1. 概(gai)述

石(shi)灰石(shi)-石(shi)膏(gao)濕法煙氣(qi)脫(tuo)硫工藝是目(mu)前火電廠應用最為廣泛(fan)、技(ji)術最成(cheng)熟(shu)的煙氣(qi)脫(tuo)硫技(ji)術，采用“一(yi)爐一(yi)塔”配置，以石(shi)灰石(shi)為脫(tuo)硫吸收劑(ji)，副產品為商品石(shi)膏(gao)。

該工藝石膏的(de)形成過程(cheng)(cheng)及脫除過程(cheng)(cheng)：

（1）石灰石漿液在吸(xi)收塔中(zhong)(zhong)與煙(yan)(yan)氣(qi)逆流(liu)洗(xi)滌，脫除煙(yan)(yan)氣(qi)中(zhong)(zhong)的二(er)氧化硫(liu)，在吸(xi)收塔漿液中(zhong)(zhong)形(xing)成小(xiao)顆粒的半水亞硫(liu)酸鈣；

（2）利用氧化風機提供的氧化風將其強制氧化成二水硫酸(suan)鈣，并(bing)在漿液中(zhong)析出結晶。

（3）利用石(shi)膏(gao)排出泵將石(shi)膏(gao)漿(jiang)液(ye)送至(zhi)石(shi)膏(gao)旋流器，進行石(shi)膏(gao)的一(yi)級預脫水，細顆粒(li)的石(shi)膏(gao)漿(jiang)液(ye)溢(yi)流返(fan)回吸收塔，大顆粒(li)的石(shi)膏(gao)漿(jiang)液(ye)送至(zhi)真(zhen)空(kong)皮帶脫水機；

（4）漿(jiang)液通過真空皮脫水(shui)機(ji)后，形成含水(shui)量小(xiao)于10%的石(shi)膏(gao)，輸送至石(shi)膏(gao)庫外(wai)運(yun)。

2018年9月在實際運行維護過程中(zhong)發現#2吸收(shou)塔(ta)(ta)內(nei)壁(bi)出(chu)現厚度(du)20-40mm質地堅硬、黑(hei)色的(de)垢(gou)層，脫落(luo)后(hou)的(de)垢(gou)層分(fen)布(bu)在吸收(shou)塔(ta)(ta)底部，堵塞(sai)石膏(gao)排出(chu)泵(beng)入口(kou)濾網(wang)、循環漿液(ye)泵(beng)入口(kou)濾網(wang)、吸收(shou)塔(ta)(ta)底部排放口(kou)。未脫落(luo)的(de)垢(gou)層依附在吸收(shou)塔(ta)(ta)內(nei)壁(bi)，給(gei)檢修工作帶來極大的(de)安全隱患。

2. 吸收塔內(nei)壁結(jie)垢的表現及主要(yao)成分

吸收(shou)塔內(nei)壁結垢的表現為：在吸收(shou)塔內(nei)壁及其構(gou)件上形成一層質(zhi)地堅硬、光滑、緊密的黑(hei)色垢層。

#2塔內壁(bi)垢主要成(cheng)分：

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3. 吸收塔(ta)內壁(bi)結垢的(de)危害

（1）在(zai)吸收塔內壁(bi)及(ji)其構件上結垢，造(zao)成構件彎曲變形、脫(tuo)落，降(jiang)低(di)使(shi)用(yong)壽(shou)命，增加檢(jian)修維(wei)護工作量。

（2）在管(guan)道(dao)(dao)內壁結垢，造成管(guan)道(dao)(dao)堵塞(sai)。質地較硬的(de)結垢體(ti)加速管(guan)道(dao)(dao)磨損及堵塞(sai)，降低設備使用壽命，增加檢修維護工(gong)作量。

（3）質地堅硬的(de)結垢層(ceng)(ceng)脫落時，損壞防(fang)腐涂(tu)層(ceng)(ceng)，加速設(she)備(bei)腐蝕(shi)、造(zao)成設(she)備(bei)塔體滲漏。脫落時砸(za)向吸收塔內(nei)的(de)氧化風管、支架，吸收塔內(nei)攪拌器(qi)葉片(pian)及軸，造(zao)成設(she)備(bei)損壞，增加檢修維護工作(zuo)量。

