杨洪波

摘要：在脱硫工艺中石灰石-石膏湿法脱硫技术在电站锅炉系统应用最为广泛，但随着脱硫系统运行时间长，脱硫石膏产品质量出现含水率偏高的问题，本文针对脱硫石膏含水率高的现象，确定影响因素，运用变量分析方法，实施相关对策，取得了显著的效果，使脱硫石膏的含水率达标。

关键词：脱硫石膏;含水率;影响因素;对策

1引言

某装置脱硫系统采用石灰石——石膏湿法脱硫技术，副产品为石膏。自2018年1月份起副产品石膏含水率持续偏高，石膏表面出现粘稠状物体，影响到设备的稳定运行，为了解决脱硫石膏含水率高的问题，保障脱硫设备长周期运行，本文通过研究石膏形成的机理，分析影响脱硫石膏含水率的各种因素，提出改善方法，实施了多种处理措施，取得了显著的成效。

2 脱硫石膏形成的机理

脱硫石膏是烟气脱硫的副产品，烟气与浆液充分接触被浆液冷却并达到饱和，烟气中的SO2、SO3、HCl、HF等酸性组份被吸收，脱硫反应生成的亚硫酸钙（CaSO3·1/2H2O）氧化为石膏（CaSO4·2H2O）。吸收塔浆池中反应形成的石膏浆液，吸收塔的石膏浆液浓度达到高设定值，通过石膏排出泵送至石膏旋流站，进入石膏脱水系统。送到石膏旋流站进行一级脱水。石膏旋流站的下溢浓缩液依靠重力直接送到真空皮带脱水机进行二级脱水，控制脱水机上的石膏层厚度以确保脱水性能，从真空皮带排出的石膏含水量不大于10%，直接送到石膏库。

3 影响脱硫石膏含水率的因素

2018年初，某装置石膏含水量偏大问题显著，不能正常拖运。为此，某装置组织召开专题对接会，通过对石膏的成色、气温成分、多次运行调整等角度进行分析，石膏中含水率约为13.00%，含水率不合格率为85.71%，石膏中含水率约为14.70%，含水率合格率为0%。

而根据研究石膏形成的机理[1]可知，形成合格的石膏要达成合适密度必然满足合适的浆液PH、合适的供氧量、充分反应、脱水效果。现确定影响因素如下：

3.1.1 吸收塔浆液的PH不合适

湿法脱硫技术的运行经验表明，在其它參数基本稳定的工况下，升高浆液pH值即增加石灰石浆液量，可在一定程度上提高脱硫效率。但若长时间保持高pH运行，会导致石膏中未完全反应的CaCO3和CaSO3含量增加，品质下降，因此工艺控制中必须兼顾烟气脱硫和SO32-氧化对浆液pH的要求，一般控制PH在5.2～5.3。

3.1.2供氧量不足

氧化风机供氧量不足，导致石膏浆液氧化反应时间不足，造成石膏生成量不足，密度不佳，CaSO3。1/2H2O含量会高，从而形成石膏浆液分层，导致脱水效果不佳。

3.1.3 浆液氯离子及氨氮离子含量高

通过查阅文献资料可知，吸收塔浆液或废水中Cl-、NH4+含量高会抑制石膏晶体的反应形成，使化学反应不充分。

（1）氯离子的负作用

吸收塔浆液中氯化物浓度升高，会抑制二氧化硫溶解生产亚硫酸氢根，引起石膏中碳酸钙含量增大，氯离子含量增加，石膏脱水性能下降，石膏品质恶化。

（2）氨氮的负作用

在一定条件下碳酸钙与硫酸氢铵可以反应生成NH4+、H+、SO42-，另外NH4+较Ca2+活泼，在一定程度上影响碳酸钙的充分反应，造成供浆过量或碳酸钙反应不完全;在石膏中会含有一些氨的络合物，这部分络合物具有一定的吸潮性能，最终会影响石膏含水率偏高;浆液中氨氮含量高，影响了浆液的反应，同时影响浆液PH值的提升，容易造成运行监盘人员误判。

3.1.4 吸收塔入口飞灰含量高

电袋除尘器除尘效果下降，烟气携带的飞灰的干扰。某装置电袋除尘器已运行6年，电区在锅炉吹灰时频繁跳停，1#、2#炉袋区只进行局部更换，1#、2#炉吹灰时相应的吸收塔入口粉尘明显上升，尤其以1#炉的问题较为显著。电袋除尘器除尘效果下降，造成进入吸收塔内的粉尘增加，在一定程度上抑制二水合硫酸钙生成，从而影响石膏的品质。

3.1.5 脱水设备故障

石膏浆液旋流器旋流子磨损、堵塞，真空皮带脱水机冲洗水管外漏、滤布冲洗不干净，造成脱水效果不好，影响石膏的质量。

3.1.6 石膏浆液密度不高

石膏浆液密度偏低，会导致CaSO4.2H2O含量低，进而造成脱水效果不好，影响石膏的质量。

4 实施改善对策

针对影响脱硫石膏的含水率高的因素，通过变量分析法对本次脱硫石膏含水率高的情况，实施相应的对策。

4.1.1选择合适的浆液PH[2]

根据工艺指标的要求，吸收塔浆液的PH控制范围为5.2～5.8，使浆液的PH靠低限运行，利于SO2的吸收反应。

4.1.2确定足够的供氧量

吸收塔浆液PH值不变，通过启动备用氧化风机运行，调整氧化风机的出口压力， 供氧量不足是本次石膏含水率高在石膏脱水困难时，保持合适的PH值，间断地启动两台氧化风机保证氧化效果，使得石膏具有良好的脱水性能。

4.1.3 降低浆液或废水氯离子及氨氮含量

通过置换塔内浆液恢复脱硫废水外排操作，将1#、2#吸收塔部分“中毒”浆液置换成新鲜浆液，把1#、2#塔内旧浆液通过事故浆液箱逐步打入3#塔，置换浆液、加强废水排放量，补充新鲜浆液，能从本质上较大程度改善石膏含水率高的问题。

4.1.4 降低吸收塔入口飞灰含量高

2018年6月在1#炉检修期间，将1#电袋除尘器袋区布袋全部更换为超净滤袋，并对电区极板进行清扫。

4.1.5 更换石膏浆液旋流子或真空皮带脱水机滤布

通过更换石膏浆液旋流子或真空皮带脱水机滤布，能提高脱水设备的脱水能力，降低脱硫石膏的含水率。

3.1.6 适当提高石膏浆液密度

在以上效果均使用后，还要进一步的降低脱硫石膏的含水率，可采用逐步提高石膏浆液密度，但最大不超过1200mg/m3，脱水效果显著。

综上所述，采取具体的对策后，脱硫石膏含水率大大降低，石膏品质达标。

5 结论

某装置2018年1月份以来，脱硫石膏含水率高，无法外运。本次从脱硫石膏形成的机理出发，确定了六大影响因素，通过变量分析的方法，逐一试验调整，确定其影响的情况，制定了具体的对策，较大降低脱硫石膏含水率高的现状，取得了显著的成效。

参考文献

[1] 蒋文举等.烟气脱硫脱硝技术手册[M].北京：化学工业出版社，2007.2.

[2] 中韩（武汉）石油化工有限公司热电联产装置岗位操作法，2017.8.