摘要：分析、總結(jié)了石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)漿液含固量高、漿液氧化不足、液位不準(zhǔn)、閥門內(nèi)漏、吸收塔溢流和石膏脫水困難等問題的原因，并提出了一些改進(jìn)措施。這對脫硫系統(tǒng)的正常運行有一定的指導(dǎo)作用。


關(guān)鍵詞：脫硫系統(tǒng)；石灰石-石膏濕法；漿液；石膏

國內(nèi)外使用比較多的煙氣脫硫系統(tǒng)是石灰石一石膏濕法煙氣脫硫（WetFlueGasDesulfurization，簡稱“WFGD”）工藝。該工藝是世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方法，并且技術(shù)十分成熟，運行相對可靠，脫硫效率高，對煤種適應(yīng)性好，所以，被廣泛應(yīng)用。我公司的4套脫硫系統(tǒng)都采用的是這種脫硫工藝，自2013年底投運以來，總體運行比較平穩(wěn)，但是，在調(diào)試和運行過程中，也出現(xiàn)了很多問題，對系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和可靠性造成了一定的影響。

1主要問題及處理

1.1循環(huán)漿液中含固量高

通常情況下，吸收塔內(nèi)漿液的含固量是10%～15%，最低不應(yīng)低于5%.在一定范圍內(nèi)維持較高的漿液濃度，有利于提高脫硫效率和石膏純度。但是，高含固量漿液對循環(huán)泵、攪拌器、管道和閥門的磨損明顯加劇。由于調(diào)試期間密度計故障，不能很好地控制漿液密度，我公司4#吸收塔循環(huán)管線在試運行1個多月就發(fā)生了漏漿事件。

檢查后發(fā)現(xiàn)，彎頭處磨損嚴(yán)重。另外，當(dāng)含固量過高時，會影響亞硫酸鹽的氧化。一般來講，當(dāng)吸收塔漿液的密度大于1128kg/m3時，就會影響氧化反應(yīng)；當(dāng)吸收塔漿液的密度大于1200kg/m3時，明顯不利于氧化反應(yīng)的進(jìn)行。這在直接增加了石膏脫水的困難，同時，SO2出口濃度控制難度加大，脫硫效率明顯下降。經(jīng)過現(xiàn)場測試，石灰石漿液密度與脫硫效率的關(guān)系如圖1所示。


為了更好地控制吸收塔的漿液濃度，特采取了以下措施：

①改進(jìn)密度監(jiān)測。在設(shè)備運行過程中，要定期沖洗密度計，以提高其準(zhǔn)確性，同時，還要定期取樣，人工化驗分析。

②調(diào)節(jié)供漿濃度。將工藝控制參數(shù)供漿濃度從1160～1200kg/m3調(diào)整到1120～1160kg/m3后，在吸收塔液位允許的情況下，不僅能很好地控制吸收塔漿液濃度，還能減少供漿系統(tǒng)的磨損和堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。

③綜合監(jiān)測數(shù)據(jù)，避免表計不準(zhǔn)的問題發(fā)生，調(diào)整石膏排放頻率。工藝控制要求吸收塔濃度達(dá)到1150kg/m3后就要啟動石膏脫水系統(tǒng)排出石膏。

為了避免發(fā)生密度計不準(zhǔn)的問題，綜合考慮其他參數(shù)，比如循環(huán)泵電機電流、側(cè)攪拌器電流等，含固量升高，循環(huán)泵和攪拌器的負(fù)荷增大，電流值升高，所以，循環(huán)泵的電流值在230～240A、側(cè)攪拌器電流值在13.5～14.5A時，啟動石膏脫水系統(tǒng)排放石膏。

1.2石膏氧化不足

在煙氣脫硫的化學(xué)過程中，O2將HSO3-氧化為SO42-，隨著煙氣中O2含量的增加，CaSO4˙2H2O的形成加快，脫硫效率也逐漸提高?？紤]到經(jīng)濟性，一般控制脫硫系統(tǒng)氧化空氣倍率（O2/SO2）為2～3.在運行中，如果實際參與的氧化空氣量不足，則漿液中大量的亞硫酸鈣不能轉(zhuǎn)化成硫酸鈣，導(dǎo)致石膏脫水困難，石膏品質(zhì)下降，并且SO2向液相的溶解擴散速度減緩，導(dǎo)致脫硫效率下降。

在漿液pH值為4.5，煙氣溫度為50℃，煙氣速度為1m/s，入口SO2的質(zhì)量濃度為1μg/mL的條件下，有無強制氧化對脫硫效率的影響如圖2所示。從液氣比對脫硫效率的影響圖中可以看出，有強制氧化時的脫硫效率比無強制氧化時的要高1～2個百分點左右。


