湿法烟气脱硫系统化学工艺指标的优化与调整

1、湿法烟气脱硫系统化学工艺指标的优化与调整 主讲人主讲人 盘思伟盘思伟广东电网公司电力科学研究院广东电网公司电力科学研究院20092009年年4 4月月目录1 发展现状2 化学反应过程3 化学指标的分析4 化学指标的优化调整 4.1 4.1 石灰石品质的控制石灰石品质的控制 4.2 4.2 吸收塔浆液的工艺参数优化吸收塔浆液的工艺参数优化 4.3 4.3 石膏品质的优化石膏品质的优化 4.4 4.4 废水处理系统的优化废水处理系统的优化 4.5 4.5 工艺水的要求工艺水的要求 1 发展现状 目前，在火电厂烟气脱硫工艺中，石灰石石膏湿法烟气脱硫（简称FGD）技术以其工艺成熟、脱硫效率高、运行可靠

2、性高等优点，已成为国内大中型火力发电厂普遍采用的烟气脱硫工艺。FGD的核心是烟气的SO2在吸收塔内与石灰石之间的化学吸收反应，其反应质量的好坏直接影响整个FGD的效率和设备的安全。因此，化学工艺参数控制的好坏将直接影响FGD的安全经济运行。 1 发展现状 2008年对粤电集团各厂脱硫系统的调研结果显示：虽然广东300MW以上的机组均已建成脱硫系统并投入运行数年时间，但由于认识和重视程度不够，各电厂的脱硫化学工艺指标的化验工作开展情况普遍较差，各厂分析的项目残缺不全、频次长短不一、方法五花八门，有些电厂甚至根本没有开展脱硫系统的化验工作。这导致运行人员无法根据各项化学工艺指标来及时掌握运行工况，

3、严重影响了FGD的安全正常运行。 1 发展现状 调研中还发现有的电厂虽然开展了脱硫化验的工作，但由于运行人员对各化学工艺指标的控制范围和调整手段缺乏认识，也导致了脱硫系统的运行状况混乱和系统性能下降。因此，制定出正确、合理的化学工艺指标控制标准，进而总结出各指标的优化调整方法，对脱硫系统的运行起着至关重要的指导作用。 1 发展现状 部分电厂曾经出现以下运行问题：v吸收塔系统瘫痪，脱硫效率急剧下降；v石灰石耗量和钙硫比严重偏高；v石膏品质差；v石灰石活性差；v脱水石膏含水率偏高；v吸收塔起泡溢流； vGGH、除雾器容易堵塞； 究其原因都是由于没有及时准确掌握和调整脱硫系统的化学工艺指标所致。 1

4、 发展现状调顺电厂1、2号FGD化验结果 1号FGD化验结果日期吸收塔浆液吸收塔浆液石膏石膏PH密度(kg/m3)Cl-(mg/L)F-(mg/L)CaCO3（%）亚硫酸钙(%)水份(%)纯度(%)CaCO3(%)亚硫酸钙(%)盐酸不溶物(%)5月6日5.82 112547574757/1.97 0.33 9.8995.871.170.82.48 2.48 5月13日5.91 111783248324/1.621.27 12.792.961.431.032.40 2.40 5月20日6.30 11361411114111/2.89 1.70 9.7890.872.430.882.78 2.78

5、 5月27日6.17 11291003510035/4.871.88 11.3993.622.07未检出3.20 3.20 6月3日6.3411401108011080/4.86未检出13.790.312.48未检出3.923.926月18日6.4711381045310453/13.94未检出12.21 85.1410.26未检出3.373.376月26日6.3211001390213902/9.88未检出10.993.212.84未检出3.553.557月10日/104104/日期吸收塔浆液吸收塔浆液石膏石膏PH密度(kg/m3)Cl-(mg/L)F-(mg/L)CaCO3（%）亚硫酸钙(

6、%)水份(%)纯度(%)CaCO3(%)亚硫酸钙(%)盐酸不溶物(%)4月22日5.73112557305730/1.360.9910.46 94.281.851.32.66 2.66 5月6日6.04113858385838/1.910.5710.86 94.961.681.012.49 2.49 5月13日5.17110376767676/1.531.1812.70 92.961.431.032.40 2.40 5月20日6.1811451170711707/2.912.3312.09 92.451.64未检出3.24 3.24 6月3日6.0210861243912439/3.16未检出

