導(dǎo)語(yǔ)：

　　石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝是目前火電行業(yè)應(yīng)用為廣泛、技術(shù)成熟的煙氣脫硫技術(shù)之一，主要配置以石灰石為脫硫吸收劑，副產(chǎn)品為石膏。但在實(shí)際運(yùn)行過程中脫硫塔塔壁會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，一般脫落后的垢層分布在脫硫塔底部，會(huì)堵塞石膏排出泵入口濾網(wǎng)、循環(huán)漿液泵入口濾網(wǎng)、吸收塔底部排放口。而未脫落的垢層則仍依附在脫硫塔塔壁，對(duì)脫硫裝置的安全運(yùn)行和檢修工作帶來極大安全隱患。

　　一、脫硫塔脫硫工藝過程

　　近月，在河北某大型火電廠實(shí)際運(yùn)行維護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)，#2吸收塔內(nèi)壁出現(xiàn)厚度20-40mm質(zhì)地堅(jiān)硬、黑色的垢層，堵塞入口濾網(wǎng)和吸收塔底部排放口?，F(xiàn)就從該情況首先了解下工藝石膏的行程過程及脫除過程，主要分為以下四個(gè)部分：

　　①石灰石漿液在吸收塔中與煙氣逆流洗滌，脫除煙氣中的二氧化硫，在吸收塔漿液中形成小顆粒的半水亞硫酸鈣；

　?、诶醚趸L(fēng)機(jī)提供的氧化風(fēng)將其強(qiáng)制氧化成二水硫酸鈣，并在漿液中析出結(jié)晶；

　?、劾檬嗯懦霰脤⑹酀{液送至石膏旋流器，進(jìn)行石膏的一級(jí)預(yù)脫水，細(xì)顆粒的石膏漿液溢流返回吸收塔，大顆粒的石膏漿液送至真空皮帶脫水機(jī)；

　?、軡{液通過真空皮脫水機(jī)后，形成含水量小于10%的石膏，輸送至石膏庫(kù)外運(yùn)。

　　二、吸收塔內(nèi)壁結(jié)垢的表現(xiàn)及主要成分

　　吸收塔內(nèi)壁結(jié)垢的表現(xiàn)為：在吸收塔內(nèi)壁及其構(gòu)件上形成一層質(zhì)地堅(jiān)硬、光滑、緊密的黑色垢層。#2塔內(nèi)壁垢主要成分：

　　三、吸收塔內(nèi)壁結(jié)垢的危害

　　1.在吸收塔內(nèi)壁及其構(gòu)件上結(jié)垢，造成構(gòu)件彎曲變形、脫落，降低使用壽命，增加檢修維護(hù)工作量。

　　2.在管道內(nèi)壁結(jié)垢，造成管道堵塞。質(zhì)地較硬的結(jié)垢體加速管道磨損及堵塞，降低設(shè)備使用壽命，增加檢修維護(hù)工作量。

　　3.質(zhì)地堅(jiān)硬的結(jié)垢層脫落時(shí)，損壞防腐涂層，加速設(shè)備腐蝕、造成設(shè)備塔體滲漏。脫落時(shí)砸向吸收塔內(nèi)的氧化風(fēng)管、支架，吸收塔內(nèi)攪拌器葉片及軸，造成設(shè)備損壞，增加檢修維護(hù)工作量。

　　4.脫落的結(jié)垢層散落在吸收塔底部，造成吸收塔石膏排出泵入口濾網(wǎng)堵塞，造成脫水系統(tǒng)無(wú)法正常連續(xù)投運(yùn)，導(dǎo)致吸收塔石膏漿液密度升高。

　　5.脫落的結(jié)垢層在漿液循環(huán)泵入口濾網(wǎng)處堆積，堵塞漿液循環(huán)泵入口濾網(wǎng)。在漿液循環(huán)泵抽吸力的作用下，結(jié)垢體會(huì)卡死在濾網(wǎng)網(wǎng)上，循環(huán)泵停運(yùn)后無(wú)法通過反沖洗去除。石膏晶體會(huì)在漿液循環(huán)泵入口濾網(wǎng)生長(zhǎng)、沉積，導(dǎo)致濾網(wǎng)流通量下降，造成漿液循環(huán)泵氣蝕無(wú)法運(yùn)行，危及脫硫裝置的安全運(yùn)行。

　　6.小的結(jié)垢體會(huì)通過漿液循環(huán)泵輸送至漿液噴淋層，在此過程中會(huì)加速漿液循環(huán)泵葉輪的磨損，造成噴嘴堵塞堵塞、脫落，噴淋層堵塞等。

　　四、吸收塔內(nèi)壁結(jié)垢的原因分析

　　一般吸收塔內(nèi)壁結(jié)垢主要成分是CaSO4•2H2O，為石膏垢。其形成機(jī)理為：石膏漿液中的CaSO4過飽和度超過一定值時(shí)，石膏晶體就會(huì)在懸浮液內(nèi)已經(jīng)存在的石膏晶體上生長(zhǎng)。相對(duì)過飽和度達(dá)到某一更高值時(shí)，就會(huì)形成晶核，同時(shí)石膏晶體會(huì)在其他物質(zhì)表面生長(zhǎng)，導(dǎo)致吸收塔內(nèi)壁結(jié)垢，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間緩慢生長(zhǎng)形成石膏垢層。