自我公司的脫硫系統(tǒng)投運以來，相繼出現(xiàn)過脫硫塔運行參數(shù)不穩(wěn)和石膏脫水困難等情況。綜合分析，脫硫塔內(nèi)氧化空氣量不足可能是引發(fā)這一情況的重要因素之一。發(fā)現(xiàn)氧化不足現(xiàn)象后，檢查氧化風(fēng)機及其附屬設(shè)施后發(fā)現(xiàn)，主要問題有以下2點：①風(fēng)機入口濾網(wǎng)堵塞，氧化風(fēng)機出口卸荷閥故障率高，導(dǎo)致風(fēng)機出力不足；②氧化風(fēng)機容量不足。

針對這些問題，特提出相應(yīng)的解決辦法：①定期清理濾網(wǎng)，對氧化風(fēng)機出口卸荷閥進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，拆除原來的自動卸荷閥，更換為蝶閥加消音器手動控制，從而解決氧化風(fēng)機出力不足的問題；②針對容量不足的問題，提出了以下整改方案，即在現(xiàn)有一塔2臺氧化風(fēng)機一用一備的情況下，在氧化風(fēng)機出口增設(shè)一條管線，接入脫硫塔，氧化不足時，啟動備用氧化風(fēng)機（即2臺氧化風(fēng)機同時運行），以提高氧化倍率，實現(xiàn)氧化系統(tǒng)增容，進(jìn)而改善脫硫系統(tǒng)的運行狀況。

1.3液位計指示不準(zhǔn)

吸收塔必須保證一定的液位高度，才能使進(jìn)入吸收塔的SO2充分反應(yīng)。本脫硫系統(tǒng)的吸收塔液位是根據(jù)差壓變送器測得的差壓與吸收塔內(nèi)漿液密度計算得來的。在計算過程中，沒有采用實時的漿液密度值，而是采用了一個固定值。當(dāng)實際漿液密度低于該固定值時，DCS顯示的液位會比實際液位偏低；反之，情況相反。因此，在該脫硫系統(tǒng)調(diào)試和運行過程中，吸收塔經(jīng)常發(fā)生漿液溢流或煙氣從塔體溢流口冒出的情況。

為了更好地控制吸收塔漿液液位，根據(jù)現(xiàn)場的運行條件，確定合理的運行液位，具體包括以下2點：①人為降低運行控制液位計顯示液位，使塔內(nèi)實際液位僅高于塔體溢流口高度，防止煙氣泄漏；②修正吸收塔漿液密度來提高液位計顯示液位，將液位控制在塔體溢流口至溢流排水口標(biāo)高之間。

1.4閥門內(nèi)漏

閥門內(nèi)漏會引起吸收塔或地坑液位異常升高。在調(diào)試和運行期間，出現(xiàn)過幾次除霧器、循環(huán)泵等設(shè)備設(shè)施沖洗水閥內(nèi)漏的現(xiàn)象。檢查后發(fā)現(xiàn)，主要是閥門本體質(zhì)量問題損壞，或者閥門電動頭控制失靈造成的。因此，相關(guān)部門變更了閥門生產(chǎn)廠家，更換質(zhì)量過關(guān)閥門。同時，還要加強實時監(jiān)控和設(shè)備巡檢，發(fā)現(xiàn)液位異常及時處理，從而很好地解決了這個問題。

1.5吸收塔內(nèi)漿液起泡

塔底漿液泡沫的產(chǎn)生是因為氣體分散于液體中，形成了氣-液的分散體。在泡沫形成的過程中，氣液界面會急劇增加，因而體系的能量增加，其增加值為液體表面張力與體系增加后的氣-液界面的面積的乘積，應(yīng)等于外界對體系所做的功。

如果液體的表面張力越低，則氣-液界面的面積就越大，泡沫的體積也就越大。這說明，此液體很容易起泡。泡沫的產(chǎn)生必須具備3個條件：

①只有氣體與液體連續(xù)、充分地接觸時，才能產(chǎn)生泡沫；

②當(dāng)氣體與液體的密度相差很大時，才能使液體中的泡沫很快上升到液面，久而久之就形成泡沫；

③表面張力越小的液體越容易起泡。

根據(jù)現(xiàn)場的運行調(diào)整情況，引起起泡溢流的原因有以下幾點：

①在鍋爐運行過程中，投油、燃燒不充分，未燃盡成分隨著鍋爐尾部煙氣進(jìn)入吸收塔，導(dǎo)致吸收塔漿液的有機雜質(zhì)增加。

②鍋爐后部除塵器運行情況不佳，煙氣粉塵濃度超標(biāo)。含有大量惰性物質(zhì)的雜質(zhì)進(jìn)入吸收塔后，致使吸收塔漿液重金屬含量增高。重金屬離子增多導(dǎo)致漿液表面張力增加，從而使?jié){液表面起泡。

