浅析湿法脱硫石膏含水率高主要原因及控制措施

浅析湿法脱硫石膏含水率高主要原因及控制措施
摘要：本文介绍了谏壁发电厂六期脱硫系统石膏含水率高的原因，并对其进行
深入分析后列出了石膏含水率高的主要原因，针对存在问题采取了有效的措施，
极大程度改善了石膏含水率过高的问题，并对进一步降低含水率提出了改进措施。

关键词：石膏含水率；原因；控制措施
0引言
国电谏壁发电厂六期#11、12机组脱硫装置已于2015年经过超低排放提效改造后投用，采用单塔双循环石灰石-石膏湿法脱硫工艺，设计脱硫效率不低于
98.1%。

投产之后脱硫系统石膏实际含水率一直大于10%的设计要求，正常在15%左右，最高曾达到20%—25%，严重影响了石膏副产品的销售。

为解决此问题，
对六期#11机组脱硫生产整个流程进行了分析，对相关参数进行控制和调整，目
前石膏含水率基本稳定在10%左右。

1影响石膏含水率的主要原因
1.1杂质含量过高，废水排放不正常
脱硫浆液系统中的杂质主要有烟气中飞灰和石灰石杂质两个来源。

这些杂质
会影响吸收塔内的反应，干扰石膏晶体的形成，使得脱硫石膏中飞灰含量急剧上升；另外，在脱水时杂质会夹在石膏表面和内部，因杂质脱水率很差，就会影响
石膏的含水率。

石膏浆液中的这部分杂质可通过废水排出浆液系统，如果废水系统不能正常
运行，杂质不断积累，达到一定的浓度就会影响石膏的含水率，而且是发生质变，对石膏含水率影响较大。

1.2脱硫运行中PH值控制不稳定，氧化反应不充分
PH测量值是吸收塔反应控制的一个重要参数。

石灰石供浆量的多少应由锅炉负荷和FGD入口硫份的变化量来综合考虑决定，若PH值测量不准，则容易出现
石灰石供浆量过多，CaCO3含量超标，从而影响石膏的脱水率。

由相关数据可知，随着吸收塔PH值得增加（均是一台氧化风机运行），CaCO3含量和石膏含水率明显增大，特别在PH值明显升高到5.8以上时，将会导致石灰石的溶解速率急剧下降，CaCO3含量和石膏含水率呈阶跃式上升。

由此说
明浆液PH值对石膏结晶影响虽然是间接的，但却是重要的决定性因素之一。

同时，当吸收塔内氧化效果不好或氧化空气量不足时，会导致石膏浆液中CaCO3含量过高，形成CaSO3?1/2H2O晶体，颗粒小、粘性大，难以脱水。

而且
由于CaCO3难以脱除，会造成浆液密度持续上升，导致全部浆液恶化，只能重新
置换浆液。

1.3石膏旋流器的运行工况影响
（1）石膏旋流器入口压力的影响，入口压力过低，会影响旋流器的分级效率，造成底流浆液的含固率下降，最终导致石膏脱水性能下降。

（2）旋流器沉砂嘴的影响。

旋流器的底流含固率一般在45%—55%（质量含量）左右，固体颗粒细小，主要为未完全反应的吸收剂和石膏小结晶等。

在使用
一段时间后，沉砂嘴因磨损原因尺寸变大，会造成旋流器底流含固率降低，一级
脱水效果差，影响真空皮带脱水机性能，使石膏含水率增大。

1.4真空皮带脱水系统的的运行工况影响
（1）真空度的影响。

真空度过高或者过低对石膏脱水性能均有很大影响，
真空度过低，则脱水过程中对石膏水分的抽吸力不足，难以保证石膏的脱水效率。

真空度过低的主要原因有：真空盘与皮带之间有间隙、真空盘到真空泵入口管路
有泄露、真空泵故障、密封水流量低等。

真空度过高的原因主要有：滤布未冲洗
干净或使用周期过长，都会导致脱水效果变差；或是由于石膏浆液品质变差（如
杂质含量变多）引起滤布堵塞，使得浆液中的水分不容易从滤布孔隙中分离出来。