7、11.4286.666.24未检出3.563.566月18日6.4711381087110871/3.45未检出11.8190.353.07未检出3.283.286月28日6.3610611275312753/9.4未检出12.2890.962.711.383.563.567月10日/107107/2号FGD化验结果1 发展现状 因此，为保障脱硫系统的安全稳定运行必须：v制定全面的分析项目、频次和方法；v制定出正确、合理的化学工艺指标控制范围；v总结出各指标的优化调整方法。2 化学反应过程2.1 化学工艺流程 在吸收塔内进行的SO2脱除过程为：v 向吸收塔的循环氧化槽加入新鲜的石灰石浆液；v

8、石灰石浆液由吸收塔的上部喷入，并在塔内与SO2发生物理吸收和化学反应，形成亚硫酸钙；v 亚硫酸钙在氧化槽中被强制氧化生成二水硫酸钙（石膏）；v 将二水硫酸钙从循环氧化槽排出，通过脱水系统最终分离出含水率小于10的石膏。2 化学反应过程脱硫反应原理图2 化学反应过程2.2 脱硫反应的物理化学过程 脱硫化学反应的结果是气态物质和悬浮液之间发生物质转化，是一个气液传质过程，该过程分为4个阶段：(1)SO2从气相主体向气液界面传递；(2)SO2穿过气液界面进入液相，并发生化学反应；(3)液相中的CO2由液相主体向气相界面附近的反应区迁移；(4)反应产物从反应区域向液相主体迁移。脱硫反应的物理化学过程2

9、 化学反应过程2.3 化学反应过程下面是吸收塔里进行的化学反应过程： 1） SO2的吸收 烟气中的SO2与浆液液滴中的水发生如下反应： SO2(g) SO2 (aq) （1）SO2(aq) + H2O H2SO3 HSO3 + H+ （2） HSO3 H+ + SO32-（3）2 化学反应过程2）石灰石的溶解 CaCO3在水中溶解形成HCO3离子。 CaCO3(s) CaCO3(aq) .（4） CaCO3(aq) + H2O Ca2+ + HCO3 +OH （5）3)中和反应 H+与HCO3反应生成CO2 H+ + HCO3 CO2 + H2O （6）4） 氧化反应 在强制氧化环境中亚硫酸根

10、被氧化成硫酸根。 SO32-+ 1/2 O2 SO42- （7）2 化学反应过程5）结晶 硫酸根与钙离子反应，产生了主要析出物-石膏。 Ca2+ + SO42-+ 2 H2O CaSO4*2H2O(s) （8） 亚硫酸盐离子和钙离子亦可发生副反应产生了亚硫酸钙半水化合物。 Ca2+ SO32-+ 1/2 H2O CaSO3*1/2H2O(s) （9）2 化学反应过程6）吸收塔不仅除去烟气中含有的SO2外，还包括除去氯化氢和氟化氢。如下是用碳酸钙中和酸性气体。 2 HCl + CaCO3 CaCl2 + H2O + CO2 （10） 2 HF + CaCO3 CaF2 + H2O + CO2 （

11、11） 上述反应上述反应1 19 9是同时进行的，由于除是同时进行的，由于除1 1和和4 4外的外的反应都是反应速率极快的离子反应，而反应反应都是反应速率极快的离子反应，而反应1 1 （SOSO2 2的吸收）和反应的吸收）和反应4 4 （石灰石固体的溶解）的（石灰石固体的溶解）的反应速率是相对较慢的，所以化学反应的总速率反应速率是相对较慢的，所以化学反应的总速率是由反应是由反应1 1和反应和反应4 4决定的。决定的。2 化学反应过程 2.4 SO2的吸收 在吸收塔内，SO2的吸收过程可用“双膜理论”进行解释。 根据“双膜理论”：1）气液之间存在一个稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的气膜和液膜

12、，SO2以分子扩散的方式通过气膜和液膜层；2）在相界面处，气、液两相达到平衡；3）在膜层以外的中心区，由于流体的充分湍动，SO2浓度是均匀的。 2 化学反应过程p-气相主体SO2的平均分压；pi-气液两相界面处SO2的平衡分压；c-液相主体的SO2平均浓度；ci-气液两相界面处SO2的平衡浓度SO2吸收的双膜理论2 化学反应过程“双膜理论”表明：SO2分子在由气相主体传递到液相主体的过程中，其传递阻力是气膜阻力与液膜阻力的总和。但研究结果表明，SO2在气相中的扩散系数远大于液相中的扩散系数，因此，SO2的迁移阻力主要来自液膜。2 化学反应过程为了克服液膜的阻力，提高SO2的吸收速率，主要采取以

