烟气脱硫装置石膏脱水系统存在问题及解决措施

1、收稿日期 :2008-04-01作者简介:胡双全（1971- , 男, 工程师, 主要从事除灰脱硫运行工作。烟气脱硫装置石膏脱水系统存在问题及解决措施Problems of Plaster Dehydrating System in Flue G asDesulfurization Device an d Settlemen ts胡双全（神华河北国华沧东发电有限责任公司 , 河北 沧州 061113摘要:介绍了神华河北国华沧东发电有限责任公司2006 年投产运行至今的石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置 , 对石膏脱水系统存在的石膏排出泵入口滤网堵塞和皮带 脱水机脱水后的石膏含水量过高、石膏品质差的问

2、题进行了分析 , 提出了有效的解 决措施 , 保证了烟气脱硫装置的正常、稳定、高效运行。关键词 :湿法脱硫 ; 烟气脱硫装置 ; 石膏脱水系统Abstract:T his paper present s limestone-plaster wet flue gas desulfurizatio n dev ice, analyzes t he filter to il slag o f plaster ex it pump input , hig h plaster moisture of str ap spin -drier , bad plaster qualit y, advances

3、effectiv e measur es to ensure no mal, stable, hig h eff iciency operat ion of desulfurization de -v ice.Key wor ds:w et desulfurizatio n; flue g as desulfur izat ion de -v ice; plaster dehydrating system中图分类号:X701.3文献标志码:B文章编号:1001-9898（2008 S0-0045-031 概述石灰石 -石膏湿法脱硫技术以其技术成熟 , 脱硫效率高 , 煤种适用范围广 , 脱硫副

4、 产品可资源化等特点被世界广泛推广应用。神华河北国华沧东发电有限责任公司 （简称 沧东电厂 1号、 2号机组采用国华工程技术中心的脱硫技术和全套设备 , 于 2006年 6月 28日投入商业运行。投运以来 , 主体设备运行基本稳定 , 但配套设备石 膏脱水系统曾出现过石膏排出泵入口滤网堵塞 , 石膏无法排出 , 吸收塔被迫停运 ; 皮 带脱水机脱水后的石膏含水量过高 , 石膏品质差 2个问题。沧东电厂 1号、 2号机组配套建设 2套石膏脱水装置 （FGD , 所产生的浓度为 25%的石膏浆液由吸收塔下部的石膏浆液排出泵 （每塔 2 台石膏浆液排出泵, 一运一备 送至石膏浆液旋流器。系统设置 2

5、套石膏旋流站 , 2套石膏旋 流站底流自流进入 2 台真空皮带脱水机。2 石膏排出泵入口滤网堵塞2. 1 原因分析 2. 1. 1 吸收液 pH 值烟气中 SO 2与吸收塔浆液接触后发生如下化学反应 :SO 2+H 2O=H SO -3+H+CaCO 3+H +=H CO -3+Ca2+H SO -3+1/2O 2=SO 24+H+SO 2-4+Ca 2+2H 20=CaS0 4 2H 20从以上反应过程可以看出,pH值高的浆液环境有利于SO 2的吸收 , pH 值低的浆液环境则有利于Ca 2+的析出和CaSO 3的氧化。石灰石溶解度的增加，使SO 2的吸收受到抑制，降低脱硫效率。pH =6时

6、,SO 2 吸收效果最佳 , 但此时易发生结垢、堵塞现象。当 pH 4时, S0 2的吸收几乎无法进 行，吸收液呈酸性,易对设备造成腐蚀。pH 5. 5时CaSO 3溶解度降低,会引起 CaSO 3析出 , 产生软垢 ; 另外, 在碱性 pH 值运行时会产生 CaCO 3硬垢。控制吸收 液的 pH 值在 45. 5, 可以有效减少沉积物的形成。2. 1. 2 石膏浆液饱和度石膏终产物浓度超过浆液的吸收极限时 , 石膏就会以晶体的形式开始沉积 , 当相 对饱和浓度达到 1250kg /m 3时, 石膏晶体将在悬浮液中已有的石膏晶体表面进行 生长,当饱和度1250kg/m 3时，就会形成晶核,同时

7、,晶体也会在其它各种物体表面Vo l. 27S. 河北电力技术 第27卷增刊 Sep. 2008 HE BEI ELECT RIC POW ER 2008年 9 月生长, 导致吸收塔内壁结垢。在石膏脱水系统氧化程度低 , 甚至无氧化发生的条件下 , 可生成一种反应物 , 称 为CSS -软垢,它不易溶于水,如果软垢堆积在石膏排出泵入口处滤网将会堵塞。石膏排出泵一运一备 , 石膏脱水系统每天约运行 16h, 停运 8h, 如果石膏排出泵 停运时间过长 , 或者长时间没有冲洗 , 软垢在入口管内积存过多 , 就会导致管路堵 塞。积存时间过久就会导致入口管滤网无法冲洗干净 , 石膏排出泵无法排出石膏