运行中若真空度突然变高，同时浆液通过滤布压降增大则滤布堵塞可能性很大。

运行中汽气水分离器真空度负压一般维持—45kPa～—65kPa之间。

（2）滤布通过性的影响。

滤布堵塞会直接影响脱水效果，使得石膏含水率
增加。

造成滤布堵塞的主要原因包括：浆液中的飞灰和杂质含量增大、浆液中的
氯离子含量超标、滤布冲洗水量不足或喷嘴堵塞。

（3）滤饼厚度的影响。

滤饼厚度通常由变频器调节皮带机转速加以控制。

滤饼厚度过大或者过小都会使石膏含水率上升，影响石膏脱水效果。

滤饼太厚会
使脱水效率不足，含水率上升；滤饼厚度减小，致使含水率降低，但是若滤饼厚
度进一步减小使得滤布布料不均匀，造成局部漏真空，石膏含水率又会进一步上升。

因此，相对于最低含水率，石膏滤饼厚度在控制上有一个最佳值，以六期石
膏脱水为例，一般最佳滤饼厚度控制在皮带机运行频率为40—45Hz时。

2控制石膏含水率的措施
2.1严格控制石灰石质量和烟气含尘量
吸收塔浆液中的杂质主要来源是烟气中飞灰和石灰石中杂质。

经过电除尘处
理后的烟气中的粉尘以及排进吸收塔的湿除冲洗水，其中颗粒度很小，进入浆液
系统后会覆盖在石灰石颗粒的表面，阻碍石灰石的溶解，使得石膏浆液中细小的
石灰石颗粒含量增加，同时还会造成浆液PH值下降，严重影响石膏结晶，导致
石膏脱水性能下降。

在实际运行中，定期对石灰石粉质量进行检测，发现问题及
时反馈石粉供应厂家，按要求进行整改、处理。

实际运行中还发现，在机组调停启动后，吸收塔石膏浆液由于杂质沉淀后再
次被搅拌，大量杂质进入脱水系统，使得石膏排出泵滤网频繁堵塞，旋流站压力
长时间过低，底流较稀，真空皮带机无法均匀布料，这一点在#12吸收塔反应尤
为明显。

因此，在机组启动后，通常采用关闭旋流站进口门，打开溢流返回门将
旋流站旁路，采用此种运行方式后，浆液通过石膏排出泵不断进行大循环，将过
粗的杂质由滤网进行收集，通过清理滤网将杂质排出。

这样，就能使吸收塔浆液
在启动初期就大大降低因烟尘和石粉进入的杂质量。

2.2加强主要运行参数控制
吸收塔浆液PH值是脱硫反应控制一个重要参数。

在日常运行中，石灰石供
浆量的控制和循环浆液泵运行方式的选择，是由PH值与机组负荷、烟气硫分含量、脱硫效率和浆液密度综合起来决定的。

若在运行中过分注重脱硫效率，提高
石灰石浆液供应量，维持PH值在高限运行，容易造成CaCO?含量过高，氧化反
应效果降低，导致石膏脱水越来越困难。

通过改变PH值变化来改变亚硫酸盐的氧化速率有可能直接影响石膏的相对
过饱和度，在PH值4.5时，亚硫酸盐的氧化作用最强，并且是PH值为6时氧化
速率的2.5倍。

同时，PH值得变化对石膏沉淀结晶影响也是显著的。

CaSO4?2H2O的溶解度
随PH值的升高而急剧下降。

CaSO4?2H2O的溶解度下降，会使亚硫酸盐难以完全
氧化，降低石膏品质，并且容易使设备结垢。

因此，在运行中结合具体工况合理的控制供浆量，利用吸收塔和AFT塔PH
值的区分控制手段，在烟气出口SO2升高时尽量向AFT塔多供浆，并控制好循环
浆液泵启动时机，保持吸收塔浆液的PH值在4.5—5.5范围内(特别是能维持PH
值在5.0)，有利于石灰石的充分溶解和石膏浆液的充分氧化沉淀结晶，是目前六
期比较理想的运行方式。

