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来源：宏福环保 发布日期：2021-09-10
在众多的烟气脱硫工艺和技术中，湿法烟气脱硫石灰石-石膏脱水法具备诸多优点和优势，并且也是现下最为成熟的技术。在相应的烟气脱硫过程中，石膏含水量的高低对石膏的品质和实际应用价值有着重要的影响，但是对石膏实施脱水处理比较复杂和困难，下文针对石灰石-石膏脱硫系统运行中，石膏脱水问题和解决措施进行探究。
1 石灰石-石膏法脱硫工艺的工作原理
石灰石-石膏FGD工艺相对应的工作原理简单概述就是利用石灰石浆液作为烟气吸取剂，在吸取塔内促逆向冲洗烟气，浆液里的碳酸钙会和烟气中的二氧化硫发生反应，形成亚硫酸钙。随后在氧气的氧化作用下，亚硫酸钙被氧化成硫酸钙，形成石膏浆液，在石膏旋流器的处理下，石膏浆液经过初级脱水，以及经过真空皮带的二级脱水后，形成含水不高于10%的石膏，最终流入市场被应用。
2 对石膏含水率的影响因素
2.1 浆液固含量
吸取塔中的石膏饱和度通过石膏浆液密度体现，如果石膏浆液密度较低，则说明吸取塔内的石膏含量也是较低，依旧存在大量的碳酸钙，这种状况下如果排出石膏浆液，就会导致石膏碳酸钙含量大量增加，既造成了石灰石的浪费，又导致石膏品质下降。另外，如果浆液密度过大，则说明碳酸钙和石膏都是过量的状态，吸取塔内存在过量的硫酸钙会影响碳酸钙的溶解。此外，排出的碳酸钙具备较小的粒径，会导致滤布的堵塞，致使石膏脱水处理工作更加困难。经过研究和实际应用可知，浆液固体含量保持在15%-18%范围内时石膏晶体含量最高。
2.2 入口烟气的含尘量
吸取塔的粉尘和飞灰粒径在经过除尘器净化处理后，具备的粒径会变的更小，并且远小于石膏粒径，因此真空皮带机上的石膏经过脱水处理时，由于粉尘和灰尘的存在会导致滤布细孔发生堵塞情况，并且吸取塔内二氧化硫的吸取也会受到金属离子溶出的严重影响，石膏质量可想而知。为优化这种状况，需要提升燃煤的质量，严格控制烟气含尘量，并要对滤布实施定期清理处理。
2.3 浆液的PH值
在通常情况下，浆液的酸碱度也会对二氧化硫的吸取造成一定程度的影响，PH值高的浆液环境十分有利于二氧化硫的吸取，而PH值较低的浆液环境会有利于碳酸钙离子的溶解以及亚硫酸钙的氧化。总体而言，浆液的PH值过高或者过低都会导致石膏品质下降，导致二氧化硫吸取反应不完全。因此，在实际脱硫处理中，需要控制浆液的PH值控制在5.0-5.8之间。
2.4 吸取塔液位
为增加氧化区容积，促进二氧化硫的吸取以及充分氧化亚硫酸亚，可以适当提高吸取塔液位，不过，由于浆液的密度增加到脱水密度的时间会延长，相应的晶体会由易于脱水的棱柱状晶体逐渐变为不易于脱水的花瓣状晶体或者片状晶体，所以运行过程中需要根据实际工况合理控制吸取塔液位。
2.5 杂质含量
飞灰中和石灰石中的粉尘都会导致反应体系杂质含量的增加，其中对反应体系造成影响的杂质元素主要有铝元素、三价铁元素、氯离子等。其中，氯离子具备的酸性比碳酸根离子强，会对二氧化硫溶解成亚硫酸根造成一定的抑制，对石膏造成的影响程度最大，十分不利于石膏的形成。另外，氯离子和钙离子十分容易结合，结合生成的结晶水晶体导致晶体的含水量增加。此外，在三价铁离子和铝离子的影响下，与其他离子相互结合形成胶体，由于胶体具备粘性大、粒径小的特征，会对石膏脱水造成严重的影响。从石膏饼形态上可以看出杂质含量的多少，石膏饼表面有深褐色并且具备较大粘性就说明杂质含量较高。因此，在实际操作中，要确保废水系统正常运行，将杂质有效去除，提升石膏的品质。
