脱硫石膏脱水困难原因分析及对策-北极星大气网

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摘要：河源电厂烟气脱硫系统自投运以来，脱硫石膏含水率多次升高，最高时达50%，使储存、运输及再利用受到严重影响。结合脱硫设计和运行情况，对可能引起此问题的多种原因进行分析并逐一排查，最终确认是脱硫工艺水所补充的循环冷却水排污水中的阻垢剂所致。通过对工艺水来源的临时更换和添加石膏晶种，有效遏制了脱硫石膏品质恶化。为使问题得到彻底解决，对原本作为脱硫工艺水源之一的循环冷却水排污水进行了“去阻垢剂” 处理，在保证脱硫石膏正常的情况下恢复了全厂原有的水系统平衡，达到废水零排放，电厂的环保能力和经济效益均得到提高。

关键词：燃煤电厂；烟气脱硫；石膏；循环冷却水；阻垢剂

燃煤电厂石灰石-石膏湿式烟气脱硫系统运行过程中，石膏脱水困难是较为常见的问题。在整个脱硫反应过程中，石膏晶种的形成和生长受到石灰石粒度、浆液pH 值、杂质、工艺水质、氧化风量、反应时间等多种因素的影响。

河源电厂脱硫采用石灰石-石膏湿法工艺，工艺用水来源为处理后的工业废水，其成分较为复杂多变。该系统投运7 年来，数次发生石膏结晶不佳、含水率高的情况。系统能否维持良好性能成为环保工作的关键。石膏含水率高的问题得到解决

可使烟气排放、固废处理、废水零排放三大体系保持良性循环，有利于环保和经济效益的提高。

1河源电厂烟气脱硫系统概况

河源电厂2×600 MW 超超临界机组采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺， 1 炉1 塔， 2 台脱硫塔共用1 套石灰石制备系统和1 套石膏脱水系统。脱硫工艺流程如图1 所示，图中实线为脱硫工艺介质，虚线为水介质。脱硫工艺用水采用处理后的工业废水及闭式循环冷却塔排污水（以下简称复用水），即脱硫工艺用水处于全厂水平衡系统的关键位置。

2石膏脱水异常状况

正常情况下，脱硫石膏含水率一般在13%左右。2015 年5～6 月，脱硫石膏含水率呈明显升高趋势，平均达到22%；其中单日最高值达40%～50%，石膏呈流体状，且粘性很大，和正常结晶的石膏完全不同。吸收塔浆液取样后长时间放置，大部分石膏颗粒仍呈悬浮状态，说明石膏颗粒很小，结晶过程受到了干扰，无法正常结晶长大。

通过常规运行调整，如加大脱硫废水排放、降低吸收塔浆液pH 值（5.0～5.5），调整石膏旋流器入口压力、调整真空皮带机频率和石膏滤饼厚度等，石膏浆液品质并未好转。

3原因分析

脱硫过程中石膏晶体的生成及生长，涉及脱硫工艺的绝大多数环节。导致其含水率高的原因有很多，可分为设备原因、系统原因、介质原因等。为此，对石膏在脱硫塔内生成，直到脱水机脱除水分的工艺流程逐项检查，将可能影响石膏含水率的因素一一罗列，并采用比对分析的方法进行排查。

3.1 设备原因分析与排除

对脱硫系统内与脱水有关的设备包括石膏旋流器、真空皮带脱水机等进行检查，结果列于表1。由表1 可见，脱水系统设备正常，排除其对石膏问题的影响。

表1 石膏脱水设备运行状况

3.2系统原因分析与排除

对1、2 号吸收塔浆液2 个月来的运行数据进行分析，结果显示，浆液pH 值基本在5.2~5.7，浆液密度为1.09~1.12 g/cm3，氯离子质量浓度为5 000~ 8 000 mg/L，碳酸钙质量分数大多低于2%，亚硫酸钙质量分数均低于0.2%，酸不溶物质量分数基本低于2%，硫酸钙质量分数在90%以下。对比正常运行时的状况，浆液各项指标均处于合格状态。

3.3 介质原因分析与排除

考虑到该脱硫设备已稳定运行近7 年，一些常规的影响因素如系统温度、饱和度、浆液循环停留时间、烟气流量、液气比等，在运行中不会突然发生较大变化，在此不予分析。浆液中的杂质对结晶过程同样有重要的影响，其主要来自石

灰石、也有可能来自加入的水、烟气或是腐蚀的设备，因此从可能带入系统的杂质入手，分析烟气、石灰石、工艺水3 种介质是否带有杂质或短期内发生改变引起石膏品质恶化。

3.3.1 烟气

烟气中与石膏晶体形成有关的参数为SO2和粉尘含量。SO2含量变化对石膏的作用较微弱，一般通过影响液相碱度引起液膜阻力增加。而当烟气中体积细小的粉尘含量过高时，粉尘会直接包裹在CaCO3和亚硫酸盐晶体表面阻止反应，降低石膏浆液品质。粉尘中的氟铝络合物对CaCO3的“包裹” 作用也会使脱硫效率下降，从而降低浆液中的石膏含量，造成石膏脱水困难。对近1 年进入脱硫塔烟气成分进行了分析，无论是1 号还是2 号脱硫吸收塔，其入口SO2、粉尘含量并没有发生明显变化，均控制在设计值之内，在石膏品质恶化期的各项指标都在历史范围内或低于历史数值，说明烟气对石膏品质并无影响。

3.3.2 石灰石

石灰石中常含有少量MgCO3，在浆液中以溶解形式或白云石形式存在。溶解后的Mg2+会影响结晶或增大浆液黏度而不利于过滤，而白云石因不溶解而随副产物离开系统，因此要求石灰石中CaCO3的质量分数不低于90%。对近1 年来石灰石的纯度以及MgCO3含量进行了查验，可知近3个月来石灰石纯度符合标准， MgCO3也在控制范围内，未发生较大的变化；石灰石浆液颗粒度较低，但与之前的相比并无显著变化，说明石灰石品质并非影响石膏结晶的关键因素。

3.3.3 工艺用水水质

脱硫工艺用水主要用于脱硫塔补水、石灰石制浆系统，一般含有可溶性盐，此外有机物如检修机油等也会通过地坑进入脱硫塔，因此吸收塔用水来源复杂。电厂自投产以来，一直使用复用水作为脱硫系统工艺用水。电厂复用水为机组冷却塔循环冷却水的排污水（循环冷却水为高倍浓缩，间断排污）、制水系统反渗透的浓缩废水和处理达标后的工业废水（包括制水设备的冲洗水和反洗水、凝结水精处理设备的冲洗水、机组大修期间空气预热器及炉膛受热表面冲洗水）。由此可知，复用水的来源广泛，成分复杂且并非一成不变。其中循环冷却水（简称循环水）排污水中所添加的阻垢剂，理论上能够阻碍脱硫石膏晶粒长大。复用水、循环水排污水以及工业水的水质由表2所示。

从表2 结果可知，相对于水质较好的工业水，复用水所含阳离子较多，电导率增大，而循环水排污水离子含量更多，电导率高，溶解固形物含量高（质量浓度为598 mg/L）。

原标题：脱硫石膏脱水困难原因分析及对策

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