（4）脫落的結垢層(ceng)散(san)落在吸收(shou)塔(ta)底部，造(zao)成吸收(shou)塔(ta)石膏(gao)排出泵入口(kou)濾網(wang)堵塞，造(zao)成脫水系統無(wu)法(fa)正常連續(xu)投(tou)運，導致吸收(shou)塔(ta)石膏(gao)漿(jiang)液(ye)密度升高。

（5）脫落的(de)結垢層在(zai)漿(jiang)液(ye)(ye)循環(huan)(huan)泵(beng)入(ru)口(kou)濾(lv)(lv)網(wang)處堆積，堵塞(sai)漿(jiang)液(ye)(ye)循環(huan)(huan)泵(beng)入(ru)口(kou)濾(lv)(lv)網(wang)。在(zai)漿(jiang)液(ye)(ye)循環(huan)(huan)泵(beng)抽吸力(li)的(de)作用(yong)下，結垢體會(hui)卡死在(zai)濾(lv)(lv)網(wang)網(wang)上，循環(huan)(huan)泵(beng)停運后無法通過反沖(chong)洗去除。石膏晶(jing)體會(hui)在(zai)漿(jiang)液(ye)(ye)循環(huan)(huan)泵(beng)入(ru)口(kou)濾(lv)(lv)網(wang)生長、沉(chen)積，導(dao)致濾(lv)(lv)網(wang)流通量下降，造成漿(jiang)液(ye)(ye)循環(huan)(huan)泵(beng)氣(qi)蝕無法運行，危及脫硫裝置(zhi)的(de)安全運行。

（6）小(xiao)的(de)(de)結垢體(ti)會(hui)通過漿(jiang)液循環(huan)泵輸送至(zhi)漿(jiang)液噴淋層(ceng)，在(zai)此(ci)過程中(zhong)會(hui)加速漿(jiang)液循環(huan)泵葉輪的(de)(de)磨損，造成(cheng)噴嘴堵塞堵塞、脫(tuo)落，噴淋層(ceng)堵塞等。

4. 吸(xi)收塔內壁結垢的原因分析

通(tong)過化驗分析(xi)可知，吸(xi)收(shou)塔內壁(bi)結垢主要成(cheng)分是(shi)CaSO4.2H2O，是(shi)石(shi)膏(gao)(gao)(gao)垢。其(qi)形成(cheng)機(ji)理為：石(shi)膏(gao)(gao)(gao)漿(jiang)液中的CaSO4過飽和(he)度(du)超過一定值(zhi)時(shi)，石(shi)膏(gao)(gao)(gao)晶(jing)體就(jiu)會(hui)在懸(xuan)浮液內已經存在的石(shi)膏(gao)(gao)(gao)晶(jing)體上(shang)生(sheng)長(chang)。相對過飽和(he)度(du)達到(dao)某(mou)一更高值(zhi)時(shi)，就(jiu)會(hui)形成(cheng)晶(jing)核，同(tong)時(shi)石(shi)膏(gao)(gao)(gao)晶(jing)體會(hui)在其(qi)他物質表面(mian)生(sheng)長(chang)，導致吸(xi)收(shou)塔內壁(bi)結垢，經長(chang)時(shi)間緩慢生(sheng)長(chang)形成(cheng)石(shi)膏(gao)(gao)(gao)垢層。

具體原因分析：

（1）石膏漿液中的CaSO4過飽和(he)度過大。

較高的石(shi)(shi)膏(gao)漿液(ye)濃度(du)，使溶液(ye)中石(shi)(shi)膏(gao)過飽和度(du)過大，是形成石(shi)(shi)膏(gao)垢(gou)的主要原因(yin)。#2塔石(shi)(shi)膏(gao)漿液(ye)濃度(du)要求控制在15%-23%，但實際運行(xing)中脫水系統(tong)出力不足(zu)，#2塔石(shi)(shi)膏(gao)漿液(ye)濃度(du)基本(ben)維持在25%-28%，電廠燃燒高硫煤時，石(shi)(shi)膏(gao)漿液(ye)濃度(du)一度(du)達到(dao)30%。

（2）石膏漿液停(ting)留時間長。

#2塔石膏(gao)(gao)漿液濃(nong)(nong)度超過控(kong)制標準(zhun)、電廠(chang)燃燒高硫煤，加上(shang)脫水系統出力不足，石膏(gao)(gao)漿液濃(nong)(nong)度高、停留時間長。石膏(gao)(gao)漿液中(zhong)的(de)(de)晶體(ti)有(you)充足的(de)(de)時間在吸收塔內壁及(ji)構件上(shang)形成(cheng)結(jie)晶，為晶體(ti)的(de)(de)生長、形成(cheng)提供了(le)有(you)力條件。

