1、濕法煙氣脫硫系統化學工藝指標的優化與調整 主講人主講人 盤思偉盤思偉廣東電網公司電力科學研究院廣東電網公司電力科學研究院20092009年年4 4月月目錄1 發展現狀2 化學反應過程3 化學指標的分析4 化學指標的優化調整 4.1 4.1 石灰石品質的控制石灰石品質的控制 4.2 4.2 吸收塔漿液的工藝參數優化吸收塔漿液的工藝參數優化 4.3 4.3 石膏品質的優化石膏品質的優化 4.4 4.4 廢水處理系統的優化廢水處理系統的優化 4.5 4.5 工藝水的要求工藝水的要求 1 發展現狀 目前，在火電廠煙氣脫硫工藝中，石灰石石膏濕法煙氣脫硫（簡稱FGD）技術以其工藝成熟、脫硫效率高、運行可靠

2、性高等優點，已成為國內大中型火力發電廠普遍采用的煙氣脫硫工藝。FGD的核心是煙氣的SO2在吸收塔內與石灰石之間的化學吸收反應，其反應質量的好壞直接影響整個FGD的效率和設備的安全。因此，化學工藝參數控制的好壞將直接影響FGD的安全經濟運行。 1 發展現狀 2008年對粵電集團各廠脫硫系統的調研結果顯示：雖然廣東300MW以上的機組均已建成脫硫系統并投入運行數年時間，但由于認識和重視程度不夠，各電廠的脫硫化學工藝指標的化驗工作開展情況普遍較差，各廠分析的項目殘缺不全、頻次長短不一、方法五花八門，有些電廠甚至根本沒有開展脫硫系統的化驗工作。這導致運行人員無法根據各項化學工藝指標來及時掌握運行工況，

3、嚴重影響了FGD的安全正常運行。 1 發展現狀 調研中還發現有的電廠雖然開展了脫硫化驗的工作，但由于運行人員對各化學工藝指標的控制范圍和調整手段缺乏認識，也導致了脫硫系統的運行狀況混亂和系統性能下降。因此，制定出正確、合理的化學工藝指標控制標準，進而總結出各指標的優化調整方法，對脫硫系統的運行起著至關重要的指導作用。 1 發展現狀 部分電廠曾經出現以下運行問題：v吸收塔系統癱瘓，脫硫效率急劇下降；v石灰石耗量和鈣硫比嚴重偏高；v石膏品質差；v石灰石活性差；v脫水石膏含水率偏高；v吸收塔起泡溢流； vGGH、除霧器容易堵塞； 究其原因都是由于沒有及時準確掌握和調整脫硫系統的化學工藝指標所致。 1

4、 發展現狀調順電廠1、2號FGD化驗結果 1號FGD化驗結果日期吸收塔漿液吸收塔漿液石膏石膏PH密度(kg/m3)Cl-(mg/L)F-(mg/L)CaCO3（%）亞硫酸鈣(%)水份(%)純度(%)CaCO3(%)亞硫酸鈣(%)鹽酸不溶物(%)5月6日5.82 112547574757/1.97 0.33 9.8995.871.170.82.48 2.48 5月13日5.91 111783248324/1.621.27 12.792.961.431.032.40 2.40 5月20日6.30 11361411114111/2.89 1.70 9.7890.872.430.882.78 2.78

5、 5月27日6.17 11291003510035/4.871.88 11.3993.622.07未檢出3.20 3.20 6月3日6.3411401108011080/4.86未檢出13.790.312.48未檢出3.923.926月18日6.4711381045310453/13.94未檢出12.21 85.1410.26未檢出3.373.376月26日6.3211001390213902/9.88未檢出10.993.212.84未檢出3.553.557月10日/104104/日期吸收塔漿液吸收塔漿液石膏石膏PH密度(kg/m3)Cl-(mg/L)F-(mg/L)CaCO3（%）亞硫酸鈣(

