度對石膏脫水問題的影響，需要做好對入口煙氣含塵量的嚴格控制。首先，可以應用脫硫除塵一體化技術，系統會先除塵后脫硫，以此來防止煙塵進入脫硫塔并堵塞塔器。其次，需要選用低灰分的煤炭，減少煙塵的產生，從而降低入口煙氣的含塵量。再次，可以改進火電廠的燃燒技術，通過提高燃燒溫度，改良燃燒設備和優化燃燒過程，能減少煙塵的產生[4]。最后，基于循環流化床鍋爐技術，控制和改善氣體速度、調節留熱時間和燃燒條件，以此來確保入口煙塵氣含量達到超低排放標準。

3.2 石膏漿液的品質控制

火電廠濕法煙氣脫硫石膏脫水質量，還會受到石膏漿液品質的影響，在控制石膏漿液品質時，可以從以下4點著手：一是對脫硫的外部條件進行控制，包括燃煤含硫的控制、石灰石漿液品質的而提升，以及對漿液氯子含量的控制等；二是密切關注吸收塔內反應，加大化學分析頻率，以此來避免石灰石閉塞；三是在石膏脫水處理過程中，為能夠更好地提高石膏脫水質量，需要控制石膏漿液的質量，一般可將其固體含量控制在15%～18%；四是在進行石膏漿液品質控制的過程中，需要控制pH值，pH值過高或過低均會影響石膏的品質，不利于二氧化硫吸收，因此在進行脫硫處理時，需要將漿液的pH值控制在5.0～5.8。此時，漿液的pH值環境既有利于對二氧化硫的吸收，又有利于對碳酸鈣離子的溶解和亞硫酸鈣的氧化，有利于提高石膏的脫水質量。

3.3 加強對石膏脫水設備的管理

火電廠濕法煙氣脫硫石膏脫水過程中，石膏脫水質量會受到設備運行狀況的影響，因此，需要加強對石膏脫水設備管理，如石膏脫水系統中的真空皮帶機、石膏漿液旋流器、漿液循環泵、氧化風管等脫水設備系統等。例如，對于石膏脫水系統的管理，石膏經過旋流器處理后，通常會被送到真空皮帶機上進行二次脫水處理，以確保石膏的含水量符合標準。該過程會受噴嘴堵塞情況的影響，因此需要在清洗濾布時保證沖洗水的質量，避免沖洗水中含有過多雜質堵塞噴嘴，或者將系統的噴水管引至箱體外部，如果沖洗嘴出現堵塞的情況，也能夠及時處理堵塞問題。另外，在進行石膏脫水設備的管理過程中，需要加強對石膏漿液旋流器運行狀況的管理，并對旋流器造成影響的因素展開分析[5]。以旋流器沉砂嘴尺寸大小這一影響因素為例，需要依據火電廠濕法煙氣脫硫石膏脫水的實際需要進行尺寸設計，應盡量避免旋流器底流顆粒過小的情況出現，避免其脫水性能受到影響，以此來保證石膏的脫水質量。旋流器直徑與分離粒度的關系如表2所示。

3.4 控制石膏結晶體的影響

石膏結晶體中的雜質通常會堵塞石膏晶體和游離水之間的通道，進而影響石膏的脫水情況。一般情況下，石膏的脫水性會隨著石膏結晶體的變小而變差，這是因為漿液在脫硫塔內停留時間較短，此時石膏晶體的粒徑便會變小。因此，為更好地提供石膏晶體粒徑的生長空間，需要保證在脫硫系統運行中留有足夠高的脫硫塔液位，減少石膏結晶體的影響。

3.5 控制吸收塔的運行工況

改進吸收塔溢流影響石膏脫水問題時，需要控制吸收塔的各項運行工況，包括對吸收塔的氣液比、漿液的pH值、吸收塔漿液氯離子質量濃度等需要做出嚴格的規定，明確各項標準，并做好吸收塔檢查工作，避免生成的脫硫石膏的質量受到吸收塔溢流影響。因此，需要制定統一的指標，并實時監控吸收塔的運行情況，從而能夠在提高石膏脫水質量的同時，生成合格的脫硫石膏[6]。

4 結論

針對火電廠濕法煙氣脫硫石膏脫水工藝，分析了入口煙氣含塵量、設備運行狀況及石膏漿液品質的控制、石膏結晶體等的影響因素，并就當前火電廠濕法煙氣脫硫石膏脫水過程中存在的這些問題提出改進措施，確保脫水系統能夠穩定運行，避免因脫水問題影響石膏產品的質量，確保整個脫硫生產過程安全、高效進行。這些措施能夠在對火電廠污染物減排指標進行控制的同時實現我國能源綠色持續發展。

參考文獻

1 王 創.火電廠濕法煙氣脫硫石膏脫水問題分析及改進措施[J].化學工程與裝備，2022（4）：296-270.

2 劉 云.濕法脫硫石膏含水率高原因分析及治理措施[J].鍋爐技術，2023（4）：75-79.

3 錢 權，樊國輝.火電廠石灰石濕法脫硫系統吸收塔漿液致盲分析處理[J].云南水力發電，2023（6）：152-154.

4 齊亞兵，唐承卓，賈宏磊.工業煙氣濕法脫硫技術的發展現狀及研究新進展[J].材料導報，2022（增刊1）：88-96.

5 鄭 亮.火電廠濕法煙氣脫硫廢水處理施工技術分析[J].山西化工，2023（12）：210-212.

6 李 闖，張秋勉，胡將軍.石灰石濕法煙氣脫硫影響脫硫效率的因素及最佳解決辦法[J].清洗世界，2022（11）：25-27.

收稿日期：2024-12-12

作者簡介：龍偉榮（1988—），男，貴州貴陽人，工程師。研究方向：火電廠生產技術管理。