13、下措施：（1）提高液气比，增加湍动，降低浆液的颗粒度，增加传质面积；（2）在浆液中添加吸收剂CaCO3，使之与液相中的SO2反应，大大降低液相中的SO2浓度。2 化学反应过程2.5 石灰石的溶解 为了提高石灰石的溶解速率，工程上采取以下措施：1)提高石灰石中的CaCO3含量，降低MgCO3的含量；2）减少石灰石的颗粒度，增加气比表面积，是液固接触更充分；3）降低浆液中其它离子对石灰石溶解的影响。3 化学指标的分析 根据以往的调试和运行经验，脱硫系统的化学工艺指标主要包括以下几大类别：v 石灰石的品质；v 吸收塔浆液的成分；v 石膏品质；v 工艺水的品质；1. 废水的成分。3 化学指标的分析化学

14、指标的项目和测试方法、频次 3 化学指标的分析3 化学指标的分析3 化学指标的分析4.1 石灰石品质的控制 作为脱硫系统的吸收剂，石灰石品质的优劣与否将直接影响脱硫效率以及运行状况，因此应对每批石灰石的品质进行检测，并严格控制其品质。通常石灰石的检测项目有CaCO3含量、MgCO3含量、粒径分布和化学活性。4.1 石灰石品质的控制 4.1.1 CaCO3的含量 作为石灰石主要的反应活性成分，CaCO3的含量越高，石灰石中的活性成分也就越高，越有利于二氧化硫的吸收，同时可以降低石灰石的耗量，减少对浆液泵和管道的磨损。 一般要求石灰石中CaCO3含量大于90%。 4.1 石灰石品质的控制碳酸钙含量

15、对石灰石活性的影响4.1 石灰石品质的控制4.1.2 MgCO3的含量 MgCO3的含量高，会产生以下影响：1）白云石（ MgCO3- CaCO3）比方解石（ CaCO3）的溶解速率低10倍，大大影响石灰石的溶解。2) 浆液中积聚大量的Mg2+，由于“同离子效应”，弱化CaCO3在浆液中的溶解和电离。3）产生大量可溶的MgSO3，减少SO2气相扩散的化学反应推动力，阻碍了化学反应的进行。 一般要求石灰石中MgCO3质量分数应在2以下。4.1 石灰石品质的控制4.1.3 粒径分布 石灰石的颗粒度越小，在浆液中与液相接触的比表面积越大，它在液相中的溶解及反应将更快、更充分，吸收剂利用率和脱硫效率将

16、更高。所以石灰石的颗粒度大小将直接影响石灰石的反应活性。 研究表明：石灰石颗粒度对石灰石溶解的影响要远远大于石灰石的品种和成分的影响，因此应引起高度的重视。 石灰石的粒径小于44m的质量分数要大于90。4.1 石灰石品质的控制粒径对石灰石活性影响4.1 石灰石品质的控制激光颗粒度仪4.1 石灰石品质的控制粒径分布图筛分粒径仪-14.1 石灰石品质的控制 筛分粒径仪-24.1 石灰石品质的控制4.1 石灰石品质的控制4.4.4 化学活性 石灰石的化学活性考察的是石灰石中有效成分参加化学反应的能力，它主要受石灰石的晶体结构、化学成分和粒径分布的影响，是评价石灰石品质的一个综合指标。当发现石灰石浆液

17、的反应能力出现异常，而石灰石各项参数又正常时，应考虑检测石灰石的活性。4.1 石灰石品质的控制目前石灰石化学活性的测试方法：v静态滴定法：DL/T 9432005烟气湿法脱硫用石灰石反应速率的测定，由于没有提供评定的标准，较难操作。v等速滴定法：奥地利AEE公司提供的方法，提供明确的标准曲线，便于比较判别。4.1 石灰石品质的控制 某电厂的FGD调试过程中发现，增加石灰石供浆量无法使吸收塔浆液的pH值升高，而吸收塔浆液中的CaCO3质量分数已严重过量（20%），但脱硫效率仍不断下降。对该FGD的石灰石粉末进行化学活性测试，结果如图3所示。与标准石灰石的活性曲线比较，该石灰石的活性曲线没有出现一

