脫硫吸收塔內(nèi)漿液中毒的原因及處理研究

安建軍（神華包頭煤化工有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古 包頭 014010）

脫硫吸收塔內(nèi)漿液中毒的原因及處理研究

安建軍
（神華包頭煤化工有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古 包頭 014010）

在脫硫系統(tǒng)運(yùn)行中，漿液“中毒”現(xiàn)象嚴(yán)重影響著脫硫塔內(nèi)的脫硫效率，并且伴隨著石膏脫水困難的情況發(fā)生。本文以實(shí)際運(yùn)行為基礎(chǔ)，分析了脫硫運(yùn)行中漿液“中毒”變質(zhì)的原因，并介紹了針對(duì)這些原因的一些應(yīng)對(duì)措施，以期對(duì)實(shí)際中脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行起到一定的參考價(jià)值。

漿液中毒；脫硫系統(tǒng)；環(huán)保

1 前言

目前我國(guó)脫硫系統(tǒng)內(nèi)主要使用的煙氣脫硫技術(shù)為石灰石-石膏煙氣脫硫法。隨著這種工藝的不斷投產(chǎn)，漿液中毒現(xiàn)象成為脫硫系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生的狀況。脫硫系統(tǒng)漿液中毒的主要表現(xiàn)是內(nèi)部脫硫效率的降低和石膏脫水難度的增大。下面，筆者將這種情況加以仔細(xì)分析并且分析其原因，并針對(duì)原因提出有效的預(yù)防處理措施。

2 濕法脫硫的一般反應(yīng)過程

濕法脫硫在吸收塔內(nèi)一般的反應(yīng)過程，是把碳酸鈣漿液注入脫硫系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行煙氣的洗滌以獲得脫硫的效果。首先，漿液中富含的碳酸鈣會(huì)和塔內(nèi)煙氣中富含的二氧化硫進(jìn)行反應(yīng)，生成半水亞硫酸鈣。然后半水亞硫酸鈣會(huì)以細(xì)小顆粒的狀態(tài)向中下部的氧化區(qū)流動(dòng)，在氧化區(qū)內(nèi)氧化成二水硫酸鈣。二水硫酸鈣會(huì)在反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行中逐漸聚集，長(zhǎng)大為顆粒狀的晶體。最后，通過系統(tǒng)內(nèi)的漿液排出泵將吸收塔下部結(jié)晶區(qū)的石膏漿液抽出來，送往石膏旋流站進(jìn)行下一級(jí)的脫水旋轉(zhuǎn)分離。細(xì)小顆粒的漿液會(huì)重新吸收進(jìn)吸收塔，而濃度較高的漿液則會(huì)被通過真空皮帶過濾機(jī)進(jìn)行二級(jí)漿液脫水。通過脫水，將漿液的含水率降低到百分之十一下，從而生成副產(chǎn)品石膏。

3 關(guān)于脫硫系統(tǒng)內(nèi)漿液中毒原因的幾點(diǎn)分析。

3.1 吸收塔內(nèi)ph值對(duì)于反應(yīng)的影響。

漿液的ph值是脫硫系統(tǒng)的一個(gè)重要的參數(shù)，因?yàn)閜h值與整個(gè)反應(yīng)中碳酸根、硫酸根以及亞硫酸根的含量有著直接的關(guān)系，是衡量整個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物的一個(gè)重要依據(jù)。同時(shí)，控制ph值也是控制吸收塔內(nèi)煙氣脫硫反應(yīng)的一個(gè)重要手段，過高或過低的ph值對(duì)塔內(nèi)反應(yīng)都有著不利的影響。如果ph值過高，有利于二氧化硫的溶解吸收，脫硫效率高，但是碳酸鈣利用率低，容易造成設(shè)備堵塞，石膏脫水困難。如果ph值過低，則會(huì)造成碳酸鈣難以溶解，脫硫效率低，設(shè)備容易腐蝕等問題。所以，不管是偏酸性的ph值還是偏堿性的ph值都會(huì)影響吸收塔內(nèi)反應(yīng)的進(jìn)行。要保持吸收塔內(nèi)的ph值的均衡應(yīng)該綜合考慮煙氣流量、煤種含硫量、吸收塔容積、煙氣停留時(shí)間等各方面因素，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般情況應(yīng)下設(shè)定在5.2到5.6之間。

