方守须
淮南电力检修公司 安徽省淮南市 232000
摘要：近些年随着我国环保力度的持续加大，人们也越来越认识到脱硫石膏利用的重要性。可以被利用的脱硫石膏需满足两个条件，颗粒大小在100μm 左右且含水率不高于10%，所以，如何控制脱硫石膏的产出品质是其再利用的必要前提。文章在此背景下，针对脱硫石膏品质的影响因素和提升措施进行了初步探讨与分析。
关键词：石灰石；脱硫；石膏品质；措施
石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术(wet flue gasdesulfurization，WFGD)是当下燃煤电厂应用最广泛的烟气脱硫技术，其副产物脱硫石膏的综合利用对节约资源、保护环境具有重要意义，在实际应用中，每亩盐碱地应用2吨脱硫石膏可增产30%-40%，甚至还可使不毛之地长出作物，有效期长达15年以上，目前在宁夏等地的试验田中使用脱硫石膏已取得良好效果，其在推动资源综合利用、改良土壤、增加耕地和碳汇等方面均具有重要意义。在电力行业实际工作中，所生产脱硫石膏的品质易受多方面因素的影响，因此如何采取有效手段提高脱硫石膏品质具备现实意义。
1 脱硫石膏品质的影响因素分析
石灰石–石膏湿法脱硫技术是世界范围内烟气脱硫的主流技术，它具有技术成熟、适应煤种范围广、脱硫效率高、吸收剂来源广且利用率高、系统运行稳定等优点。但是，其在实际工程应用中仍存在一些问题，由于工艺过程中均采用浆状物料，脱硫系统特别是吸收塔易结垢进而影响系统的运行。吸收塔内部结垢不仅会导致系统阻力增加、塔内烟气流速不均、脱硫效率下降，甚至还会影响脱硫产物的质量及系统的氧化效果，垢层达到一定厚度后可能脱落，砸伤喷嘴和防腐内衬，而结垢严重时甚至造成除雾器塌陷、设备堵塞、机组停机。
脱硫石膏品质的好坏主要由石膏浆液的质量高低决定。脱硫系统工作中，浆液 pH 值是一项重要的参考数据，pH值的高低可直接影响到石膏的生成品质。浆液 pH 值提高时可提高二氧化硫吸收率，但设备结垢现象明显增多 ；而二氧化硫吸收速率随着 pH 值的降低会逐渐减缓，在 pH 值低于4时趋近于0。浆液 pH 值在4~5.1时，由于石灰石颗粒被 F-Al 络合物包裹，从而导致了石灰石溶解速率的降低 ；浆液 pH 值高于5.8时，浆液中的 H + 持续变低，浆液中会析出 CaSO 3 ·1/2H 2 O并包裹在石灰石表面，使得石灰石的活性降低。因此在脱硫系统的实际工作时，浆液 pH 值一般控制在5.0~5.8，超出这一区间均会影响到石膏的品质。石灰石反应程度主要是指烟气中二氧化硫与石灰石反应生成硫酸盐的数量，具体反应在石膏浆液中石灰石含量，石灰石含量越高，石灰石反应程度越低，脱硫石膏品质越差。
石灰石品质主要包括石灰石的纯度、粒径、表面积、活性等。石灰石一般含有少量二氧化硅、MgCO3、铁和铝等杂质，一般要求燃煤电厂脱硫石灰石纯度大于 90%。MgCO3 在石灰石中通常以溶解形式或白云石形式存在，在吸收塔中不易溶解，无法进行反应，只能进入脱硫石膏中。如果 MgCO3 的含量越高，那么石灰石的活性就越低，不但影响脱硫反应的效果，还会降低脱硫石膏品质。
石灰石–石膏湿法脱硫过程中，新鲜的氧化空气经过氧化风机压缩后输送到吸收塔内，将浆液中大量亚硫酸氢根转化成硫酸根，反应后生成的石膏通过石膏浆液泵排出，进入石膏脱水系统。氧化反应在一定程度上也会影响脱硫石膏的品质。
