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1、影响脱硫石膏品质的因素分析一、我厂脱硫工艺介绍我厂一期2600MW机组脱硫系统采用上海石川岛电站环保工程有限公司的湿法石灰石石膏工艺。该套烟气脱硫系统(FGD)处理烟气量为100%的烟气量，不设烟气旁路，FGD系统由以下子系统组成：烟气系统（未设增压风机及GGH）、吸收塔系统、石膏脱水系统(包括真空皮带脱水系统和石膏储仓系统)、石灰石制备系统（未设磨机）、公用系统、排放系统、废水处理系统、电气系统、控制系统。1.烟气参数（设计煤种，100%BMCR负荷）表1 烟气参数名 称单 位FGD入口原烟气参数FGD出口净烟气参数总干态流量Nm3/h(干)2,345,7042,345,704总湿态流量Nm
2、3/h(湿)2,544,3962,690,493压力Pa600 2500-1000 1000温度12050.4H2O（蒸汽）vol%(湿)7.80912.4O2vol%(干)5.5916.09CO2vol%(干)12.76713.88SO2（6%O2）mg/Nm3(干)3027151SO3 （假定）mg/Nm3(干)5050飞灰mg/Nm3(干)150502.石灰石粉参数表2 石灰石粉参数项目名称符 号单 位数 据氧化钙CaO%50.4二氧化硅SiO2%1.5氧化镁MgO%1.19三氧化二铝Al2O3%0.34五氧化二磷P2O5%0.01三氧化二铁Fe2O3%0.16氧化钾、氧化钠K2O +N
3、a2O%0.11三氧化硫SO3%0.11其它%0.32烧失量%42.27粒径（90通过250目）um0.0633.脱硫装置主要性能指标表3 脱硫装置性能指标 序 号指标名称参 数1FGD进口烟气量(Nm3/h，标态，湿基，实际O2)23457042FGD进口烟气量(Nm3/h， 标态，干基，实际O2)25443963FGD进口SO2浓度(mg/Nm3， 标态，干基，6%O2)30274FGD进口含尘浓度(mg/Nm3，干， 6%O2)1505FGD出口SO2浓度(mg/Nm3，干， 6%O2)1516FGD出口含尘浓度(mg/Nm3，干， 6%O2)507FGD进口烟气温度()1208FGD出
4、口烟气温度()50.49系统脱硫效率(保证值)(%)9510负荷变化范围(%)010011吸收塔浆液池内浆液浓度(%)152512吸收塔浆池Cl浓度(ppm)2000013液气比(L/Nm3)(干基)11.214钙硫比Ca/S(mol/ mol)1.0315吸收塔除雾器出口烟气携带水滴含量(mg/Nm3)7516FGD石膏品质CaSO42H2O(以无游离水份的石膏为基准)(%)90CaCO3(以无游离水份的石膏为基准)(%)3CaSO31/2H2O(以无游离水份的石膏为基准)(%)1Cl(以无游离水份的石膏为基准)(ppm)100自由水份(%)1017工艺水耗(t/h)244.418石灰石消耗
5、(平均)(t/h)24.419电耗(kW)895020仪用压缩空气(Nm3/min)321副产石膏量(含10%游离水)(t/h)3322系统可用率(%)9823FGD装置服务年限(年) 304.脱硫系统设备概况表4 脱硫设备概况名 称来源国制造单位数量规格结构形式吸收塔中国上海石川岛电站环保工程有限公司21834.8m喷淋空塔浆液喷嘴中国上海石川岛电站环保工程有限公司640螺旋喷嘴除雾器（含除雾器喷嘴等相关辅助部分）德国供货商：上海瑞亚安环保设备有限公司（RPT产品）喷嘴为1320屋脊式聚丙烯材质氧化风机中国长沙鼓风机厂68460Nm3/h，315kW罗茨风机循环泵中国襄樊五二五泵业有限公司8
6、电机功率：800/900/1000/1120kW 扬程：18.1/20.1/22.1/24.1 流量：10200m3/h离心泵 2605N 耐腐蚀合金Cr30A吸收塔搅拌器美国（莱宁搅拌器）斯必克（上海）流体技术有限公司845kW三叶侧进式石膏水力旋流器南非MULTOTEC2套6个旋流子 出力：120.7m3/h废水水力旋流器南非MULTOTEC1套12个旋流子出力：29.35m3/h脱水机中国上海克莱德贝尔格曼公司2面积36m2 出力35.3t/h烟气自动监测系统中国北京牡丹联友电子工程有限公司2HP5000系列烟气系统防腐中国吸收塔入口： 烟囱：大连顾德公司2玻璃鳞片 APC杂化聚合结构二