3.2 吸收塔內(nèi)氧化區(qū)的風(fēng)量的影響。

氧化區(qū)的氧化風(fēng)量是影響漿液內(nèi)半水亞硫酸鈣的氧化程度和氧化效果的重要因素，對(duì)吸收塔內(nèi)反應(yīng)的連續(xù)性也有著重要的影響。氧化風(fēng)量充足，則半水亞硫酸鈣的氧化充分，這樣生成的二水亞硫酸鈣石膏的晶體也會(huì)質(zhì)量相當(dāng)好，容易脫水。如果氧化量不充分，則反應(yīng)物反應(yīng)會(huì)生成含有大量亞硫酸鈣的小晶體，亞硫酸鈣的大量存在會(huì)使石膏的脫水工作變得十分困難，而且亞硫酸根是一種晶體污染物質(zhì)，對(duì)塔內(nèi)設(shè)備還有一定的影響。同時(shí)，亞硫酸鹽的大量溶解同樣會(huì)形成一種堿性的環(huán)境，其飽和濃度過于高時(shí)，堿性增強(qiáng)，從而影響了碳酸鈣的溶解。造成碳酸鈣的分子的大量增加。造成漿液密度的增大，也影響了對(duì)煙氣的吸收率。這時(shí)，如果大量的二氧化硫溶入漿液中，ph值就會(huì)快速的降低，漿液密度就會(huì)增大，造成ph值偏低的漿液中毒現(xiàn)象。

3.3 塔內(nèi)的雜質(zhì)對(duì)吸收的影響。

塔內(nèi)的復(fù)雜環(huán)境會(huì)不可避免的有一些灰塵和雜質(zhì)的出現(xiàn)影響反應(yīng)的正常進(jìn)行。漿液中出現(xiàn)的雜質(zhì)一般來源于煙氣中的灰塵，還有一些則來源于石灰石的原料。由于在購(gòu)買煤炭的時(shí)候的標(biāo)準(zhǔn)不夠統(tǒng)一，使得鍋爐燃燒時(shí)的煤種可能不是設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)煤種。除塵設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，難以保證煙氣的含灰量處在理想的指標(biāo)上。從而導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)的灰塵也經(jīng)常性超標(biāo)。灰塵對(duì)漿液的影響主要有以下幾種。

（1）灰塵和細(xì)小顆粒物很容易進(jìn)入二水亞硫酸鈣的水分游離通道，一旦堵塞，將會(huì)造成石膏的脫水困難，也會(huì)給石膏的形成和成長(zhǎng)造成一定的困難。

（2）灰塵中的鋁化物和氟化物是兩種極易造成漿液中毒的物質(zhì)。如果在ph值較高的情況下，會(huì)和漿液發(fā)生反應(yīng)形成氟鋁絡(luò)合物。氟鋁絡(luò)合物一般呈絮狀，會(huì)包裹在碳酸鈣的表面而阻止碳酸鈣在水里的溶解。這樣就給脫硫造成了很大困難，影響了脫硫的效率，導(dǎo)致石膏因?yàn)樘妓徕}含量的增多而難以脫水，導(dǎo)致吸收塔內(nèi)反應(yīng)流程的中斷。這時(shí)應(yīng)在吸收塔內(nèi)注入氫氧化鈉來緩解這種狀況。

（3）灰塵中含有的氯離子和銅離子等不穩(wěn)定粒子。由于氯離子的活性比碳酸根離子活性強(qiáng)，會(huì)和漿液中溶解的碳酸鈣的鈣離子形成氯化鈣。而氯離子又比亞硫酸氫根的活性強(qiáng)，會(huì)抑制二氧化硫形成亞硫酸氫根，降低對(duì)二氧化硫的吸收。而銅離子的“銅離子效應(yīng)”，又抑制了碳酸鈣的溶解。因此，不能夠忽視灰塵雜質(zhì)對(duì)漿液中毒方面的影響。

3.4 漿液密度值對(duì)吸收效率造成的影響。

吸收塔內(nèi)漿液的密度值是塔內(nèi)反應(yīng)物和合成物的飽和程度的反映。若漿液密度過低，表明硫酸鈣的含量很低，這樣碳酸鈣的相對(duì)含量就會(huì)很大，但這并不能表明碳酸鈣的實(shí)際濃度就很大，也不能認(rèn)為漿液已經(jīng)具有大量吸收二氧化硫的能力。此時(shí)出產(chǎn)的石膏也不易出水，造成碳酸鈣漿液的失效。如果密度很高的話，說明硫酸鈣的含量過高，則導(dǎo)致二氧化硫難以溶解，漿液吸收二氧化硫的能力也相對(duì)下降。多余的二氧化硫則隨廢棄排出，導(dǎo)致二氧化硫排放超標(biāo)。這種情況下只有增加碳酸鈣溶液的供給，造成碳酸鈣的過剩。

