脫硫吸收塔內(nèi)漿液中毒的原因及處理研究

摘 要：在脫硫系統(tǒng)運行中，漿液“中毒”現(xiàn)象嚴重影響著脫硫塔內(nèi)的脫硫效率，并且伴隨著石膏脫水困難的情況發(fā)生。本文以實際運行為基礎，分析了脫硫運行中漿液“中毒”變質(zhì)的原因，并介紹了針對這些原因的一些應對措施，以期對實際中脫硫系統(tǒng)的正常運行起到一定的參考價值。

關鍵詞：漿液中毒;脫硫系統(tǒng);環(huán)保

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

1 前言

目前我國脫硫系統(tǒng)內(nèi)主要使用的煙氣脫硫技術為石灰石-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)運行時經(jīng)常會發(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分析并且分析其原因，并針對原因提出有效的預防處理措施。

2 濕法脫硫的一般反應過程

濕法脫硫在吸收塔內(nèi)一般的反應過程，是把碳酸鈣漿液注入脫硫系統(tǒng)內(nèi)進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和塔內(nèi)煙氣中富含的二氧化硫進行反應，生成半水亞硫酸鈣。然后半水亞硫酸鈣會以細小顆粒的狀態(tài)向中下部的氧化區(qū)流動，在氧化區(qū)內(nèi)氧化成二水硫酸鈣。二水硫酸鈣會在反應的持續(xù)進行中逐漸聚集，長大為顆粒狀的晶體。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，送往石膏旋流站進行下一級的脫水旋轉(zhuǎn)分離。細小顆粒的漿液會重新吸收進吸收塔，而濃度較高的漿液則會被通過真空皮帶過濾機進行二級漿液脫水。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 關于脫硫系統(tǒng)內(nèi)漿液中毒原因的幾點分析。

3.1 吸收塔內(nèi)ph值對于反應的影響。

漿液的ph值是脫硫系統(tǒng)的一個重要的參數(shù)，因為ph值與整個反應中碳酸根、硫酸根以及亞硫酸根的含量有著直接的關系，是衡量整個反應的反應物和生成物的一個重要依據(jù)。同時，控制ph值也是控制吸收塔內(nèi)煙氣脫硫反應的一個重要手段，過高或過低的ph值對塔內(nèi)反應都有著不利的影響。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，容易造成設備堵塞，石膏脫水困難。如果ph值過低，則會造成碳酸鈣難以溶解，脫硫效率低，設備容易腐蝕等問題。所以，不管是偏酸性的ph值還是偏堿性的ph值都會影響吸收塔內(nèi)反應的進行。要保持吸收塔內(nèi)的ph值的均衡應該綜合考慮煙氣流量、煤種含硫量、吸收塔容積、煙氣停留時間等各方面因素，根據(jù)經(jīng)驗，一般情況應下設定在5.2到5.6之間。

3.2 吸收塔內(nèi)氧化區(qū)的風量的影響。

氧化區(qū)的氧化風量是影響漿液內(nèi)半水亞硫酸鈣的氧化程度和氧化效果的重要因素，對吸收塔內(nèi)反應的連續(xù)性也有著重要的影響。氧化風量充足，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質(zhì)量相當好，容易脫水。如果氧化量不充分，則反應物反應會生成含有大量亞硫酸鈣的小晶體，亞硫酸鈣的大量存在會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)，對塔內(nèi)設備還有一定的影響。同時，亞硫酸鹽的大量溶解同樣會形成一種堿性的環(huán)境，其飽和濃度過于高時，堿性增強，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，也影響了對煙氣的吸收率。這時，如果大量的二氧化硫溶入漿液中，ph值就會快速的降低，漿液密度就會增大，造成ph值偏低的漿液中毒現(xiàn)象。