18、个平稳的平台，且反应一开始pH值即迅速下降，没有达到20 min内pH值不得小于5.0的设计要求，该FGD的运行异常是由于石灰石的活性较差造成的。最后更换了石灰石，清空吸收塔内的浆液并重新制浆，该FGD的运行状况得到了恢复。 石灰石活性曲线比较4.1 石灰石品质的控制4.1.5 盐酸不溶物 石灰石中的盐酸不溶物主要是指二氧化硅、硅酸盐、碳等惰性杂质，其含量偏高会导致吸收塔发泡溢流、石膏脱水性能差、石膏品质差等问题。此外，二氧化硅难以研磨，若含量高会导致球磨机功率消耗大、系统磨损严重。 一般应控制在1以下。4.2 吸收塔浆液的工艺参数优化 吸收塔是进行脱硫吸收、中和、氧化等化学反应的重要场所，其

19、运行状况的优劣将直接影响整个FGD运行效果。要了解吸收塔系统的运行状况，就必须要分析其浆液的成分，吸收塔浆液分析的项目主要包括pH值、含固量、SO32-、CaCO3、Cl-和F-等。 4.2 吸收塔浆液的工艺参数优化4.2.1吸收塔浆液pH值 由于pH值可测出浆液的酸碱度，它提供了一种直接控制SO2除去量的方法。图5和图6是某鼓泡式和喷淋式FGD的pH值与脱硫效率的变化曲线，两者的变化趋势是完全一致的，可见在FGD运行中，pH值是一个十分重要的参数。 鼓泡塔的pH与脱硫系统的关系 喷淋塔的pH与脱硫系统的关系4.2 吸收塔浆液的工艺参数优化 如果pH值过高，会导致：a）脱硫反应中间产物亚硫酸钙

20、和亚硫酸氢钙的溶解度减少，氧化反应严重受阻，最终使脱硫无法进行；b）石灰石的溶解速率明显下降，致使浆液中石灰石含量升高；c）增加石灰石耗量和钙硫摩尔比，使运行成本增加。 而如果pH值过低会严重阻碍SO2的吸收，不利于脱硫的进行。当pH值小于4.3时，浆液几乎不能吸收SO2。 4.2 吸收塔浆液的工艺参数优化 根据近几年的调试和优化经验，对于鼓泡式吸收塔，pH值应控制在4.55.0；对喷淋式吸收塔，pH值应控制在5.25.5。 当然，由于各电厂的脱硫工艺、锅炉煤种、负荷及烟气量、石灰石品质等因素各不相同，吸收塔浆液的最佳pH值也不尽相同。在其它运行工况稳定的前提下，通过不断调整浆液的pH值，同时

21、检测系统的脱硫效率和钙硫摩尔比，从中找出可使脱硫效率和钙硫摩尔比同时满足设计要求的pH值，此值即为最佳的pH控制值。4.2 吸收塔浆液的工艺参数优化4.2.2 吸收塔浆液的含固量 脱硫反应中形成的亚硫酸钙和硫酸钙可在溶液中达到很高的饱和度并使沉淀产生。为了使这种现象最小化，有必要提供足够的母晶体使这些盐在结晶时首先在母晶体上而不是在新产生的晶体上积聚，使吸收塔循环浆液的固体浓度维持在较高水平可得到所需的母晶体。 由于固体含量太低会导致沉淀出现，而太高又会增加对浆液泵的磨损，因此将含固量控制在指定范围内十分重要。根据近几年的调试和优化经验，吸收塔浆液的固含量控制在12%17%，密度控制在1080

22、-1100g/L较为适宜。 4.2 吸收塔浆液的工艺参数优化4.2.3 吸收塔浆液的SO32-在酸性条件下， (O2/H2O)=1.23 V； (SO42-/SO32-)=0.20 V，所以O2对SO32-或HSO3-的氧化还原反应所需的电势差E=(O2/H2O)(SO42-/SO32-)=1.03V，是比较大的，在氧化风机的强制氧化作用下，氧化还原反应得以顺利进行。 检测吸收塔浆液中的SO32-浓度的目的在于检查氧化还原反应是否进行得顺利。4.2 吸收塔浆液的工艺参数优化 研究发现： SO32-的存在可提高石灰石的溶解率，但当SO32-浓度超过一定范围时，又会降低石灰石的溶解率。当溶液中含有