4 漿液中毒的應(yīng)對(duì)措施和預(yù)防漿液中毒的措施。

對(duì)于不同的漿液中毒現(xiàn)象應(yīng)該采取不同的方式處理，現(xiàn)一一介紹漿液在不同情況下的處理措施。

（1）對(duì)于漿液密度低，ph偏高而吸收率較低的漿液，應(yīng)該減少補(bǔ)漿量，加大對(duì)漿液的稀釋力度。還要確保吸收塔的漿液循環(huán)泵都處在運(yùn)行狀態(tài)，以增加漿液的活性。針對(duì)石膏脫水困難的情況，應(yīng)適當(dāng)?shù)募哟蟪鍪嗟牧Χ?。在后期處理時(shí)應(yīng)確保氧氣量的充足，把握沖水量和新漿液打入量。沖水不能過多，對(duì)于漿液進(jìn)入的量也要進(jìn)行適度的控制。

（2）對(duì)于漿液密度高，但ph值低吸收率也低的情況，說明從吸收到反應(yīng)再生產(chǎn)出石膏的過程已經(jīng)中斷，是一種很棘手的現(xiàn)象。如果條件具備，應(yīng)該壓低機(jī)組的負(fù)荷，減少入口煙氣的含量，提高漿液的ph值，從而提高漿液的反應(yīng)速度和石膏的生成速度。在負(fù)荷較低時(shí)加快換漿的速度，并迅速提高塔內(nèi)的換氧量，再啟動(dòng)脫水系統(tǒng)將漿液中的硫酸鈣脫出。漿液的密度和ph值回轉(zhuǎn)后，才可以逐步恢復(fù)脫硫。脫硫應(yīng)該分析漿液內(nèi)碳酸鈣的含量，避免大量的二氧化硫溶解。

（3）由于除塵設(shè)備的灰塵過多，而導(dǎo)致的氟化物和鋁化物過多，也會(huì)造成一定程度漿液中毒現(xiàn)象。形成的氟鋁絮狀物包裹到碳酸鈣表面從而阻止了碳酸鈣的溶解。針對(duì)這種情況應(yīng)加強(qiáng)對(duì)上游除塵設(shè)備的維護(hù)檢修，防止各種控制柜出現(xiàn)跳閘或管路泄漏等缺陷。對(duì)于雜質(zhì)離子應(yīng)保持對(duì)漿液的化驗(yàn)，按照標(biāo)準(zhǔn)來控制雜質(zhì)的濃度，定期排放濾液，避免因雜質(zhì)而造成的中毒。

為了有效防止?jié){液中毒現(xiàn)象的發(fā)生，在平時(shí)也應(yīng)該有一些預(yù)防的措施。比如：

（1）保證定期投用廢水系統(tǒng)。脫硫系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，塔中會(huì)混入一些雜質(zhì)顆?；蛘弋愇铮S著漿液的循環(huán)，這些雜質(zhì)和異物會(huì)導(dǎo)致石灰石包裹效應(yīng)，降低吸收塔的脫硫效率。因此應(yīng)當(dāng)定期投用廢水系統(tǒng)，以去除漿液中的雜質(zhì)、重金屬離子、CL離子等。

（2）對(duì)燃用煤和石灰石加大品質(zhì)管理力度。燃用煤的含硫量是影響廢氣內(nèi)二氧化硫濃度的重要因素，因此對(duì)于燃用煤種的引進(jìn)應(yīng)該進(jìn)行一定的監(jiān)管。對(duì)于不符合標(biāo)準(zhǔn)的煤種在一定程度上進(jìn)行合理摻配，避免長(zhǎng)期使用高含硫量煤種的使用。對(duì)于石灰石的管理應(yīng)保證石灰石的碳酸鈣含量不得低于90%，其他的雜質(zhì)金屬鹽類等也不應(yīng)超過3%，以免有大量的雜質(zhì)離子混入制漿系統(tǒng)中。

5 結(jié)語

影響吸收塔內(nèi)的脫硫系統(tǒng)的漿液中毒的原因是多方面的，同時(shí)也是緊密關(guān)聯(lián)的。要保證吸收塔內(nèi)脫硫工作的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就需要加強(qiáng)對(duì)脫硫設(shè)備的運(yùn)行和管理，提高運(yùn)行人員的判斷能力，重視化學(xué)試驗(yàn)的檢驗(yàn)和排查。通過一系列的措施，有效預(yù)防漿液中毒現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)做到廢棄的合理達(dá)標(biāo)排放。

[1]楊芳,王建新.詳解濕法煙氣脫硫中的設(shè)備—吸收塔[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2008(04).

[2]賈立軍,劉炳光.我國(guó)煙氣脫硫技術(shù)綜述[J].鹽業(yè)與化工,2006 (05).

[3]龔優(yōu)軍,鄭利霞,張樹禮.我國(guó)火電廠脫硫技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀[J].內(nèi)蒙古環(huán)境科學(xué),2008(06).

安建軍（1985-），男，內(nèi)蒙古包頭人，本科，助理工程師，主要從事：火電廠脫硫環(huán)保運(yùn)行工作。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.213