（3）石膏漿液pH值波動大。

由于(yu)pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)變化(hua)會(hui)改變亞硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)鹽(yan)的(de)(de)(de)氧化(hua)速率，pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)在(zai)4.5時(shi)(shi)(shi)(shi)，HSO3-的(de)(de)(de)氧化(hua)作用最(zui)強(qiang)，這將直接(jie)影響漿液(ye)中石膏的(de)(de)(de)相對過(guo)飽和度(du)(du)(du)。在(zai)pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)為7.2時(shi)(shi)(shi)(shi)，溶(rong)(rong)液(ye)中存(cun)在(zai)SO32-和HSO3-離(li)子(zi)；pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)為5以下時(shi)(shi)(shi)(shi)，溶(rong)(rong)液(ye)中只存(cun)在(zai)HSO3-離(li)子(zi)；當pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)降(jiang)到足夠低(di)，溶(rong)(rong)液(ye)中存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)只是水(shui)化(hua)了的(de)(de)(de)SO2分子(zi)。同時(shi)(shi)(shi)(shi)CaSO3的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)度(du)(du)(du)隨pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)降(jiang)低(di)而(er)顯著增(zeng)大(da)，而(er)CaSO4的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)度(du)(du)(du)卻(que)隨著pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)降(jiang)低(di)反(fan)而(er)略有(you)減(jian)少。pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)越(yue)低(di)，亞硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)鹽(yan)溶(rong)(rong)解(jie)度(du)(du)(du)越(yue)大(da)，SO32-濃(nong)度(du)(du)(du)越(yue)高(gao)，則系統(tong)中硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)鹽(yan)的(de)(de)(de)生(sheng)成量會(hui)大(da)增(zeng)。但(dan)隨著pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)降(jiang)低(di)，CaSO4的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)度(du)(du)(du)越(yue)來(lai)越(yue)小(xiao)(xiao)，所以會(hui)有(you)大(da)量的(de)(de)(de)CaSO4析出，形成硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)鹽(yan)硬垢(gou)。pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)高(gao)時(shi)(shi)(shi)(shi)，CaSO3的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)度(du)(du)(du)較(jiao)小(xiao)(xiao)，SO32-濃(nong)度(du)(du)(du)較(jiao)低(di)，CaSO4的(de)(de)(de)生(sheng)成速率小(xiao)(xiao)，不會(hui)生(sheng)成CaSO4硬垢(gou)，但(dan)因CaSO3的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)度(du)(du)(du)較(jiao)小(xiao)(xiao)，易形成亞硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)鹽(yan)軟(ruan)垢(gou)。

#2塔在(zai)運(yun)行過程中石膏漿液pH值基本控制在(zai)4.5-5.0，也是(shi)造成(cheng)吸收(shou)塔形成(cheng)硫酸鹽硬(ying)垢的原因。

（4）吸收塔防腐(fu)內壁較粗糙。

吸收塔內(nei)壁(bi)防腐層表面粗糙，光滑度較(jiao)低，利于吸收塔內(nei)漿液(ye)結晶、生(sheng)長(chang)。#2塔內(nei)壁(bi)存(cun)在大量的(de)石膏(gao)垢(gou)層，粗糙的(de)表面利于晶體生(sheng)長(chang)、形成。

5. 預防吸收塔內壁結(jie)垢的解決措施(shi)

（1）控(kong)制石膏漿液密度及停留時間。

漿液密度是一個綜合性的參數(shu)(shu)，是反映系統是否決(jue)定脫水出石膏、使(shi)塔體內漿液保持(chi)一個較佳的反應環境的重要(yao)參數(shu)(shu)。

當石膏(gao)(gao)漿液(ye)密度(du)大(da)于(yu)(yu)1085kg/m3時，混合漿液(ye)中CaSO4的濃度(du)已經(jing)趨(qu)于(yu)(yu)飽(bao)和(he)(he)，石膏(gao)(gao)漿液(ye)密度(du)小于(yu)(yu)1075kg/m3時，混合漿液(ye)中CaSO3的含量較(jiao)(jiao)低，CaCO3的含量相對較(jiao)(jiao)高。正常運(yun)行中應根據系統工(gong)況調(diao)整脫水系統，確保石膏(gao)(gao)漿液(ye)過飽(bao)和(he)(he)度(du)控制在110%-130%，避(bi)免過飽(bao)和(he)(he)的石膏(gao)(gao)漿液(ye)長(chang)時間在吸收塔內停留，避(bi)免結垢。