其原理是部分 HSO 3 -在吸收塔喷淋区被烟气中氧气所氧化，其他的HSO 3 - 在反应池中被氧化空气完全氧化，进而产生碳酸钙，生成石膏产品。当氧化空气量较少时会产生结垢现象，进而影响了石膏的品质 ；当氧化空气量较多时则会增加能耗，提高成本。所以在烟气量、二氧化硫浓度、Ca/S 摩尔比、烟温等参数基本恒定的情况下，若石膏中CaSO 3 ·1/2H 2 O 含量大于0.5% 时应及时调整氧化风机增加供氧量。影响脱硫石膏品质。
2 提高脱硫石膏品质的有效措施探讨
吸收剂是磨成粉的块状石灰石，加一定量的水配置成质量分数为10%～15%的浆液。石灰石颗粒越细，总的与气体接触的表面积越大，吸收的含硫物质越多。因此，石灰石中氧化钙的含量极大程度上影响着吸收二氧化硫的效率，若是是高中碳酸钙的含量过高，在循环浆液中可溶性亚硫酸盐的浓度就会降低，石灰石的活性就会降低，因此要定期检查石灰石浆液中碳酸钙以及不溶物的含量，只有在石灰石的纯度和细度都比较合理时，才能有利于生成高质量的脱硫石膏。对烟尘脱硫的质量控制主要围绕烟气系统展开，它是决定脱硫石膏品质的关键环节之一，由于燃煤电厂中要求烟尘含量要达到国家要求标准，所以如果烟尘含量超标，烟气进入吸收塔就会造成吸收塔运行状况恶化，直接导致石膏控制指标中的含水率、酸不溶物、Cl-含量无法达标，因此可以讲吸收塔烟尘含量与烟尘脱硫工业过程息息相关，燃煤电厂需要为此改造电除尘系统，最大限度消除脱硫烟尘影响。
每隔6 个月(最好是3 个月)必须进行除雾器检查，视具体情况人工手动冲洗干净。特别是在脱硫系统参数明显异常的情况下，需及时进行检查。运行维护人员应熟记并记录好脱硫系统初次启动时或正常运行时的参数和数据，密切监视除雾器的冲洗压力、流量、差压、浆液脉冲泵的压力、电流、增压风机的电流等参数，及时发现和通知检修人员处理冲洗阀门内漏、阀门故障、冲洗水压力不足等问题，确保除雾器正常冲洗。合理控制运行参数，一级塔pH 值宜控制在5.0±0.2 范围内，避免pH 值的大幅波动，吸收塔浆液密度控制在(1100±20) kg/m3 范围内，亦可考虑添加己二酸等缓蚀剂，以降低吸收塔塔壁及塔内构件结垢的诱因]。增加对浆液F-浓度的分析，从燃煤、石灰石、脱硫工艺水水质进一步查找F-高的原因，同时也要避免因浆液中氟、铝元素较高满足一定比例生成氟铝络合物AlFn(n 一般为2~4)，导致出现“浆液中毒”现象。湿法脱硫装置在运行过程中往往会遇到结晶、结垢问题，为解决此类问题，应深入了解结晶原理和运行特性，关注系统的主要运行参数，控制好浆液质量浓度、pH值、氧化风量、石膏浆液停留时间、浆液中F?浓度，以减缓结晶及垢层脱落问题，保障系统的安全稳定运行。
3 结语
提高脱硫石膏的品质能使脱硫石膏应用于生产生活的更多方面，继而创造更多的价值。然而受限于脱硫石膏生成过程中很多复杂因素的影响，脱硫石膏在品质控制方面技术进步空间还比较大。因此，需要将整个脱硫系统看做一个有机整体，从化学物质、运行条件和系统设备三个方面共同着手，应针对脱硫石膏品质差、含水率高、杂质多等影响综合利用的问题进行原因分析,从锅炉燃烧调整、脱硝装置运行、除尘器工作性能到脱硫塔运行控制进行全面对照分析,确定影响石膏品质的原因。通过燃烧控制、脱硝装置调平、脱硫塔工艺参数控制和脱水设备的改进等措施,提高石膏品质。在结合运行实践的基础上进行系统监管，保证脱硫系统各参数的实时、可控，才能真正实现脱硫石膏品质的改善和技术的进一步稳定与提升。
参考资料：
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