　　其具體原因有如下幾點(diǎn)分析：

　　1.石膏漿液中的CaSO4過飽和度過大

　　較高的石膏漿液濃度，使溶液中石膏過飽和度過大，是形成石膏垢的主要原因。#2塔石膏漿液濃度要求控制在15%-23%，但實(shí)際運(yùn)行中脫水系統(tǒng)出力不足，#2塔石膏漿液濃度基本維持在25%-28%，電廠燃燒高硫煤時(shí)，石膏漿液濃度一度達(dá)到30%。

　　2.石膏漿液停留時(shí)間長(zhǎng)

　　#2塔石膏漿液濃度超過控制標(biāo)準(zhǔn)、電廠燃燒高硫煤，加上脫水系統(tǒng)出力不足，石膏漿液濃度高、停留時(shí)間長(zhǎng)。石膏漿液中的晶體有充足的時(shí)間在吸收塔內(nèi)壁及構(gòu)件上形成結(jié)晶，為晶體的生長(zhǎng)、形成提供了有力條件。

　　3.石膏漿液pH值波動(dòng)大

　　由于pH值的變化會(huì)改變亞硫酸鹽的氧化速率，pH值在4.5時(shí)，HSO3-的氧化作用強(qiáng)，這將直接影響漿液中石膏的相對(duì)過飽和度。在pH值為7.2時(shí)，溶液中存在SO32-和HSO3-離子；pH值為5以下時(shí)，溶液中只存在HSO3-離子；當(dāng)pH值降到足夠低，溶液中存在的只是水化了的SO2分子。同時(shí)CaSO3的溶解度隨pH值降低而顯著增大，而CaSO4的溶解度卻隨著pH值降低反而略有減少。

　　pH值越低，亞硫酸鹽溶解度越大，SO32-濃度越高，則系統(tǒng)中硫酸鹽的生成量會(huì)大增。但隨著pH值的降低，CaSO4的溶解度越來越小，所以會(huì)有大量的CaSO4析出，形成硫酸鹽硬垢。pH值高時(shí)，CaSO3的溶解度較小，SO32-濃度較低，CaSO4的生成速率小，不會(huì)生成CaSO4硬垢，但因CaSO3的溶解度較小，易形成亞硫酸鹽軟垢。#2塔在運(yùn)行過程中石膏漿液pH值基本控制在4.5-5.0，也是造成吸收塔形成硫酸鹽硬垢的原因。

　　4.吸收塔防腐內(nèi)壁較粗糙

　　吸收塔內(nèi)壁防腐層表面粗糙，光滑度較低，利于吸收塔內(nèi)漿液結(jié)晶、生長(zhǎng)。#2塔內(nèi)壁存在大量的石膏垢層，粗糙的表面利于晶體生長(zhǎng)、形成。

　　五、預(yù)防吸收塔內(nèi)壁結(jié)垢的解決措施

　　1.控制石膏漿液密度及停留時(shí)間

　　漿液密度是一個(gè)綜合性的參數(shù)，是反映系統(tǒng)是否決定脫水出石膏、使塔體內(nèi)漿液保持一個(gè)較佳的反應(yīng)環(huán)境的重要參數(shù)。當(dāng)石膏漿液密度大于1085kg/m³時(shí)，混合漿液中CaSO4的濃度已經(jīng)趨于飽和，石膏漿液密度小于1075kg/m³時(shí)，混合漿液中CaSO3的含量較低，CaCO3的含量相對(duì)較高。正常運(yùn)行中應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)工況調(diào)整脫水系統(tǒng)，確保石膏漿液過飽和度控制在110%-130%，避免過飽和的石膏漿液長(zhǎng)時(shí)間在吸收塔內(nèi)停留，避免結(jié)垢。

　　2.控制石膏漿液pH值在一定范圍平穩(wěn)運(yùn)行

　　在石膏結(jié)晶過程中，pH值高有利于硫酸鈣的生成，有利于石膏結(jié)晶，但當(dāng)過飽和度過高時(shí)，使石膏結(jié)晶向小顆粒方向發(fā)展，不利于生成高品質(zhì)的石膏。當(dāng)石膏漿液pH值控制在6.2以下，就足以避免形成CaSO3軟垢，但pH值太低，又會(huì)產(chǎn)生CaSO4硬垢。結(jié)合亞硫酸氫根和硫酸根的氧化反應(yīng)以及塔內(nèi)結(jié)垢情況，pH值一般控制在5.2-5.6范圍，并避免pH值的劇烈波動(dòng)，可以有效避免結(jié)垢。

