石灰石-石膏法脫硫

一、脫硫效率低

脫硫系統效率低下主要有石灰石活性不足，石灰石雜質(zhì)過(guò)高，吸收漿液pH過(guò)低，Ca/S低，有效液氣比低，石灰石漿液在吸收塔中的停留時(shí)間短，脫硫塔入口煙氣溫度過(guò)高，脫硫塔入口煙氣含塵量大等原因。本文主要介紹各種離子濃度對脫硫效率的影響。

1.Cl-的影響

CaCO3的分解式是：CaCO3+H++HSO3-→Ca2++SO32-+H2O+CO2↑，若漿液中含有大量的氯離子，會(huì )形成氯化鈣，氯化鈣會(huì )電離生成Ca2+，由于同離子效應導致液相的離子強度增大，抑制H+的擴散，會(huì )造成上述反應向左移動(dòng)，使CaCO3分解速率下降，降低系統脫硫效率；漿液中含氯離子的量過(guò)高，會(huì )增大石膏脫水的難以程度，改變石膏晶型，使石膏晶格發(fā)生畸形改變；另外，氯離子可與多種金屬離子，如Fe3+、Al、Zn形成絡(luò )合物，這些絡(luò )合物會(huì )包裹在CaCO3顆粒表面，使參與反應的CaCO3減少，進(jìn)而影響系統脫硫效率。

2.SO32-的影響

氧化空氣量不足會(huì )導致漿液中SO32-含量過(guò)高，當其超過(guò)一定值時(shí)，由于同離子效應CaCO3溶解度降低，造成“石灰石屏蔽現象”，使脫硫效率下降；另外，石灰石漿液吸收SO2可用雙模理論解釋?zhuān)斠合嘀黧w中SO32-含量過(guò)高，液相傳質(zhì)阻力會(huì )很大，降低總傳質(zhì)系數，使脫硫效率降低。

3. F-、Al3+的影響

脫硫塔入口煙氣HF、鋁鹽中含量過(guò)高，會(huì )導致石灰石漿液中F-、Al3+含量高。煙氣中的HF溶解于漿液后，會(huì )與漿液中的Ca2+生成難溶性CaF2，CaF2會(huì )包裹吸收劑，阻止CaCO3進(jìn)一步溶解，影響了吸收劑的利用率，降低脫硫效率；煙氣中的Al3+也會(huì )與Ca結合生成絡(luò )合物AlFx，也能影響CaCO3的離子化，使漿液中的pH降低，影響SO2的吸收。

二、石膏脫水困難

1.脫硫系統石膏脫水真空皮帶機異常

設備運行故障可導致真空度下降，石膏脫水動(dòng)力不足，進(jìn)而導致石膏含水率升高。其原因有：①真空泵故障；②摩擦帶有損壞；③真空系統不嚴密；④皮帶機運行軌跡不平；⑤真空箱密封水失控；⑤皮帶與真空箱之間有空隙：⑦濾布破損。

2.除塵設備運行效果不好

若除塵器運行效果不好，會(huì )造成大量飛灰進(jìn)入脫硫系統漿液中，這些飛灰會(huì )包裹未被氧化的CaSO3·1/2H2O，使其氧化受阻。CaSO3·1/2H2O為膠體物質(zhì)，透氣性差，若其進(jìn)入真空皮帶機，即使增加真空泵的出力也未必達到很好的脫水效果，根據實(shí)際運行經(jīng)驗可知，若濾餅含水率較高、粘度較大，可初步判定CaSO3·1/2H2O含量較高，飛灰含量對脫硫系統產(chǎn)生嚴重影響。

3.Cl-含量過(guò)高

石膏含水率隨著(zhù)石灰石漿液中氯離子含量的升高而升高，可以表明隨著(zhù)石灰石漿液中氯離子含量的升高，石膏脫水性能越差。由于漿液中存在大量的氯離子，石膏在結晶的過(guò)程中會(huì )包裹氯離子，被包裹的氯離子會(huì )與漿液中的鈣離子結合，從而生成含有6個(gè)結晶水的化合物，使石膏含水率增加，脫水效果變差；另外，氯離子的大量存在會(huì )影響石膏結晶的過(guò)程，使石膏晶體發(fā)生晶變，產(chǎn)生更多種類(lèi)的晶核，不利于石膏脫水。

4.漿液品質(zhì)惡化

石膏漿液中的雜質(zhì)主要來(lái)自于三個(gè)方面：①煤燃燒后煙氣中的灰分；②石灰石中所含的雜質(zhì)；③來(lái)自其他系統中，綜合利用的補充水中所含雜質(zhì)。這些雜質(zhì)在石灰石漿液中不參加任何的反應，一般都是通過(guò)廢水系統排除，隨著(zhù)石膏中雜質(zhì)含量越高，石膏脫水性能越差。

三、結垢問(wèn)題

FGD系統中出現嚴重的積漿結垢現象，會(huì )引起管道堵塞、磨損、腐蝕，引起局部或整體坍塌等一系列問(wèn)題，其中除霧器的積漿結垢現象更為常見(jiàn)。

1.除霧器結垢原因分析

（1）脫硫系統中水平衡出現問(wèn)題很多設備的冷卻水、密封水全部進(jìn)入系統，而在低負荷時(shí)，煙氣量較少，煙氣對水分的攜帶量減少，使得吸收塔中漿液液位一直維持在較高的水位，致使除霧器沖洗次數減少，甚至運行人員只能停止除霧器的沖洗，才能防止吸收塔溢流。在鍋爐低負荷運行（60%）時(shí)，吸收塔的液位就很難維持，根本無(wú)法進(jìn)行除霧器清洗，基本上一周沖洗一次。

（2）沖洗水壓力不足一般情況下，除霧器沖洗水頭的壓力一般要求是：沖洗時(shí)入口母管壓力大于0.2MPa，但由于閥門(mén)安裝不嚴密、閥門(mén)定位不準確、內漏量較大，造成沖洗壓力減少，沖洗壓力達不到設計值，沖洗效果達不到保證。

（3）漿液密度較大在脫硫系統運行過(guò)程中，運行人員為追求脫硫效率，實(shí)現達標排放或者滿(mǎn)足超低排放，向吸收塔中加入石灰石漿液遠超設計值，煙氣與漿液接觸后攜帶固體顆粒量大大增加，與除霧器碰撞后部分附著(zhù)在除霧器表面，逐漸形成垢物。

（4）除塵器運行效果不好若除塵器的運行效果不好，大量的飛灰會(huì )在除霧器表面沉積，由于飛灰中含有的金屬氧化物粘附性很強，一旦沉積結垢，不易沖洗。

2.吸收塔內部結垢

吸收塔系統結垢主要發(fā)生在漿液循環(huán)泵噴嘴、漿液循環(huán)泵進(jìn)口濾網(wǎng)、吸收塔進(jìn)出口煙道、吸收塔底部及支撐梁處。由于漿液中含有CaSO4、CaSO3、CaCO3及硅、鋁等物質(zhì)，這些物質(zhì)具有較大的粘度，當漿液碰到吸收塔壁時(shí)，漿液中部分物質(zhì)會(huì )粘附在吸收塔壁上；同時(shí)，由于煙氣具有較高的溫度，會(huì )加快沉積層中水分的蒸發(fā)，使沉積層結垢更加致密。