3.3 塔內(nèi)的雜質(zhì)對吸收的影響。

塔內(nèi)的復雜環(huán)境會不可避免的有一些灰塵和雜質(zhì)的出現(xiàn)影響反應的正常進行。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。由于在購買煤炭的時候的標準不夠統(tǒng)一，使得鍋爐燃燒時的煤種可能不是設計時的標準煤種。除塵設備發(fā)生故障時，難以保證煙氣的含灰量處在理想的指標上。從而導致脫硫系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)的灰塵也經(jīng)常性超標?；覊m對漿液的影響主要有以下幾種。

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

（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，會和漿液發(fā)生反應形成氟鋁絡合物。氟鋁絡合物一般呈絮狀，會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，導致石膏因為碳酸鈣含量的增多而難以脫水，導致吸收塔內(nèi)反應流程的中斷。這時應在吸收塔內(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，會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，會抑制二氧化硫形成亞硫酸氫根，降低對二氧化硫的吸收。而銅離子的“銅離子效應”，又抑制了碳酸鈣的溶解。因此，不能夠忽視灰塵雜質(zhì)對漿液中毒方面的影響。

3.4 漿液密度值對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，這樣碳酸鈣的相對含量就會很大，但這并不能表明碳酸鈣的實際濃度就很大，也不能認為漿液已經(jīng)具有大量吸收二氧化硫的能力。此時出產(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，則導致二氧化硫難以溶解，漿液吸收二氧化硫的能力也相對下降。多余的二氧化硫則隨廢棄排出，導致二氧化硫排放超標。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 漿液中毒的應對措施和預防漿液中毒的措施。

對于不同的漿液中毒現(xiàn)象應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）對于漿液密度低，ph偏高而吸收率較低的漿液，應該減少補漿量，加大對漿液的稀釋力度。還要確保吸收塔的漿液循環(huán)泵都處在運行狀態(tài)，以增加漿液的活性。針對石膏脫水困難的情況，應適當?shù)募哟蟪鍪嗟牧Χ?。在后期處理時應確保氧氣量的充足，把握沖水量和新漿液打入量。沖水不能過多，對于漿液進入的量也要進行適度的控制。endprint

（2）對于漿液密度高，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，應該壓低機組的負荷，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速度和石膏的生成速度。在負荷較低時加快換漿的速度，并迅速提高塔內(nèi)的換氧量，再啟動脫水系統(tǒng)將漿液中的硫酸鈣脫出。漿液的密度和ph值回轉(zhuǎn)后，才可以逐步恢復脫硫。脫硫應該分析漿液內(nèi)碳酸鈣的含量，避免大量的二氧化硫溶解。

（3）由于除塵設備的灰塵過多，而導致的氟化物和鋁化物過多，也會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。針對這種情況應加強對上游除塵設備的維護檢修，防止各種控制柜出現(xiàn)跳閘或管路泄漏等缺陷。對于雜質(zhì)離子應保持對漿液的化驗，按照標準來控制雜質(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，在平時也應該有一些預防的措施。比如：

（1）保證定期投用廢水系統(tǒng)。脫硫系統(tǒng)在運行時，塔中會混入一些雜質(zhì)顆粒或者異物，隨著漿液的循環(huán)，這些雜質(zhì)和異物會導致石灰石包裹效應，降低吸收塔的脫硫效率。因此應當定期投用廢水系統(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，因此對于燃用煤種的引進應該進行一定的監(jiān)管。對于不符合標準的煤種在一定程度上進行合理摻配，避免長期使用高含硫量煤種的使用。對于石灰石的管理應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，同時也是緊密關聯(lián)的。要保證吸收塔內(nèi)脫硫工作的正常運轉(zhuǎn)，就需要加強對脫硫設備的運行和管理，提高運行人員的判斷能力，重視化學試驗的檢驗和排查。通過一系列的措施，有效預防漿液中毒現(xiàn)象的發(fā)生，同時做到廢棄的合理達標排放。

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作者簡介：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)保運行工作。endprint