脫硫漿液中毒失效的原因分析和處理措施

李建軍

摘 要：脫硫漿液中毒失效是在石灰石-石膏法煙氣脫硫運(yùn)行時(shí)常發(fā)生的現(xiàn)象，主要突出表現(xiàn)為脫硫效率急劇降低、石膏脫水困難，文章對于脫硫漿液中毒失效的原因以及處理措施進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：脫硫漿液中毒；失效；原因；處理

前言

某電廠煙氣脫硫從2008年12月運(yùn)行以來，曾經(jīng)發(fā)生過數(shù)次漿液中毒的現(xiàn)象，總結(jié)歸納大致分為3類。1類為因機(jī)組開機(jī)鍋爐燃油點(diǎn)火（取消旁路煙道的機(jī)組）或因煤質(zhì)差需噴油助燃和穩(wěn)燃，致使?jié){液含油中毒；2類為除塵效果特差，吸收塔漿液因煙氣攜帶大量飛灰，密度大增而中毒；3類為因脫硫系統(tǒng)長期運(yùn)行，沒有排漿，或脫硫廢水被本系統(tǒng)循環(huán)利用，造成脫硫塔漿液電解質(zhì)（鹽類）富集而中毒。第1、2類脫硫漿液中毒一般只表現(xiàn)為效率下降，脫膏很少受影響。第3類漿液中毒在影響脫硫效率的同時(shí)，還伴有脫膏困難的現(xiàn)象。漿液中毒一般易發(fā)生在氣溫高的夏季，或煙氣溫度高的機(jī)組脫硫系統(tǒng)?，F(xiàn)就脫硫漿液中毒失效原因分類進(jìn)行分析和介紹處理方法。

1 脫硫漿液中毒失效原因分析

煙氣在脫硫吸收塔（反應(yīng)器）中進(jìn)行簡單的物理、復(fù)雜的化學(xué)變化過程。而這些變化許多是可逆的，存在著動態(tài)平衡，隨著外界條件的改變，既有平衡被打破，并建立新的平衡。脫硫主要存在以下控制步驟：①SO2擴(kuò)散和穿過液體表面氣膜的阻力；②SO2的溶解作用；③SO2水合后生成H2SO3、H+和HSO3-；④HSO3-離解生成SO32-；⑤H2SO3及離子的擴(kuò)散和離子通過液滴表面的液膜而進(jìn)入其內(nèi)部；⑥CaSO3的溶解和離解；⑦Ca2+與SO32-起反應(yīng)生成CaSO3沉淀；⑧CaSO3的氧化生成CaSO4，并水合成CaSO4.2H2O晶體。脫硫的目的是要將煙氣中的SO2轉(zhuǎn)化為CaSO4.2H2O，而實(shí)現(xiàn)脫除煙氣中SO2。

1.1 脫硫漿液含油失效原因

因含油，使?jié){液經(jīng)噴嘴的液滴部分被油膜包裹，油膜阻隔了SO2向液體的擴(kuò)散溶解不能進(jìn)入水中而逃逸，影響脫硫的第一個(gè)步驟，降低了脫硫效率。

1.2 除塵效果特差，漿液密度高失效的原因

這種失效主要有2個(gè)因素使脫硫效率降低。一是除塵效果特差，漿液密度高，造成漿液經(jīng)噴嘴霧化時(shí)，液滴粒度直徑增大，漿液霧化比表面積減少，煙氣與漿液接觸面積減少，SO2被吸收量隨之減少，脫硫效率降低；二是漿液密度持續(xù)升高，勢必增大脫膏頻次，漿液中沒有溶解的CaCO3伴隨脫除，造成供漿不足，脫硫效率下降。

1.3 漿液電解質(zhì)（鹽類）富集中毒原因

溶液的溶質(zhì)分子（離子），必須經(jīng)碰撞接近才能發(fā)生反應(yīng)。液體中的每個(gè)分子（離子）實(shí)際都被溶劑（水）所包圍，就好像關(guān)在周圍分子的籠子之中?；\中分子（離子）不能像氣體分子那樣自由進(jìn)行平動，只能不停地在籠中振動，不斷地與周圍分子進(jìn)行碰撞。如果某一次碰撞積累了足夠的能量，于是這個(gè)分子（離子）就要沖破籠子擴(kuò)散到別處去。但它立刻又陷入另一個(gè)籠子中，而重新開始在籠中的振動。這種效應(yīng)叫做籠罩效應(yīng)。同時(shí)受電荷的影響，陽離子被陰離子包圍，陰離子周圍被陽離子包圍，這種現(xiàn)象稱之為“離子氛”。