8、 , 脱 硫系统被迫停运。2. 2 处理措施石膏排出泵入口滤网堵塞 , 导致 1、2号吸收塔相继退出运行 , 为防止石膏排出 泵入口滤网堵塞可以采取如下措施 :a. 将吸收液 pH 值控制在 4. 55. 5区间内, 并尽量防止吸收液 pH 值的剧烈变化 ;b. 控制吸收液中水份蒸发速度和蒸发量 , 运行中控制溶液中石膏过饱和度最大 不超过 130%或石膏浆液浓度不超过 1150kg/m 3;c. 适当增大液气比 , 防止系统结垢、堵塞 ; d. 在吸收液中加入 C 6H 10O 4（乙二 酸和 Mg2-。C 6H 10O 4起到缓冲pH值的作用,抑制SO 2溶解, 加速液相传质 , 提高石灰

9、石利用率。 M g 2-的加入可以生成溶解度大的 M g CO 3, 增加 SO 2-3的活度, 降低 Ca 2-浓度, 使 系统在未饱和状态下运行 , 防止结垢 ;e. 石膏排出泵定期切换使用 , 使排出泵的实际停运时间缩短至 2天内, 运行人员 每周至少将排出泵滤网冲洗 1 次。3 皮带脱水机脱水后的石膏含水量过高3. 1 原因分析3. 1. 1 石灰石纯度石灰石颗粒越细 , 其表面积越大 , 反应越充分 , 吸收速度越快 , 石灰石的利用率就 越高。一般要求为 :90%通过 325目筛或 250目筛, 石灰石纯度一般要求为大于 90%, 如果其中粘土或其他杂质过多 , 会抑制石膏晶体生长

10、及氧化。通常吸收塔浆液密度 控制在 20%30%之间, 钙硫比控制在 1. 021. 05之间时, 吸收剂利用率最高。如果 石灰石研磨后粒径不符合要求 , 反应就会不充分 , 吸收塔中就会有剩余的 CaCO 3,CaCO 3分子的粒径远小于CaSO 4 2H 20石膏分子的粒径,由于水是通过石膏晶体 之间的空隙脱去的 , 这样在真空皮带脱水机上就会堵塞水的通路 , 当 CO 23 含量超过 2. 5%时 , 就会造成脱水困难。当向吸收塔供给的石灰石浆液量过剩时也会造成脱水困难。3. 1. 2入口烟气含尘量入口烟气中的飞灰在运行中不断溶出一些金属离子且浓度会逐渐升高 , 不断增 加的重金属离子浓

11、度对吸收塔内 SO 2的去除以及石膏晶体的形成产生不利的影 响。入口烟气的含尘量过高 , 将导致系统操作恶化 , 表现为吸收效率低下、皮带机脱 水困难、石膏品质下降等。 3. 1. 3 氧化空气量O 2 参与烟气脱硫的整个化学过程 , 使 H SO3-氧化为SO 2-4,随着烟气中0 2含量的增加，CaSO 4 2H 20的形成加快，降低 石膏中的 H SO 3-含量, 提高石膏品质。如果氧化空气管发生堵塞 , 将会降低石膏的 品质,当CaSO 3粒径小于CaSO 4 2H 2O石膏分子粒径时,也会造成脱水困难。3. 1. 4 旋流站石膏浆液密度石膏浆液密度小于1050kg/m 3时,浆液中C

12、aSO 4 2H 2O含量较低,CaCO 3含 量相对较高 , 会导致浆液内石膏结晶困难及皮带机脱水困难 , 造成石膏品质下降 , 石 灰石耗量增加 ; 石膏浆液密度大于 1150kg/m 3时,CaSO 4 2H 2O含量趋近饱和，会抑制浆液对SO 2的吸收,使脱硫效率降 低。 3. 1. 5 石膏旋流站的运行石膏旋流站是一级脱水设备 , 它运行的好坏直接影响石膏品质。在吸收塔浆液 池中形成的石膏通过吸收塔排出泵输送到石膏浆液缓冲池 , 混合均匀后再输送到石 膏旋流站 , 石膏旋流站包含多个石膏旋流子 , 石膏浆液通过离心旋流脱水分离后 , 石 膏含水量从 80%降至 40%50%。如果石膏