　　3.投加石膏晶種

　　由于溶解的鹽類在同一鹽的晶體上結(jié)晶比在異類粒子上結(jié)晶要快的多，故在石膏漿液中添加CaSO4晶種，使CaSO4過飽和度降至正常濃度，同時(shí)加大氧化力度確保將CaSO3充分氧化成CaSO4，不干擾CaSO4結(jié)晶，使結(jié)晶沉積在晶種表面，減少向吸收塔內(nèi)設(shè)備結(jié)晶、生長(zhǎng)。

　　4.提高吸收塔內(nèi)壁表面光滑度

　　提高吸收塔內(nèi)部防腐層施工水平，使防腐層表面光滑度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。吸收塔內(nèi)壁結(jié)垢后應(yīng)及時(shí)清理，提高吸收塔內(nèi)壁表面光滑度。

　　5.投加添加劑

　　向吸收塔石膏漿液中投加含有Mg2+、CaCl2或己二酸等添加劑，可降低CaSO3和CaSO4的過飽和度。不僅可以防止結(jié)垢，而且可以提高石灰石活性，提高脫硫效率。

　　6.加強(qiáng)在線表計(jì)檢測(cè)與管理

　　加強(qiáng)在線檢測(cè)表計(jì)維護(hù)與校準(zhǔn)，定期開展化驗(yàn)檢測(cè)，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，加強(qiáng)運(yùn)行人員技術(shù)培訓(xùn)，提高運(yùn)行調(diào)整水平。

　　小結(jié)：

　　石灰石-石膏濕法脫硫裝置吸收塔內(nèi)壁結(jié)垢，是石灰石-石膏濕法脫硫工藝中的常見問題。吸收塔內(nèi)壁結(jié)垢如不盡早采取解決措施，不但會(huì)造成吸收塔設(shè)備的損壞，降低設(shè)備運(yùn)行壽命并危及脫硫裝置的安全運(yùn)行，同時(shí)還會(huì)給脫硫裝置的安全檢修帶來極大的安全隱患。通過對(duì)結(jié)垢成分分析的案例，推測(cè)脫硫塔內(nèi)壁結(jié)垢的原因，并提出了相應(yīng)的解決措施，希望對(duì)脫硫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工藝運(yùn)行調(diào)整及異常分析起到一定的參考作用。

　　煙氣排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)廠商與產(chǎn)品推薦

　　單位名稱：四方光電（武漢）儀器有限公司

　　產(chǎn)品推薦：固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)Gasboard-9050（CEMS）

　　針對(duì)大型工業(yè)煙囪等固定污染源廢氣濃度監(jiān)測(cè)自主研發(fā)的在線氣體分析系統(tǒng)，可對(duì)煙道氣中顆粒物、SO2、NOx等污染物進(jìn)行動(dòng)態(tài)連續(xù)監(jiān)測(cè)，同時(shí)可測(cè)量煙氣的流速、壓力、溫度、濕度、含氧量等數(shù)據(jù)，自動(dòng)記錄污染物排放總量和排放時(shí)間，并通過PSTN、GPRS、CDMA等通訊手段將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳送到管理部門，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染源排放的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

　　產(chǎn)品特性：

　　①專業(yè)化采樣及預(yù)處理裝置

　　采用加熱抽取法連續(xù)監(jiān)測(cè)氣態(tài)污染物，采樣探頭過濾面積大，濾芯更換方便。預(yù)處理系統(tǒng)主設(shè)備采用進(jìn)口器件，有效防水、防塵、防腐、防堵，適應(yīng)惡劣煙道環(huán)境。系統(tǒng)功能豐富，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)取樣、吹掃、校準(zhǔn)、故障自診斷、報(bào)警等功能。

　　②超低量程設(shè)計(jì)

　　測(cè)量范圍小于200ppm，滿足國(guó)家環(huán)保行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；分辨率達(dá)到1ppm，適用于低濃度煙氣認(rèn)證。

　?、蹨y(cè)量準(zhǔn)確度高

　　先進(jìn)的氣體分析技術(shù)，傳感器使用壽命長(zhǎng)，多組分測(cè)量氣體間無(wú)交叉干擾，煙氣中氣態(tài)水對(duì)SO2、NO測(cè)量無(wú)影響，采樣流量對(duì)SO2、NO、CO的測(cè)量無(wú)影響，測(cè)量準(zhǔn)確度高。

　?、芄ぷ餍阅芊€(wěn)定

　　儀表機(jī)柜采用模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明、穩(wěn)定性強(qiáng)，高自動(dòng)化、低維護(hù)，無(wú)需人工值守即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，大幅減輕企業(yè)人工成本。

　　⑤數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

　　PLC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能齊全，操作直觀簡(jiǎn)便，并支持網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)建及系統(tǒng)擴(kuò)展。具備多種數(shù)據(jù)輸出端口，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染源排放的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

　?。ㄎ恼聛碓矗簭埑蛾P(guān)于脫硫吸收塔內(nèi)壁結(jié)垢的危害分析及措施》）

（來源：工業(yè)過程氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)）