③脫硫用石灰石中含過量的MgO（起泡劑），與硫酸根離子反應(yīng)產(chǎn)生大量泡沫。

④脫硫裝置脫水系統(tǒng)或廢水處理系統(tǒng)不能正常投入，致使吸收塔漿液品質(zhì)逐漸惡化。

⑤液位計顯示錯誤（不準(zhǔn)確）。

影響吸收塔溢流的因素很多，但是，吸收塔漿液一旦出現(xiàn)起泡溢流情況后，必須及時妥善處理，以免引發(fā)嚴(yán)重的事故。對此，特采取以下措施：

①在吸收塔排水坑中定期加入脫硫?qū)Ｓ孟輨?。盡管確定液位僅高于塔體溢流口高度，但是，難免有吸收塔漿液泡沫從呼吸孔冒出。從實際運行情況來看，吸收塔內(nèi)泡沫會高于實際液位表面1～2m。而防止吸收塔溢流和噴沫現(xiàn)象的有效手段是加入適量的消泡劑。

②核算氧化空氣用量，避免漿液中有太多過?？諝狻８挥嗟目諝舛家詺馀莸男问綇难趸瘏^(qū)底部溢至漿液表面的，從而造成漿液動態(tài)液位虛假。這也導(dǎo)致吸收塔漿液泡沫增加的原因之一。

③在保證氧化效果的前提下，適當(dāng)降低吸收塔工作液位，減小漿液溢流量，防止?jié){液進(jìn)入吸收塔入口煙道。

④吸收塔補水控制。在設(shè)備正常運行的情況下，吸收塔補水主要是通過除霧器沖洗實現(xiàn)的，還有就是利用攪拌器、漿液泵、循環(huán)泵等的機封冷卻水和一些漿液管路的沖洗水。在此過程中，要盡量控制進(jìn)入吸收塔的水量。水噴淋可以減少泡沫的積累，所以，除霧器沖洗要在保證液位前提下多次少量進(jìn)行，或者在呼吸孔加裝噴水打散泡沫，防止泡沫溢出。

⑤廢水量控制。增加脫硫廢水的排放量，降低吸收塔漿液重金屬離子、Cl-、有機物、懸浮物和各種雜質(zhì)的含量，保證吸收塔內(nèi)漿液的品質(zhì)，避免形成大量泡沫。

⑥降低排出石膏時吸收塔漿液密度，加大石膏排出量，保證新鮮漿液的不斷補入。

⑦加強對吸收塔漿液、廢水、石灰石漿液、石灰石粉和石膏的化學(xué)分析工作，有效監(jiān)控脫硫系統(tǒng)的運行狀況，發(fā)現(xiàn)漿液品質(zhì)有惡化的趨勢，要及時采取有效的處理手段。

1.6石膏脫水困難

在脫硫系統(tǒng)運行的過程中，石膏脫水效果差，導(dǎo)致石膏含水率過大，石膏下料斗側(cè)壁石膏堆積，甚至堵塞。沉積在下料斗側(cè)壁上的石膏不規(guī)則地落到石膏皮帶上還可能造成石膏皮帶跑偏。

導(dǎo)致石膏脫水困難的原因有以下幾點：

①石膏漿液氧化不足。

②石灰石品質(zhì)太差。

③受漿液中飛灰含量的影響。粉煤灰的粒徑要比結(jié)晶石膏的粒徑小得多，在真空皮帶機上脫水時，細(xì)顆粒的粉煤灰很快通過石膏顆粒之間的間隙到達(dá)濾布表面，把濾布的細(xì)孔堵死，所以，皮帶上的真空度就不能提高。

④脫硫系統(tǒng)廢水排放過少。由于旋流器頂流排出的廢水中所含的細(xì)顆粒比例高，因此，加大廢水排量可以減少漿液中細(xì)顆粒的比例。

⑤真空度不夠。真空度低的原因有很多，比如漿液分配器分配不均，導(dǎo)致真空度低，真空泵水密封不好、水量不足，真空泵管線泵體結(jié)垢，真空罐下降管水封效果不好等。

鑒于上述原因，特采取以下應(yīng)對措施：①加強巡檢，在保證現(xiàn)有氧化系統(tǒng)運行正常的基礎(chǔ)上，對氧化系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。②加強對布袋除塵器的工藝控制，保證除塵效率。③延長濾布沖洗時間，及時更換破損濾布。④加大廢水排放量，盡量減少漿液中細(xì)顆粒的比例。⑤嚴(yán)格石膏脫水系統(tǒng)的運行管理，增加巡檢頻率，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整。另外，將真空泵密封水由原來的工業(yè)水改為除鹽水，盡量避免結(jié)垢現(xiàn)象的發(fā)生。

2結(jié)束語

在應(yīng)用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝技術(shù)的過程中，出現(xiàn)了含固量高、吸收塔溢流、漿液起泡、石膏脫水困難等問題。針對這些問題，特采取了相關(guān)的應(yīng)對措施，收到了一定的實效，保證了系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。

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