23、SO32-时，石灰石溶解受H+从液相主体向石灰石颗粒表面的传质和表面反应共同控制， SO32-/HSO3-的存在可以补充颗粒表面溶解反应所消耗的H+，从而促进石灰石的溶解。但当SO32-浓度超过一定值时，CaSO3在石灰石表面的溶解抑制了CaCO3的溶解，导致石灰石溶解度 下降。 另外， SO32-浓度过大会抑制SO2的气相扩散，液相脱硫效率。 因此，正常情况下吸收塔浆液中SO32-的质量浓度应维持在100 mg/L以下。当发现SO32-浓度异常时，应立即检查FGD的氧化风系统和吸收塔搅拌器运作是否正常。4.2 吸收塔浆液的工艺参数优化SO32-浓度（25）对石灰石溶解速率的影响4.2 吸收塔

24、浆液的工艺参数优化SO32-对石灰石溶解影响的扫描电镜图片(a)无SO32-，pH=5.3，0.1mol/L CaCl2，55，0.85atm CO2；(b)0.6mmol/L SO32-，pH=5.3，0.1mol/L CaCl2，55，0.85atm CO2。4.2 吸收塔浆液的工艺参数优化4.2.4 吸收塔浆液中的CaCO3 浆液中石灰石含量过高，会导致：v钙硫摩尔比增加，提高成本；v随着净烟气的液滴加入GGH，会与原/净烟气中SO2继续反应生成结晶石膏而牢固地粘附在GGH换热元件上引起堵塞，导致GGH、除雾器容易堵塞；v使石膏纯度降低，影响石膏的品质；v吸收剂过饱和凝聚，使反应的比表面

25、积减少，影响脱硫效率。 浆液中的CaCO3含量控制在1.0%2.5%较为适宜，既可以保证脱硫效率，又可使钙硫摩尔比达到设计要求（一般要求小于1.03）。 4.2 吸收塔浆液的工艺参数优化 实际运行中，吸收塔浆液的CaCO3含量可通过浆液的pH值来进行调整。同时，为减少人工操作的偏差，建议必须投入石灰石供浆的自动。4.2 吸收塔浆液的工艺参数优化4.2.5 吸收塔浆液中的Cl- Cl-浓度过高造成以下严重影响： 1）引起金属的孔蚀、缝隙腐蚀及应力腐蚀。造成浆液泵和搅拌器腐蚀严重，大大缩短运行寿命。4.2 吸收塔浆液的工艺参数优化2）抑制吸收塔内的物理和化学反应过程，影响SO2吸收的传质过程。由于

26、碳酸钙浆液吸收SO2的速率为气膜和液膜共同控制，而氯离子比HSO3-和SO32-具有更大的扩散系数，溶解于液膜中的氯离子会排斥HSO3-和SO32-，使其难于溶解，从而影响SO2的物理吸收和化学吸收，导致抑制了脱硫反应的顺利进行。3）与从飞灰带入的Fe3+、Al3+和Zn2+形成络合物，将CaCO3包裹起来，降低石灰石的化学活性。 2Cl- +Al3+(AlCl2)+ 4Cl-+Fe3+(FeCl4)- 4Cl-+Zn2+(ZnCl4)2- 4）影响石膏浆液的脱水效果。5）影响石膏品质。4.2 吸收塔浆液的工艺参数优化氯离子对石膏浆液脱水效果影响4.2 吸收塔浆液的工艺参数优化4.2 吸收塔浆

27、液的工艺参数优化 一般设计吸收塔可承受的最大Cl-质量浓度为20 g/L，但出于FGD的安全和稳定运行考虑，建议吸收塔浆液的Cl-质量浓度不高于10 g/L。 降低浆液中Cl-浓度的途径是连续地排放脱硫废水，以600 MW机组的FGD为例，一般废水的排放量为810t/h左右。 4.2 吸收塔浆液的工艺参数优化4.2.6 吸收塔浆液中的F- F-对脱硫系统的影响与Cl-基本类似，但值得注意的是，F-比Cl-具有更强的络合能力，更容易与Al3+形成络合物（AlFx)，覆盖在石灰石颗粒的表 面 ， 形 成 磷 灰 石 类 的 物 质 ， 分 子 式 为CaAlF3(OH)2CaF2，使得石灰石的溶解