7、、目前脱硫运行存在的问题1.吸收塔浆液和生成石膏的化验数据表5 化 验 报 告 单报告类型：脱硫系统查定 编号：ND/JLJD/HB/20110313-01介质名称石膏浆液、石膏等介质用途样品名称检测项目单位控制值化验结果3月11日石膏样含水率%1013.29CaSO42H2O%9047CaSO31/2H2O%30.13CaCO3%121.6Cl-%0.10.04其它成分%17.943月11日石膏浆液pH5.65.85.52密度 kg/m3108011501098浓度%18.01CaSO42H2O%44.1CaSO31/2H2O%0.1CaCO3%30.5Cl-mg/L26.8Ca2+mg/L
8、905Mg2+mg/L6483月11日石膏旋流器浆液样底流浆液密度kg/m31518底流浆液含固量kg/m354.13月14日石膏样含水率 %14.2碳酸钙的含量%18.7半水亚硫酸钙含量%0.1二水硫酸钙含量%37.9其它成分%29.12.近期石灰石粉品质统计见附件三、影响石膏品质的因素分析1、物料因素影响石膏生成品质的主要因素是石膏浆液的品质，以下是国内普遍认可的石膏浆液的控制标准：项目理想指标控制指标硫酸盐质量分数 %929590碳酸盐质量分数 %0.51亚硫酸盐质量分数 %0.53CL-质量分数 %0.10.1PH值750短柱块状 25浆液密度 g/cm31.081.151.081.1
9、5粉尘及其它杂质较少，石膏黄白色较少，石膏黄白色以下是我厂石膏浆液分析项目及控制标准：指标名称单位控制标准PH255.6 5.8密度g/cm31.110 1.160固含量20固体分析CaCO31CaSO31/2H2O3CaSO42H2O90而石灰石品质不仅直接影响脱硫效率，也影响石膏浆液的品质，决定了石膏浆液中硫酸盐和碳酸盐的含量。石灰石品质主要有以下指标：化学成分、粒径、活性、比表面积等。其中化学成分主要有氧化钙、氧化镁、二氧化硅等。以下各指标对脱硫工艺性能的影响： 化学成分中的氧化钙含量越高，越有利于提高脱硫效率和石膏品质；氧化镁含量越高，石灰石的活性越低，影响石膏生成的品质；二氧化硅含量
10、高，影响脱硫工艺设备的耐磨性。 石灰石粉的粒径越小，其比表面积越大，溶解性越好，反应效率高；相反，如果粒径大，必须在很低的PH值下才能充分溶解，但这样又影响了脱硫效率。 石灰石的活性越高，反应速度越快；相反，反应速率越快的石灰石粉，其活性越好。根据湿法石灰石石膏法脱硫设计技术规范要求，石灰石中的碳酸钙含量大于90%，燃用中低硫份煤种时，石灰石细度要保证250目90%以上的过筛率，燃用高硫分煤种时，石灰石细度要保证325目90%以上的过筛率。由于，我厂周边煤矿产煤属于低硫煤，因此,我厂脱硫工艺设计中，石灰石的品质也是按规范要求设计。2、运行控制因素2.1 浆液PH值的控制浆液的ph值对石灰石的溶
11、解、石膏的生成、脱硫效率、亚硫酸钙的生成都有不同的影响。根据石灰石石膏法的脱硫运行经验，浆液PH值一般控制在5.5-6.0。2.2 石膏排出时间石膏排出时间越长，即浆液在脱硫塔内停留的时间越长，有利于亚硫酸盐的氧化和石灰石的充分反应，但时间过长时，容易造成生成的石膏晶体在输送中造破坏。2.3 氧化风量和鼓风反应速率氧化风量越大，越有利于亚硫酸钙向二水硫酸钙的转化；如果在风量足够的情况下，应考虑风管的布置是否均匀。2.4 杂质 浆液中的杂质主要来源烟气中的烟尘、石灰石中的杂质和被浆液洗脱下来的氯离子。这些杂质都影响石膏脱水和晶体的形成。四、造成我厂目前石膏品质差的原因分析根据以上影响石膏品质的各
12、因素的分析和石膏成分以及浆液成分的化验数据，对本次石膏品质差的原因分析如下： 由于生成的石膏中的亚硫酸钙含量小，说明在当时的工况下，氧化风量足够，已经将产生的亚硫酸钙全部转化成硫酸钙。 碳酸钙含量大和硫酸钙含量低，说明两种问题：1.加入的石灰浆液量大，吸收塔浆液停留时间短；2.在浆液停留时间足够的情况下，说明石灰石品质差，反应速率慢。 石膏样品的水分小于10%，在此种情况下，只能说明真空皮带脱水机运行正常，并不能表明石膏结晶效果好。目前，在真空皮带脱水机运行正常情况下，我厂石膏中含水率在10%以上，说明石膏没有形成柱状晶体，全部是粉末状，因此含水率较高。 石膏样品的氯离子含量较小，说明氯离子不
13、是影响石膏品质的原因，同时也说明吸收塔浆液停留时间短。五、控制石膏品质的措施控制石膏品质，可从以下几方面入手： 保证石灰石品质达到设计值。 保证浆液足够的停留时间，合适石灰石补充量。可以通过浆液密度、浆液化验报告和运行经验决定。 通过补充石灰石浆液，保证合适的脱硫浆液PH值。 保证足够的搅拌强度并均匀搅拌。 保证足够的氧化风量余度，并且风量分布均匀。 加强烟气预处理的监控，保证烟尘含量不超标。 加强设备维护，保证在线测量装置的准确性。针对目前石膏的品质状况，建议采取以下措施进行调整并加强生产管理：保持脱硫塔合适的pH 值是保证脱硫效率、提高石膏品质的一个重要手段。过低的pH 值一方面会导致部分设备的酸腐蚀，另一方面会导致脱硫装置的脱硫效率下降；