13、旋流站不能使浆液脱水至 40%50%, 多出来的水分就要进入到下一级脱水系统 （真空皮带脱水机 , 影响石膏真空皮带机的 脱水效果 , 进而影响石膏质量。 3. 1. 6 真空皮带脱水机的运行真空皮带脱水机是石膏的二级脱水设备 , 预脱水石膏浆液从水力旋流站到真空 皮带脱水机后 , 脱水机真空系统的严密性 , 滤布的通透性 , 滤饼的厚度 , 滤饼冲洗水管 的安装位置 , 石膏浆液在皮带机上是否均匀分布都会影响石膏的质量。当滤饼厚度在 1030mm 之间增长时 , 石膏滤饼的含水量会随之下降 , 当滤饼厚 度 30mm 时 , 会阻碍石膏滤饼中水分的脱除 , 石膏的含水量会呈上升趋势。在二级脱

14、水环节去除石膏中氯离子主要采用滤饼冲洗水对石膏进行 冲洗, 滤饼冲洗水管应安装在石膏滤饼绝大部分水分已析出后到达的位置 , 安装靠前 , 洗涤水可以达到降低氯离子含量的目的 , 但由于安装位置靠近皮带机头部 , 会导致洗 涤后滤饼析水段变短 , 这样石膏在滤饼中氯离子含量降低的同时含水量也会增加 ; 安装靠后 , 洗涤水只能冲淡滤饼表面浆液中的氯离子 , 无法达到通过洗涤降低石膏中 氯离子含量的效果。在滤饼冲洗水管位置安装合适的前提下 , 还要考虑到滤饼冲洗 水均布器是否完好 , 均布器起到阻止上一区域高氯离子含量浆液进入到下一区域的 作用, 如果均布器有破损将会导致上一区域高氯离子含量浆液进

15、入到下一区域, 影响洗涤效果。 3. 2 处理措施为降低石膏含水量 , 保证石膏品质 , 采取如下处理措施 :a. 将石灰石 90%通过 325目筛或 250目筛, 保证其纯度大于 90%; b. 将入口烟 气含尘量控制在标准状况下 200m g/m 3c. 对氧化空气管进行定期清理 , 确保氧气供应量d. 将石膏浆液浓度控制在 10501150kg/m 3;e. 确保石膏浆液进入石膏旋流站脱水至 40%50%;f. 将滤饼厚度控制在 1030mm 之间, 滤饼冲洗水管安装在滤饼绝大部分水分析 出时到达的位置 , 确保滤饼冲洗水均布器完好。4 结束语石膏脱水系统是脱硫系统的重要组成部分 , 脱

16、水系统的正常运行是脱硫系统正 常运行的前提。石膏脱水系统存在问题的成功解决 , 提高了设备运行的可靠性和烟 气脱硫装置的投入率 , 取得了较好的经济效益和环保效益。本文责任编辑 :杨秀敏（上接第 44 页液密度控制在 11001090kg/m 3,要使吸收塔石膏浆液密度达到 1100kg/m 3, 启动石膏脱水系统运行时 , 开 4 个石膏旋流子 , 石膏旋流站入口压力控制在 130150kPa，石膏经过初级分离的密度能够大于 1500kg/m 3,石膏含水率小于 10%。c. 在对 2台脱硫塔补水的过程中 , 要保持石灰石浆液的 pH 值不低于 4. 5, 减少 对设备的腐蚀。在调整过程中要

17、勤调、微调 , 防止加入过多的石灰石浆液 , 如果石灰 石浆液过多 , 部分来不及反应的会形成石灰石精包粉 , 结晶效果会变差。目前 1 号、 2号吸收塔石膏浆液 pH 值控制在 4. 55. 0。每周对 01、02吸收塔石膏浆液的 pH 值进行 2次现场测量, 并和上位机的 pH 值进行比对, 发现差异过大, 需及时进行效 验。d. 进行废水处理系统的改造 , 加强废水排放量和废水处理量 , 保证吸收塔石膏浆 液氯离子质量浓度在 10000m g/L 以下, 最好在 4000mg /L 以下, 提高石膏浆液的反 应性能 , 减弱腐蚀。石膏脱水系统无论运行与否都加强废水排放 , 并要保持连续运 行。目前废水旋流站压力保持在100150kPa。运行中压力不能过低,滤液水箱水 位降低后要及时关闭滤液水泵至 2个吸收塔的电动门。运行中加强废水旋流站的检查 , 发现废 水旋流子有堵塞的 , 运行人员可轻敲管子处理 , 处理无效要及时通知检修进行处理。 目前 1号、 2号石膏脱水系统同时运行时 , 1号废水旋流站保持 6个旋流子运行 , 出 力在 910t/h, 1号、2号吸收塔石膏浆液氯离子质量浓度控制在 10000m g/L 以下, 可以满足双机运行需要。e. 对吸收塔溢流的控制。为了防止吸收塔烟