28、速率下降，导致吸收剂活性急剧降低。一般来说，F-的质量浓度应控制在100mg/L以下。 4.2 吸收塔浆液的工艺参数优化F、Al3络合物对石灰石反应速率的影响4.2 吸收塔浆液的工艺参数优化正常石灰石表面的扫描电镜图像AlFx络合物覆盖的石灰石表面扫描电镜图像4.2 吸收塔浆液的工艺参数优化4.2.7 盐酸不溶物 吸收塔浆液中的盐酸不溶物主要由石灰石中的杂质和烟气中的飞灰组成。其含量高会导致吸收塔发泡溢流、石灰石活性变差、石膏脱水性能差、石膏品质差等问题。一般盐酸不溶物的含量应控制在1以下。 浆液的盐酸不溶物比石灰石中的盐酸不溶物含量高很多时，应考虑检查FGD的入口烟尘浓度是否偏高。4.3 石

29、膏品质的优化 脱硫石膏是FGD的最终产物，其品质好坏取决与整个FGD的运行状况，因此分析石膏的化学成分既可以检验其品质是否达到设计的要求，也可以对FGD的运行状况进行评价。石膏品质的分析主要包括游离水分、纯度、CaCO3、CaSO3、氯、氟。4.3 石膏品质的优化4.3.1 游离水份 一般要求石膏的游离水分小于10%，但从去年的脱硫调研的情况看，各厂的水份普遍超过或接近10。 影响石膏脱水性能的因素：v 氯离子浓度；v 杂质的含量；v 滤饼厚度；v 脱水机的真空度；v 吸收塔浆液的停留时间。4.3 石膏品质的优化1)氯离子浓度的影响 当氯离子浓度升高在5000mg/L后，氯离子浓度对含水率的影

30、响十分明显。原因：v 氯离子大量存在影响石膏的结晶，产生更多的晶核，晶体多样化，不利于脱水。v 大量氯离子与钙离子形成氯化钙，残留在石膏的晶体之间，堵塞了游离水与晶体之间通道，是石膏脱水困难。4.3 石膏品质的优化 氯离子浓度对石膏含水率的影响4.3 石膏品质的优化2)杂质含量的影响 石膏中的杂质主要有2个来源：1）烟气中的飞灰；2）石灰石中的杂质。 杂质多时，会影响石膏结晶过程，使晶体大小不规整。另外，引起滤布过滤通道的堵塞，使浆液中的水不容易从滤布孔隙分离出来。 因此应控制石灰石中的杂质和烟气中的飞灰含量。杂质含量对石膏含水率的影响4.3 石膏品质的优化3)滤饼厚度的影响 随着滤饼厚度的增

31、加，石膏含水率呈现逐渐降低然后又升高的过程，在20mm时，含水率最低。 因此滤饼厚度应控制在2025mm。4.3 石膏品质的优化4)脱水机的真空度的影响 应从以下几个方面进行检查：a）适当提高真空泵的密封水流量；b）检查真空管道的气密性是否正常；c）真空箱与皮带之间是否有空隙；v 滤布是否破损；d) 皮带机运行轨迹是否不平。 4.3 石膏品质的优化5)吸收塔浆液停留时间的影响 石膏的结晶需要一定的时间，如过短的吸收塔浆液停留时间将造成石膏晶体颗粒细小，导致滤饼细密不易脱水。 吸收塔浆液的停留时间可通过改变吸收塔液位来调节。4.3 石膏品质的优化4.3.2 石膏纯度和CaCO3含量 一般要求石膏

32、的纯度大于90%，CaCO3质量分数小于3%。由于石膏的主要成分是硫酸钙和碳酸钙，所以两者的含量是紧密相关的，石膏纯度偏低一般都是由于CaCO3含量升高造成的。 4.3 石膏品质的优化 当石膏中的CaCO3含量偏高时，首先应检查吸收塔浆液中的CaCO3含量是否正常，如有异常应降低pH值的设定值，减少石灰石的供浆量。若吸收塔浆液中的CaCO3含量正常，则应继续考察石膏旋流器的入口压力和分离效果是否达到设计要求。如果石膏旋流器的分离效果差，会使旋流器溢流浆液中的CaCO3含量减少，导致石灰石的循环利用率降低，最终使过量的CaCO3进入石膏中。4.3 石膏品质的优化4.3.3 钙硫比 钙硫比是指投入

