脱硫系统浆液中毒的成因与应对策略

脱硫系统浆液中毒的成因与应对策略

 

一、脱硫系统浆液中毒现象及原因

脱硫系统在运行中常见问题包括浆液中毒，这不仅降低了脱硫效率，还导致石膏脱水困难。 脱硫系统中，浆液“中毒”是一个普遍存在的问题，它不仅降低了脱硫塔的效率，还导致石膏脱水困难。

目前，我国脱硫系统普遍采用石灰石-石膏烟气脱硫法。随着该工艺的广泛应用，浆液中毒现象逐渐浮现，主要表现为脱硫效率的下降和石膏脱水难度的增加。

1.湿法脱硫反应流程

湿法脱硫过程中，浆液与烟气洗涤反应生成石膏晶体，通过一系列处理得到副产品石膏。 湿法脱硫在吸收塔内的反应过程主要包括以下几个步骤。首先，将碳酸钙浆液注入脱硫系统，与塔内的烟气进行洗涤，从而实现对烟气的脱硫。在洗涤过程中，浆液中的碳酸钙与烟气中的二氧化硫发生反应，生成半水亚硫酸钙。随后，这些半水亚硫酸钙以细小颗粒的形式流向中下部的氧化区，在氧化区内被氧化为二水硫酸钙。随着反应的持续进行，二水硫酸钙逐渐聚集，形成颗粒状的晶体。最后，通过浆液排出泵将吸收塔下部的石膏浆液抽出，送至石膏旋流站进行脱水旋转分离。在此过程中，细小的浆液颗粒被重新吸入吸收塔循环使用，而浓度较高的浆液则通过真空皮带过滤机进行二级脱水。经过脱水处理，浆液的含水率降至10%以下，从而得到副产品石膏。

 

 

2.吸收塔内pH值的影响

pH值对脱硫反应有重要影响，过高或过低的pH值均会带来不利影响，需要均衡控制。 pH值是脱硫系统中的核心参数，它直接关系到反应中碳酸根、硫酸根及亚硫酸根的含量。这个参数不仅衡量了整个反应的进程，还是控制吸收塔内烟气脱硫反应的重要工具。pH值过高或过低都会对塔内反应产生不利影响。高pH值虽然有利于二氧化硫的溶解吸收，提高脱硫效率，但会降低碳酸钙的利用率，可能导致设备堵塞和石膏脱水困难。而低pH值则会使碳酸钙溶解困难，降低脱硫效率，并可能引发设备腐蚀问题。因此，保持吸收塔内pH值的均衡至关重要，需要考虑烟气流量、煤种含硫量、吸收塔容积及烟气停留时间等多重因素。通常，pH值设定在5.2至5.6之间较为适宜。

3.氧化区风量的影响

充足的氧化风量确保亚硫酸钙充分氧化，不足则会增加脱水难度并引发其他问题。 氧化区的风量对浆液内半水亚硫酸钙的氧化程度和效果产生直接影响，进而影响吸收塔内反应的连续性。充足的风量确保半水亚硫酸钙充分氧化，从而生成质量优良的二水硫酸钙石膏晶体，简化脱水过程。风量不足则会导致反应生成大量含有亚硫酸钙的小晶体，这不仅增加石膏脱水的难度，还会对塔内设备造成影响，因为亚硫酸根是一种潜在的晶体污染物质。此外，亚硫酸盐的大量溶解会营造一种碱性环境，当其饱和浓度过高时，会增强碱性，干扰碳酸钙的溶解平衡，导致碳酸钙分子数量激增，进而增加浆液密度，影响烟气的吸收率。在此情况下，大量的二氧化硫进入浆液，会使pH值迅速下降，引发浆液密度过高和pH值偏低的中毒现象。

4.塔内杂质的影响

杂质影响浆液反应，降低脱硫效率，尤其烟尘中的金属成分会阻碍反应。 塔内环境的复杂性不可避免地导致灰尘和杂质的产生，进而影响反应的正常进行。这些杂质主要来自烟气中的灰尘和石灰石原料。由于煤炭购买标准的不统一，锅炉燃烧时使用的煤种可能并非设计时的标准煤种。同时，除尘设备故障也可能导致烟气含灰量超出理想范围，进而使脱硫系统内的灰尘超标。

