湿法烟气脱硫下控制与提高脱硫石膏品质的途径

3.1 加强脱硫系统运行调整

在脱硫运行过程中，要监控好系统设备的各运行参数，并及时调整以保住石膏浆液品质。需控制的参数主要有：石灰石的碳酸钙含量、石灰石浆液细度、燃煤硫份。需调整的参数主要有：浆液pH值、吸收塔浆液池液位、浆液密度、氧化风量和浆液循环量等。

3.1.1 提高石膏纯度

在吸收反应中，Ca2-遇SO42- 并结晶生成二水硫酸钙(CaSO4••2H2O)速度较慢，在吸收氧化的浆液中，石膏的结晶受浆液中二水硫酸钙(CaSO4••2H2O)过饱和度、浆液温度、pH值、搅拌方式等影响。石膏晶体的形状、大小直接影响到石膏脱水系统中旋流器能否正常工作。

石膏晶体的粒径越大，越有利于石膏旋流器将二水硫酸钙晶体(CaSO4••2H2O)和未反应的碳酸钙(CaCO3)的分离开来。以降低石膏中的碳酸钙(CaCO3)含量。因此，控制好石膏浆液在过饱和度情况下的等温结晶过程，就可获得粗大、均匀的结晶体，从而有效地控制石膏的纯度。

3.1.2 保持合适的pH值

吸收塔内浆液pH计测量不准确，pH值上下波动大，就会使得输送的新鲜石灰石浆液用量不是真正的需要量，而过量输送新鲜石灰石浆液至吸收塔内，会导致石膏纯度下降，造成石膏水分不宜脱除。吸收塔浆液pH值与一些重要信号，如锅炉负荷、FGD进口SO2、新鲜石灰石浆液密度一并综合起来，用于确定需要输送至吸收塔的新鲜石灰石浆液量。

随着新鲜石灰石浆液(CaCO3)的加入，吸收塔内浆液将达到某一pH值，高pH值的浆液环境有利于SO2的吸收，而低pH值则有助于Ca2-的析出，二者相互对立。

在一定范围内随着吸收塔浆液pH值的升高，脱硫效率一般呈上升趋势，但当pH值升至临界值时脱硫效率不会持续上升，这时再提高吸收塔浆液pH值，吸收塔内浆液反应活性反而变小，脱硫效率降低，导致石膏浆液中的碳酸钙(CaCO3)含量增加，二水硫酸钙晶体(CaSO4••2H2O)含量降低，即降低了石膏品质，带来石膏脱水困难。

3.1.3 保持合理的吸收塔循环浆液密度

吸收塔循环浆液密度是FGD系统运行的重要控制参数之一。晶体的生长于浆液的过饱和度密切相关。当石膏浆液的过饱和度达到一定程度时就会形成晶种，并逐渐生长生成石膏晶粒。但当石膏浆液的过饱和度超出一定值后，晶种的生长速率超过石膏晶粒的生长速度，晶种往往就会在未发生反应的石灰石颗粒表面生长(晶种包裹石灰石颗粒)，造成石灰石浆液利用率和脱硫效率的下降。

此外，石膏浆液的过饱和度的控制还应特别注意初始过饱和度与生成晶体的大小有关，如果初始过饱和度越大，则所得晶体的尺寸就越小。因此，通常在FGD系统投运初期，采用在吸收塔循环浆液中添加二水硫酸钙(CaSO4••2H2O)晶体作为晶种，使得二水硫酸钙(CaSO4••2H2O)结晶过程尽可能在过饱和度与温度都较稳定的条件下进行，从而得到颗粒粗大而整齐的石膏晶体。

3.1.4 保持吸收塔液相停留时间

石膏结晶是一个动态平衡过程，新晶种的形成和晶体长大同时进行，石膏浆液只有在结晶到一定程度才被允许排出。因此，必须使石膏浆液在吸收塔内保持一定的停留时间，

石膏浆液停留时间为吸收塔氧化池最大容积与单位时间排出石膏量之比。浆池容积与石膏排出时间决定了晶体形成空间以及浆液在吸收塔形成晶体及停留的总时间。

浆池容积大，石膏排出时间长，亚硫酸钙(CaSO3••1/2H2O)更易氧化，有利于石膏晶体长大。但石膏排出时间过长，会增大浆液循环泵对已有晶体的破坏。

一般石膏浆液过饱和度所需停留时间为5-16min。浆液池提供石膏结晶时间为10-25h，提供给石灰石溶解时间为10-16 min(与浆液细度、活性、浆液pH值等有关)，这二者的时间计算为浆液池中含固量除以排石膏量。

3.1.5 保持氧化风量及其利用率

进入吸收塔的氧化空气是提供亚硫酸钙氧化生成硫酸钙所必须的氧气。因此，氧化风量必须能够满足系统要求，且要求分布均匀并达到一定的利用率。否则，石膏浆液中的亚硫酸钙就会超标，最终导致无法形成合格的石膏晶体，

亚硫酸钙的氧化速率与亚硫酸氢根(HSO3)浓度、氧气(O2)浓度、pH值、温度、烟气中氧气对SO2的比率、浆液的循环率、浆液的黏度和密度等综合因素有关。HSO3与O2反应速率很快，但O2在浆液中的溶解度非常有限，因此氧化速率常常受O2在液膜中的扩散能力的影响。

pH值的高低影响浆液中HSO3的浓度，pH值越低，浆液中HSO3的浓度越高，当pH值<6时，so2在水中主要以hso3形态存在，ph值在3.5-4.5之间，几乎全部为hso3形态存在。根据氧化速率与ph值的关系，当ph值>5.5时，氧化速率急剧下降。因此，控制pH值在适当低值范围内对亚硫酸钙氧化是有利的，这就为形成合格的石膏晶体奠定了基础。

3.1.6 保持石膏脱水设备和系统正常运行

在石膏旋流器运行过程中，应检查旋流器进口压力是否控制在设计范围，同时对顶流和底流取样分析，确定旋流子分配比。石膏旋流器溢流含固率一般控制在1%-3%左右，底流含固率一般控制在45%-50%左右，发现偏离正常值时应通过运行分析及时查明原则。对石膏旋流器应定期进行清理维护并检查旋流子磨损情况。

真空皮带机是石膏二次脱水的重要设备，脱水效果与浆液的性质、滤布清洁程度有较大联系。真空皮带脱水机滤液分离器真空表能直观地反映皮带脱水机的真空度，真空度与石膏含水率呈有规律的变化。真空度升高，反映出滤液水通过滤布时的压降增加，其结果为所出石膏的含水率增大。

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