火电厂脱硫系统石膏脱水困难案例分析及对策

2系统运行异常状况及分析

该脱硫系统于2011年3月初建成，并初步开始调试运行。运行初期，主要设备运转良好，脱硫效率可达97%以上，石膏浆液脱水正常。投运2周后，3套系统均出现石膏浆液脱水困难的现象，脱水后的石膏粘性大，含水率高，不成型，难以外运处理。即便多次采取抛弃塔内原浆液，用新浆液置换原浆液的方法对系统进行调整，石膏浆液依然不能脱水。为查出问题根源，对系统进行了细致观察，发现存在以下异常现象。

(1)浆液不沉淀。运行期间，多次对塔内浆液取样，发现浆液成灰白色，静置4-6h后，浆液仍成悬浮状态，几乎不沉淀或产生很少量沉淀(见图2a)，脱水较好的石膏浆液一般可在5-20min几乎完全沉淀(见图2b)。上述浆液不沉淀现象说明石膏结晶不佳。

图2石膏浆液沉淀效果

(2)浆液表层出现黑色漂浮物。脱水系统运行时，真空皮带机滤布上面的浆液表层出现大面积黑色漂浮物(见图3)。据经验判断，其主要为飞灰。原因是电除尘器运行效果不好，造成大量飞灰淤积到了脱硫系统浆液中。飞灰太多，会导致塔内CaSO3•1/2H2O无法及时氧化为CaS04•2H20。

CaSO3•1/2H2O为胶体状物质，透气性很差，即使增加真空泵的真空度也无法很好脱去其中的水分而且还会降低滤布的使用寿命。正常脱水时的滤饼厚度为2-3cm，石膏浆液脱水异常时，滤布上滤饼厚度仅为0.5cm左右，与正常值差距较大，且滤饼上面覆盖的水层无法脱除。用手揉搓滤饼，发现滤饼粘性较大，含水率很高。据此可以判断浆液中CaSO3•1/2H2O含量和飞灰含量超标。

图3浆液表层的黑色漂浮物

(3)脱出石膏成糊状。石膏浆液脱水异常时，脱出的石膏成糊状，粘性大，含水率高，且不成型，难以运输(见图4a)，脱水很差的石膏在日光下晒一段时间可结成灰白色硬块，与脱水较好的石膏存在较大差别。脱水较好的石膏如图4b所示，外观看起来比较松散，用手揉搓有滑膩感，日光下易失水变成干鬆状态。

图4脱水状况不同的石膏

(4)出现坏浆现象。石膏浆液脱水异常时浆液pH值在5.8~6.5，略偏低，脱硫效率很低仅能保持在60%-70%。取样观察发现,浆液呈白色，即产生了坏浆现象。所谓坏浆，即不能发挥脱硫作用的石灰浆液。分析认为，这是浆液中未溶解的氢氧化钙被大量粘性大、颗粒小的亚硫酸钙晶体以及飞灰包裹所致(见图5a)，未溶解的氢氧化钙颗粒周围覆盖着大量飞灰和亚硫酸钙晶体堵塞了氢氧化钙颗粒溶解通道，致使浆液pH值偏低，脱硫效率降低。

此外，氧化不充分，浆液中生成的多为晶粒较小、难于脱水的针状或层状CaSO3•1/2H2O晶体。即便产生小部夯CaS04•2H20晶体，一方面晶体颗粒太小，达不到短柱状易脱水石膏晶体的要求；另一方面，亚硫酸钙和飞灰含量占优势，小颗粒CaS04•2H20晶体也很容易被亚硫酸钙和飞灰包裹，堵塞脱水通道(见图5b)，也即浆液中飞灰或其他杂质过多，会抑制石膏晶体生长及氧化。

图5：Ca(OH)2和CaSO4•2H20被包裹示意

3措施

石膏浆液脱水困难主要原因有：浆液中飞灰过多，未溶解的氢氧化钙含量过高，针状或层状CaSO3•1/2H2O晶体过多，脱硫废水处理系统不能正常投用，导致系统中杂质无法排出，煤种硫分偏高导致烟气脱硫装置进口烟气中含硫量远大于设计值，浆液过饱和度、pH值及氧化空气量控制不当等。

根据上文观察到的现象进行定性介析，认为石膏脱水困难主要原因为浆液中飞灰、CaSO3•1/2H2O和未溶解的氢氧化钙含量过高，据此采取了以下措施，使系统脱水恢复正常。

延伸阅读：

燃煤电厂湿法脱硫石膏脱水异常分析系列一

火电厂影响石膏脱水效果的要因及解决方法探讨

电厂脱硫石膏脱水困难的原因分析及解决方案

湿法脱硫石膏脱水效率影响因素及处理方法