灰尘对浆液的影响主要体现在以下几个方面：

灰尘和细小颗粒物容易进入二水亚硫酸钙的水分游离通道，造成石膏脱水困难，同时也阻碍了石膏的形成和成长。

灰尘中的铝化物和氟化物在pH值较高时，会与浆液反应形成氟铝络合物。这种络合物呈絮状，会包裹在碳酸钙表面，阻止其在水中的溶解，从而降低脱硫效率，导致石膏因碳酸钙含量增多而难以脱水，甚至中断吸收塔内的反应流程。此时，需要向吸收塔内注入氢氧化钠来缓解这种情况。

灰尘中含有的氯离子和铜离子等不稳定粒子也会对浆液产生影响。氯离子因其活性强于碳酸根离子，会与浆液中溶解的碳酸钙反应生成氯化钙。同时，氯离子还会抑制二氧化硫形成亚硫酸氢根，降低对二氧化硫的吸收。而铜离子的“铜离子效应”则会进一步抑制碳酸钙的溶解。因此，在评估塔内杂质的影响时，不能忽视这些因素对浆液中毒方面的影响。

5. 浆液密度的影响

浆液密度影响脱硫效率，过高或过低均需调整以确保二氧化硫吸收能力。 吸收塔内浆液的密度是衡量塔内反应物和合成物饱和程度的关键指标。若密度过低，意味着硫酸钙的含量不足，碳酸钙的相对比例则偏高。但这并不直接反映碳酸钙的实际浓度，也不意味着浆液具备充足的吸收二氧化硫的能力。在此情况下，产出的石膏难以脱水，导致碳酸钙浆液失效。相反，若密度过高，硫酸钙的含量则过多，这会阻碍二氧化硫的溶解，进而降低浆液对二氧化硫的吸收能力。最终，过量的二氧化硫随废气排出，造成二氧化硫排放超标，不得不增加碳酸钙溶液的供给，进而导致碳酸钙的浪费。

 

二、浆液中毒的应对与预防

1. 应对措施

针对不同浆液中毒现象，通过调整浆液密度、pH值等因素进行有效管理和控制。 针对不同的浆液中毒情况，需采取相应的处理措施。若浆液密度低、pH值偏高导致吸收率下降，应减少补浆量，加大浆液稀释力度，并确保吸收塔浆液循环泵正常运行，以激活浆液。对于石膏脱水困难，可适当加大出石膏力度，同时注意后期处理中的氧气充足和冲水量、新浆液打入量的控制。

对于浆液密度高但pH值低、吸收率亦低的情况，需降低机组负荷，减少入口烟气含量，提升浆液pH值，从而加快反应和石膏生成。在负荷较低时，应加快换浆，提高塔内换氧量，并启动脱水系统脱出硫酸钙。待浆液密度和pH值恢复后，可逐步恢复脱硫，同时需监控碳酸钙含量，防过量二氧化硫溶解。

2. 预防措施

加强上游设备维护和燃料管控，定期化验杂质离子浓度，防止和减少浆液中毒现象。 此外，除尘设备灰尘多导致的氟化物和铝化物过多也会引发浆液中毒。因此，需加强上游除尘设备维护，防止跳闸或管路泄漏等缺陷，并定期化验杂质离子浓度，控制杂质量，定期排放滤液，以防杂质中毒。

为预防浆液中毒，建议定期投用废水系统，去除塔中的杂质颗粒和异物，防止石灰石包裹效应降低脱硫效率。

（2）加强燃用煤和石灰石的质量管控。燃煤的含硫量是决定废气中二氧化硫浓度的关键因素，因此必须对引进的煤种进行严格监管。对于不符合标准的煤种，应通过合理掺配使用，避免长期使用高含硫量煤种。同时，石灰石的管理也至关重要，需确保其碳酸钙含量不低于90%，其他杂质金属盐类等不超过3%，以防止大量杂质离子进入制浆系统。

三、结       语

吸收塔浆液中毒问题涉及多因素，需全面管理确保环保和安全运行。 吸收塔内脱硫系统的浆液中毒问题涉及多方面因素，这些因素又相互关联。为确保脱硫系统的稳定运行，必须加强设备运行管理，提升运行人员的判断力，并高度重视化学试验的检验和排查工作。通过这些措施，可以有效预防浆液中毒。