运行中还要维持较好的氧化效率，提高氧化效果。

值班人员应根据机组负荷、入口SO2流量及时调整氧化空气流量，通过调整风机进口风门维持风机出口风压
在最佳值，此时经验往往起到主要作用；#12机组吸收塔还出现过氧化风机在塔
内喷嘴脱落的情况，所以风机运行电流值的变化趋势对于分析氧化风机运行状况
也起着重要作用。

2.3定期清理石膏旋流站，保证浆液的浓缩及颗粒分离效果
石膏旋流器入口压力直接关系到去真空皮带机的底流含固率，运行中应对旋
流器进行定期检查，及时调整投入运行的旋流子个数、定期更换旋流子沉沙嘴。

要注意监视旋流站入口浆液压力，吸收塔浆液起泡、管道部分堵塞、石膏排出泵
出力低等均会引起压力下降或者波动较大，导致旋流不彻底，底流中含固量低含
水率高，直接造成石膏含水率超标。

根据运行中的分析结果认为，即使在石膏浆液品质较差的情况下，更换沉砂
嘴都能很大程度缓解石膏含水率较高的问题，是一种非常有效的调节手段。

目前，六期机组旋流器入口压力最佳值#11旋流站在0.15～0.16Mpa左右，#12流站在0.2pa左右。

根据旋流器进口压力和石膏排出泵电流变化，及时对石膏排出泵滤网进行清
理和更换，石膏排出泵停用时应立即冲洗泵体和石膏浆液管路,严防管线堵塞,确
保其对石膏浆液中杂质的过滤效果。

2.4定期对在线监测仪表维护和保养，确保其正常运行
加强在线监测仪表的维护保养，特别是PH计、密度计与脱硫效率有着直接
关系，吸收塔密度控制着吸收塔生成物石膏品质。

因此运行中必须加强对这些在
线仪表的维护，保证其准确性，确保在运行中能根据仪表所示参数及时分析、调整。

2.5加强对脱硫废水的排放，进一步完善废水系统设计
为了保证塔内反应正常进行及石膏的生成质量，废水系统应尽量投入，保证
废水排放，以降低吸收塔内CL离子浓度及杂质含量。

由于CL离子对设备有较强
腐蚀性，塔内CL离子浓度应控制在10000mg/l以下，并尽量维持低值运行。

六期石膏过滤水地坑与#12吸收塔地坑相连，同时有两台过滤水泵可将过滤
水打至#11吸收塔地坑；在实际运行中若废水系统故障，可根据各机组石膏CL离
子含量变化趋势，统一将废水集中排放至全厂废水储存箱内。

3结论
综上所述，本文总结了一些对石膏含水率影响较大的因素，并且在运行中很
大程度上改善了石膏含水率过高问题，但是要在运行中将含水率长期稳定和控制
在10%以下，必须要从以下几方面着手改进：
a) 由于杂质是对石膏正常结晶和脱水的最直接影响因素，因此在运行中要提
高进入脱硫系统的石灰石粉品质，泥土等杂质越少越好；同时要保证废水系统的
正常运行，这样才能使整系统中的杂质和重金属含量大幅降低，保证石膏结晶品质。

b) 运行中值班人员应根据实际工况进行及时调整，正确判断出当前引起石膏含水率高的主因，有针对性地进行调整，将各项参数控制在最佳范围内，保证吸收塔浆液品质正常，石膏结晶和生长顺利进行。

c) 加强对脱硫系统主要设备的运行维护，确保PH计、密度计的准确性；定期对皮带机进行检查，确保皮带机的真空度；定期对一级脱水系统进行检查，确保旋流站底流含固率和石膏排出泵正常。

参考文献
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