33、脱硫系统中钙基吸收剂与脱硫系统脱除的SO2摩尔数之比，它表示脱硫系统在达到一定脱硫效率时所需要的脱硫吸收剂的过量程度，它的高低将直接影响FGD的运行成本 ，一般认为钙硫比控制在1.03以下较为适宜。4.3 石膏品质的优化目前钙硫比主要有两种测试方法：（1）通过统计一段时间内石灰石的耗量和被脱除的SO2的量计算Ca/S，这是从FGD系统的输入物质方面考虑的。石灰石耗量可通过统计石灰石浆液的体积流量、密度和固含量计算出来，被脱除的SO2的量可通过统计CEMS系统测量的FGD原、净烟气SO2浓度和烟气流量计算出来，但由于通过石灰石浆液流量计和密度计的测量偏差较大。（2）由于FGD输入物质中的Ca和S

34、最终都被固定在石膏和脱硫废水中。由于脱硫废水的排放量较少（8t/h)，固含量较低（1%)，可忽略不计。因此通过分析石膏中Ca和S的含量即可以计算FGD的Ca/S，这是从FGD系统的输出物质方面计算Ca/S。 4.3 石膏品质的优化钙硫比的计算公式：式中：WCaCO3石膏中CaCO3质量含量，WCaSO42H2O石膏中CaSO42H2O质量含量，WCaSO31/2H2O石膏中CaSO31/2H2O质量含量， M CaCO3CaCO3摩尔质量，100.09kg/kmolMCaSO31/2H2OCaSO31/2H2O摩尔质量，129.15kg/kmol OHCaSOOHCaSOOHCaSOOHCaS

35、OOHCaSOOHCaSOCaCOCaCOOHCaSOOHCaSOMWMWMWMWMWSCa2323242423233324242/12/1222/12/122/4.3 石膏品质的优化4.3.4 石灰石耗量 在测试Ca/S的同时，在DCS统计CEMS系统测量的烟气流量和原、净烟气SO2浓度，并检测石灰石的碳酸钙纯度，代入下式可计算出实际的石灰石耗量。式中：mCaCO3石灰石消耗量，kg/h F标态干基烟气体积流量，Nkm3/h CSO2-原烟气入口烟气中的SO2标态干基浓度，mg/Nm3 CSO2-净烟气出口烟气中的SO2标态干基浓度，mg/Nm3 MCaCO3CaCO3摩尔质量，100.09

36、kg/kmol MSO2SO2摩尔质量，64.06kg/kmol P石灰石的碳酸钙纯度， PMMCCFSCamSOCaCOSOSOCaCO11000000)()/(23223出口入口4.3 石膏品质的优化FGD钙硫比与石灰石耗量测试结果4.3 石膏品质的优化4.3.5 CaSO3含量 CaSO3是吸收塔内化学反应的残留物，它将直接影响石膏的品质，一般要求其质量分数小于0.5%。如果其含量过高则表明吸收塔内的氧化还原反应异常，应立即检查FGD的氧化风系统运作是否正常。 4.3 石膏品质的优化4.3.6 氯和氟含量 石膏中残留的氯和氟主要是石膏的游离水分中溶解的Cl-和F-，一般要求其质量分数均小

37、于0.01%。如发现含量偏高，应考虑增加滤饼冲洗水的流量，洗掉石膏中残留的氯和氟。4.4 废水处理系统的优化4.4.1 脱硫废水的水质特点 石灰石石膏湿法脱硫废水的水质通常具有以下特点：1）pH值较低，呈酸性（pH=45）；2）含大量的悬浮物；3）Cl-、F-、SO42-等阴离子浓度较高；4）重金属离子浓度偏高。 4.4 废水处理系统的优化4.4.2 废水处理方法国内的脱硫废水的处理主要有以下方法：（1）用于水力冲灰。因其水量较少，直接用作冲灰水，主要应用于有灰场的火电厂，如广东沙角A发电厂、广东沙角C发电厂等；（2）单独建立脱硫废水处理系统，如北京热能电厂、珠海发电厂等。 4.4 废水处理系统的优化4.4.3 脱硫废水处理工艺 1）中和：加入石灰乳浆液，将废水的pH提高至9.0以上，使大多数重金属离子形成氢氧化物沉淀。 2）沉降：石灰乳中的Ca2+与F-反应，生成CaF2，与氢氧化物同时沉淀下来。为去除剩余的重金属离子（Cd2+、Hg2+等），加入有机硫化