2.6 氧化反应效率
在脱硫系统运行过程中，氧化反应效率是生成石膏品质的决定性因素。而影响氧化效率的因素主要有以下几点：
a. 当燃煤硫分增大时，极易发生氧化不充分的现象。氧化空气不足，导致生成的半水亚硫酸钙难以氧化成二水硫酸钙，而半水亚硫酸钙颗粒小、粘度大，难以脱水。氧化空气不足，除了硫份的增大，还有可能是由于氧化风管脱落、堵塞等原因造成的。
b. 浆液喷淋系统和氧化系统长期处于PH值较低的环境下运行，在酸性的腐蚀下，氧化风管和浆液喷淋系统管路会被腐蚀，甚至会出现断裂情况，如果出现严重腐蚀或者断裂情况时，没有及时发现其中的问题会导致气液比失调，导致脱硫反应不均匀的发生，并且相应的氧化也不完全，对脱水性能造成严重的影响。
c. 浆液起泡溢流是伴随脱硫系统运行过程中最常见的现象，浆液起泡会在吸取塔内造成“虚假液位”，从而降低了氧化区容积，影响氧化效果，造成石膏脱水困难、含水率高等问题。
d. 在脱硫系统前端运行工况会造成脱硫吸取塔内浆液含有油污，比如煤质不好、燃烧不充分、投油助燃等情况都会导致浆液中含油。浆液中的油污在喷淋、搅拌等扰动下，会包裹亚硫酸钙，抑制进一步的氧化反应。并且油污随着石膏浆液到达真空皮带脱水机，会在滤布上附着一层油膜，加大石膏脱水困难。同时，浆液中的油污也会导致浆液起泡，从而降低氧化区容积，加剧了氧化效率下降。为了解决或预防浆液里油污对氧化效率的影响，可以投加脱硫专用除油剂来去除浆液中油污，比如宏福环保企业的GS-CY01型脱硫专用除油剂。
2.7 石膏脱水系统
2.7.1 石膏浆液旋流器
作为一级脱水设备，石膏旋流器运行状况决定着石膏的品质。石膏旋流器的工作原理为在离心力作用下，将小颗粒和大颗粒良好分离，将石膏浆液分为两部分。对旋流器造成影响的因素主要有：旋流子投运个数、石膏浆液旋流器入口压力、旋流器沉沙嘴尺寸。
a. 在实际操作中，需要适当增加旋流器入口压力，从而增大旋流器的分级效率，提升石膏品质。
b. 在实际运行中增加旋流子投运个数，会增加石膏脱水速度。
c. 旋流器沉沙嘴尺寸的确定要依据实际中的诸多因素进行设计，另外，在长时间运行中，沉沙嘴会被磨损，口径会变大，致使进入脱水机的小颗粒石膏晶体增多，增加脱水困难。为避免脱水性能受到影响，需要保证尺寸合适避免旋流器底流颗粒过小情况的发生。
2.7.2 真空皮带机
石膏在经过旋流器脱水处理后，会被传送到真空皮带机上实施二次脱水处理，在经过脱水处理后石膏的含水量会降低到相应的标准之下，才能流入市场实现出售。因此，通过真空皮带机实施二级脱水占据着重要的地位。在实际的运行中，会存在脱水效果不理想情况的发生，石膏含硫量达不到标准，经过相应的研究和分析，这是由于旋流器尘沙嘴磨损尺寸变大、企业分离器液位过高、浆液氧化为彻底等原因造成的。在实施相应的优化处理后，可以有效解决这一问题。在进行滤布定期冲洗时，需要保证冲洗水具备好的质量，避免冲洗水中含有较多的杂质导致冲洗喷嘴堵塞情况的发生。为全面优化冲洗嘴堵塞情况，可以将系统的喷水管引到箱体外部，在发生堵塞情况时可以很容易的清理。
3 结束语
作为脱硫系统的重要组成部分，石膏脱水系统在火电厂实际运行中存在着较多的问题，这些问题对石膏质量和火电厂经济效益有着严重的影响，在实际脱硫处理中可以通过控制反应过程参数和脱硫系统设备两个方面提升石膏脱水效率和品质。另外，还要依据实际情况及时发现其中存在的问题，并及时解决和处理，科学地维护和改造设备。