（2）控(kong)制石膏(gao)漿(jiang)液(ye)pH值在一定范圍平(ping)穩運(yun)行。

在(zai)石膏(gao)(gao)(gao)結(jie)(jie)晶(jing)(jing)過程中(zhong)，pH值(zhi)高有(you)(you)利于(yu)(yu)硫酸(suan)鈣的生成(cheng)，有(you)(you)利于(yu)(yu)石膏(gao)(gao)(gao)結(jie)(jie)晶(jing)(jing)，但(dan)當過飽和度(du)過高時，使(shi)石膏(gao)(gao)(gao)結(jie)(jie)晶(jing)(jing)向小顆粒方(fang)向發展(zhan)，不利于(yu)(yu)生成(cheng)高品(pin)質的石膏(gao)(gao)(gao)。當石膏(gao)(gao)(gao)漿液(ye)pH值(zhi)控制在(zai)6.2以(yi)(yi)(yi)下(xia)，就足以(yi)(yi)(yi)避免(mian)形成(cheng)CaSO3軟垢(gou)(gou)，但(dan)pH值(zhi)太(tai)低，又會產生CaSO4硬(ying)垢(gou)(gou)。結(jie)(jie)合(he)亞硫酸(suan)氫根(gen)和硫酸(suan)根(gen)的氧化反(fan)應以(yi)(yi)(yi)及塔內結(jie)(jie)垢(gou)(gou)情況，pH值(zhi)一般控制在(zai)5.2-5.6范(fan)圍，并避免(mian)pH值(zhi)的劇烈波動，可以(yi)(yi)(yi)有(you)(you)效避免(mian)結(jie)(jie)垢(gou)(gou)。

（3）投加石(shi)膏晶(jing)種。

由于(yu)溶解(jie)的鹽(yan)類(lei)在(zai)(zai)同一鹽(yan)的晶(jing)(jing)(jing)體上(shang)結(jie)晶(jing)(jing)(jing)比在(zai)(zai)異類(lei)粒子上(shang)結(jie)晶(jing)(jing)(jing)要快的多，故(gu)在(zai)(zai)石膏漿液(ye)中添加CaSO4晶(jing)(jing)(jing)種，使CaSO4過飽和度(du)降至正常(chang)濃度(du)，同時加大氧(yang)化力(li)度(du)確保將CaSO3充分氧(yang)化成(cheng)CaSO4，不干擾CaSO4結(jie)晶(jing)(jing)(jing)，使結(jie)晶(jing)(jing)(jing)沉(chen)積(ji)在(zai)(zai)晶(jing)(jing)(jing)種表面，減少向吸收塔內設備結(jie)晶(jing)(jing)(jing)、生長(chang)。

（4）提(ti)高吸收塔內壁表面光(guang)滑度。

提高吸收塔(ta)內(nei)部防(fang)腐層(ceng)施(shi)工水平(ping)，使(shi)防(fang)腐層(ceng)表面(mian)光滑度達到設計(ji)要求。吸收塔(ta)內(nei)壁結垢后應及時清理，提高吸收塔(ta)內(nei)壁表面(mian)光滑度。

（5）投加添加劑。

向(xiang)吸收塔(ta)石膏漿液中(zhong)投加含(han)有Mg2+、CaCl2或(huo)己(ji)二(er)酸等添加劑，可降(jiang)低CaSO3和CaSO4的過(guo)飽和度(du)。不(bu)僅(jin)可以(yi)防止(zhi)結垢(gou)，而且可以(yi)提高石灰石活性(xing)，提高脫(tuo)硫效(xiao)率(lv)。

（6）加(jia)強在(zai)線表(biao)計檢測與(yu)管理。

加(jia)強(qiang)在線(xian)檢測表計維護與校準(zhun)，定期開展(zhan)化驗檢測，確保測量(liang)數據的準(zhun)確性(xing)，加(jia)強(qiang)運(yun)行人員(yuan)技術培訓，提(ti)高運(yun)行調整水平。