脱硫吸收塔内浆液中毒的原因及处理研究

摘 要：在脱硫系统运行中，浆液“中毒”现象严重影响着脱硫塔内的脱硫效率，并且伴随着石膏脱水困难的情况发生。本文以实际运行为基础，分析了脱硫运行中浆液“中毒”变质的原因，并介绍了针对这些原因的一些应对措施，以期对实际中脱硫系统的正常运行起到一定的参考价值。

关键词：浆液中毒;脱硫系统;环保

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.213

1 前言

目前我国脱硫系统内主要使用的烟气脱硫技术为石灰石-石膏烟气脱硫法。随着这种工艺的不断投产，浆液中毒现象成为脱硫系统运行时经常会发生的状况。脱硫系统浆液中毒的主要表现是内部脱硫效率的降低和石膏脱水难度的增大。下面，笔者将这种情况加以仔细分析并且分析其原因，并针对原因提出有效的预防处理措施。

2 湿法脱硫的一般反应过程

湿法脱硫在吸收塔内一般的反应过程，是把碳酸钙浆液注入脱硫系统内进行烟气的洗涤以获得脱硫的效果。首先，浆液中富含的碳酸钙会和塔内烟气中富含的二氧化硫进行反应，生成半水亚硫酸钙。然后半水亚硫酸钙会以细小颗粒的状态向中下部的氧化区流动，在氧化区内氧化成二水硫酸钙。二水硫酸钙会在反应的持续进行中逐渐聚集，长大为颗粒状的晶体。最后，通过系统内的浆液排出泵将吸收塔下部结晶区的石膏浆液抽出来，送往石膏旋流站进行下一级的脱水旋转分离。细小颗粒的浆液会重新吸收进吸收塔，而浓度较高的浆液则会被通过真空皮带过滤机进行二级浆液脱水。通过脱水，将浆液的含水率降低到百分之十一下，从而生成副产品石膏。

3 关于脱硫系统内浆液中毒原因的几点分析。

3.1 吸收塔内ph值对于反应的影响。

浆液的ph值是脱硫系统的一个重要的参数，因为ph值与整个反应中碳酸根、硫酸根以及亚硫酸根的含量有着直接的关系，是衡量整个反应的反应物和生成物的一个重要依据。同时，控制ph值也是控制吸收塔内烟气脱硫反应的一个重要手段，过高或过低的ph值对塔内反应都有着不利的影响。如果ph值过高，有利于二氧化硫的溶解吸收，脱硫效率高，但是碳酸钙利用率低，容易造成设备堵塞，石膏脱水困难。如果ph值过低，则会造成碳酸钙难以溶解，脱硫效率低，设备容易腐蚀等问题。所以，不管是偏酸性的ph值还是偏碱性的ph值都会影响吸收塔内反应的进行。要保持吸收塔内的ph值的均衡应该综合考虑烟气流量、煤种含硫量、吸收塔容积、烟气停留时间等各方面因素，根据经验，一般情况应下设定在5.2到5.6之间。

3.2 吸收塔内氧化区的风量的影响。

氧化区的氧化风量是影响浆液内半水亚硫酸钙的氧化程度和氧化效果的重要因素，对吸收塔内反应的连续性也有着重要的影响。氧化风量充足，则半水亚硫酸钙的氧化充分，这样生成的二水亚硫酸钙石膏的晶体也会质量相当好，容易脱水。如果氧化量不充分，则反应物反应会生成含有大量亚硫酸钙的小晶体，亚硫酸钙的大量存在会使石膏的脱水工作变得十分困难，而且亚硫酸根是一种晶体污染物质，对塔内设备还有一定的影响。同时，亚硫酸盐的大量溶解同样会形成一种碱性的环境，其饱和浓度过于高时，碱性增强，从而影响了碳酸钙的溶解。造成碳酸钙的分子的大量增加。造成浆液密度的增大，也影响了对烟气的吸收率。这时，如果大量的二氧化硫溶入浆液中，ph值就会快速的降低，浆液密度就会增大，造成ph值偏低的浆液中毒现象。

3.3 塔内的杂质对吸收的影响。

塔内的复杂环境会不可避免的有一些灰尘和杂质的出现影响反应的正常进行。浆液中出现的杂质一般来源于烟气中的灰尘，还有一些则来源于石灰石的原料。由于在购买煤炭的时候的标准不够统一，使得锅炉燃烧时的煤种可能不是设计时的标准煤种。除尘设备发生故障时，难以保证烟气的含灰量处在理想的指标上。从而导致脱硫系统内内的灰尘也经常性超标。灰尘对浆液的影响主要有以下几种。