溶液中的兩個(gè)分子（離子）擴(kuò)散到一個(gè)籠子中相互接觸，則稱為遭遇。兩個(gè)粒子只有遭遇了，突破離子氛才能反應(yīng)。擴(kuò)散與反應(yīng)為兩個(gè)串聯(lián)的步驟。若反應(yīng)活化能小，反應(yīng)速度很快，擴(kuò)散速度跟不上，則為擴(kuò)散控制；反之，若反應(yīng)活化能大，反應(yīng)速度慢，則為反應(yīng)控制或活化控制。脫硫吸收塔中的反應(yīng)為多相反應(yīng)，反應(yīng)主要受擴(kuò)散影響，為擴(kuò)散控制。

隨著液體中鹽分（電導(dǎo)率）增加，離子強(qiáng)度增加，液體粘度增大，離子的籠罩和離子氛更加牢固，相互之間的反應(yīng)變得困難。在脫硫塔存在SO32-、Ca2+的沉淀平衡反應(yīng)。

SO32-+Ca2+=CaSO3↓

這樣的反應(yīng)屬于Aa+Bb？葑AB類型反應(yīng)其反應(yīng)速度：-■=kCaCb，影響反應(yīng)速度不僅有反應(yīng)物的濃度，也包括反應(yīng)系數(shù)k。反應(yīng)系數(shù)k值與液體的離子強(qiáng)度I存在如下關(guān)系

1gk=？墜+2ab？茲■

？墜、？茲均為常數(shù)，I為總離子強(qiáng)度。由上式可知，當(dāng)a、b正、負(fù)異號時(shí)，lgk隨I的增大反而減小，k值亦變小，也就是說反應(yīng)速度減小，反應(yīng)程度減小。這樣SO32-濃度勢必增加。SO32-濃度增加，抑制了亞硫酸（H2SO3）的兩級電離。

H2SO3=H++HSO3-

HSO3-=H++SO32-

SO32-濃度增加無疑使上面兩個(gè)化學(xué)平衡向左邊移動（化學(xué)平衡定律：對于可逆反應(yīng)，若某一成分或條件發(fā)生變化，化學(xué)平衡自動朝著削減這一趨勢方向進(jìn)行。這樣H2SO3濃度將增加。

同理由于H2SO3濃度增加使SO2溶于水的可逆反應(yīng)

SO2+H2O=H2SO3朝著左邊移動，從而降低脫硫效率。

同時(shí)脫硫漿液鹽類富集，產(chǎn)生鹽效應(yīng)（某些難容電解質(zhì)物質(zhì)在加入強(qiáng)電解質(zhì)的情況下，比在純水中的溶解度大，并且隨著強(qiáng)電解質(zhì)越多，溶解度越大。這種現(xiàn)象叫做鹽效應(yīng)。）。由于鹽效應(yīng)，亞硫酸鈣、硫酸鈣溶解度增大，使得SO32-、SO42-濃度增大，擬制了漿液對煙氣SO2的吸收，不僅影響脫硫效率，同時(shí)使?jié){液粘度增大，造成石膏脫水困難。

對該電廠脫硫漿液進(jìn)行跟蹤檢測分析。將采取中毒漿液進(jìn)行過濾，取其濾液進(jìn)行了電導(dǎo)率測量，濾液電導(dǎo)率達(dá)到10.2s/cm。而脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行（脫硫效率高于90%）時(shí)，漿液濾液電導(dǎo)率普遍在7.5s/cm以下（電導(dǎo)率在7.5s/cm以上時(shí)，脫硫效率很難維持92%的脫硫效率）。

2 脫硫漿液中毒失效的處理

目前由于電廠基本沒有脫硫廢水處理裝置，所以缺乏既環(huán)保又行之有效的應(yīng)對措施，對于1、3類漿液中毒現(xiàn)象，我們采取的措施是拋棄法，通過不斷排漿，補(bǔ)充并補(bǔ)充新鮮水和漿液來降低漿液油含量或鹽含量（降低液體電導(dǎo)率），直到脫硫效率、脫膏恢復(fù)正常。但必須指出的是，對于3類中毒現(xiàn)象，有時(shí)出現(xiàn)pH值降低，運(yùn)行人員常常加大供漿量，但仍然不能提高脫硫效率，我們要停止供漿，等到漿液下降到適當(dāng)位置時(shí)，再行供漿。至于2類中毒，最有效的方法是對除塵器檢修，降低原煙氣煙塵含量，否則無法根本消除中毒現(xiàn)象。

3 結(jié)束語

總之，要克服避免漿液中毒發(fā)生，必須加強(qiáng)脫硫漿液日常監(jiān)測，保證脫硫工藝水質(zhì)量，加大正常脫水系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)廢水的排放量，減少漿液中鹽類富集；保證石灰石品質(zhì)；除塵器正常有效運(yùn)行，減少煙塵進(jìn)入吸收塔。