（1）灰尘和细小颗粒物很容易进入二水亚硫酸钙的水分游离通道，一旦堵塞，将会造成石膏的脱水困难，也会给石膏的形成和成长造成一定的困难。

（2）灰尘中的铝化物和氟化物是两种极易造成浆液中毒的物质。如果在ph值较高的情况下，会和浆液发生反应形成氟铝络合物。氟铝络合物一般呈絮状，会包裹在碳酸钙的表面而阻止碳酸钙在水里的溶解。这样就给脱硫造成了很大困难，影响了脱硫的效率，导致石膏因为碳酸钙含量的增多而难以脱水，导致吸收塔内反应流程的中断。这时应在吸收塔内注入氢氧化钠来缓解这种状况。

（3）灰尘中含有的氯离子和铜离子等不稳定粒子。由于氯离子的活性比碳酸根离子活性强，会和浆液中溶解的碳酸钙的钙离子形成氯化钙。而氯离子又比亚硫酸氢根的活性强，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”，又抑制了碳酸钙的溶解。因此，不能够忽视灰尘杂质对浆液中毒方面的影响。

3.4 浆液密度值对吸收效率造成的影响。

吸收塔内浆液的密度值是塔内反应物和合成物的饱和程度的反映。若浆液密度过低，表明硫酸钙的含量很低，这样碳酸钙的相对含量就会很大，但这并不能表明碳酸钙的实际浓度就很大，也不能认为浆液已经具有大量吸收二氧化硫的能力。此时出产的石膏也不易出水，造成碳酸钙浆液的失效。如果密度很高的话，说明硫酸钙的含量过高，则导致二氧化硫难以溶解，浆液吸收二氧化硫的能力也相对下降。多余的二氧化硫则随废弃排出，导致二氧化硫排放超标。这种情况下只有增加碳酸钙溶液的供给，造成碳酸钙的过剩。

4 浆液中毒的应对措施和预防浆液中毒的措施。

对于不同的浆液中毒现象应该采取不同的方式处理，现一一介绍浆液在不同情况下的处理措施。

（1）对于浆液密度低，ph偏高而吸收率较低的浆液，应该减少补浆量，加大对浆液的稀释力度。还要确保吸收塔的浆液循环泵都处在运行状态，以增加浆液的活性。针对石膏脱水困难的情况，应适当的加大出石膏的力度。在后期处理时应确保氧气量的充足，把握冲水量和新浆液打入量。冲水不能过多，对于浆液进入的量也要进行适度的控制。

（2）对于浆液密度高，但ph值低吸收率也低的情况，说明从吸收到反应再生产出石膏的过程已经中断，是一种很棘手的现象。如果条件具备，应该压低机组的负荷，减少入口烟气的含量，提高浆液的ph值，从而提高浆液的反应速度和石膏的生成速度。在负荷较低时加快换浆的速度，并迅速提高塔内的换氧量，再启动脱水系统将浆液中的硫酸钙脱出。浆液的密度和ph值回转后，才可以逐步恢复脱硫。脱硫应该分析浆液内碳酸钙的含量，避免大量的二氧化硫溶解。

（3）由于除尘设备的灰尘过多，而导致的氟化物和铝化物过多，也会造成一定程度浆液中毒现象。形成的氟铝絮状物包裹到碳酸钙表面从而阻止了碳酸钙的溶解。针对这种情况应加强对上游除尘设备的维护检修，防止各种控制柜出现跳闸或管路泄漏等缺陷。对于杂质离子应保持对浆液的化验，按照标准来控制杂质的浓度，定期排放滤液，避免因杂质而造成的中毒。

为了有效防止浆液中毒现象的发生，在平时也应该有一些预防的措施。比如：

（1）保证定期投用废水系统。脱硫系统在运行时，塔中会混入一些杂质颗粒或者异物，随着浆液的循环，这些杂质和异物会导致石灰石包裹效应，降低吸收塔的脱硫效率。因此应当定期投用废水系统，以去除浆液中的杂质、重金属离子、CL离子等。

（2）对燃用煤和石灰石加大品质管理力度。燃用煤的含硫量是影响废气内二氧化硫浓度的重要因素，因此对于燃用煤种的引进应该进行一定的监管。对于不符合标准的煤种在一定程度上进行合理掺配，避免长期使用高含硫量煤种的使用。对于石灰石的管理应保证石灰石的碳酸钙含量不得低于90%，其他的杂质金属盐类等也不应超过3%，以免有大量的杂质离子混入制浆系统中。

5 结语

影响吸收塔内的脱硫系统的浆液中毒的原因是多方面的，同时也是紧密关联的。要保证吸收塔内脱硫工作的正常运转，就需要加强对脱硫设备的运行和管理，提高运行人员的判断能力，重视化学试验的检验和排查。通过一系列的措施，有效预防浆液中毒现象的发生，同时做到废弃的合理达标排放。

参考文献：

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[2]贾立军，刘炳光.我国烟气脱硫技术综述[J].盐业与化工，2006 （05）.

[3]龚优军，郑利霞，张树礼.我国火电厂脱硫技术的发展及应用现状[J].内蒙古环境科学，2008（06）.

作者简介：安建军（1985-），男，内蒙古包头人，本科，助理工程师，主要从事：火电厂脱硫环保运行工作。