6、%)水份(%)純度(%)CaCO3(%)亞硫酸鈣(%)鹽酸不溶物(%)4月22日5.73112557305730/1.360.9910.46 94.281.851.32.66 2.66 5月6日6.04113858385838/1.910.5710.86 94.961.681.012.49 2.49 5月13日5.17110376767676/1.531.1812.70 92.961.431.032.40 2.40 5月20日6.1811451170711707/2.912.3312.09 92.451.64未檢出3.24 3.24 6月3日6.0210861243912439/3.16未檢出

7、11.4286.666.24未檢出3.563.566月18日6.4711381087110871/3.45未檢出11.8190.353.07未檢出3.283.286月28日6.3610611275312753/9.4未檢出12.2890.962.711.383.563.567月10日/107107/2號FGD化驗結果1 發展現狀 因此，為保障脫硫系統的安全穩定運行必須：v制定全面的分析項目、頻次和方法；v制定出正確、合理的化學工藝指標控制范圍；v總結出各指標的優化調整方法。2 化學反應過程2.1 化學工藝流程 在吸收塔內進行的SO2脫除過程為：v 向吸收塔的循環氧化槽加入新鮮的石灰石漿液；v

8、石灰石漿液由吸收塔的上部噴入，并在塔內與SO2發生物理吸收和化學反應，形成亞硫酸鈣；v 亞硫酸鈣在氧化槽中被強制氧化生成二水硫酸鈣（石膏）；v 將二水硫酸鈣從循環氧化槽排出，通過脫水系統最終分離出含水率小于10的石膏。2 化學反應過程脫硫反應原理圖2 化學反應過程2.2 脫硫反應的物理化學過程 脫硫化學反應的結果是氣態物質和懸浮液之間發生物質轉化，是一個氣液傳質過程，該過程分為4個階段：(1)SO2從氣相主體向氣液界面傳遞；(2)SO2穿過氣液界面進入液相，并發生化學反應；(3)液相中的CO2由液相主體向氣相界面附近的反應區遷移；(4)反應產物從反應區域向液相主體遷移。脫硫反應的物理化學過程2

9、 化學反應過程2.3 化學反應過程下面是吸收塔里進行的化學反應過程： 1） SO2的吸收 煙氣中的SO2與漿液液滴中的水發生如下反應： SO2(g) SO2 (aq) （1）SO2(aq) + H2O H2SO3 HSO3 + H+ （2） HSO3 H+ + SO32-（3）2 化學反應過程2）石灰石的溶解 CaCO3在水中溶解形成HCO3離子。 CaCO3(s) CaCO3(aq) .（4） CaCO3(aq) + H2O Ca2+ + HCO3 +OH （5）3)中和反應 H+與HCO3反應生成CO2 H+ + HCO3 CO2 + H2O （6）4） 氧化反應 在強制氧化環境中亞硫酸根

10、被氧化成硫酸根。 SO32-+ 1/2 O2 SO42- （7）2 化學反應過程5）結晶 硫酸根與鈣離子反應，產生了主要析出物-石膏。 Ca2+ + SO42-+ 2 H2O CaSO4*2H2O(s) （8） 亞硫酸鹽離子和鈣離子亦可發生副反應產生了亞硫酸鈣半水化合物。 Ca2+ SO32-+ 1/2 H2O CaSO3*1/2H2O(s) （9）2 化學反應過程6）吸收塔不僅除去煙氣中含有的SO2外，還包括除去氯化氫和氟化氫。如下是用碳酸鈣中和酸性氣體。 2 HCl + CaCO3 CaCl2 + H2O + CO2 （10） 2 HF + CaCO3 CaF2 + H2O + CO2 （

11、11） 上述反應上述反應1 19 9是同時進行的，由于除是同時進行的，由于除1 1和和4 4外的外的反應都是反應速率極快的離子反應，而反應反應都是反應速率極快的離子反應，而反應1 1 （SOSO2 2的吸收）和反應的吸收）和反應4 4 （石灰石固體的溶解）的（石灰石固體的溶解）的反應速率是相對較慢的，所以化學反應的總速率反應速率是相對較慢的，所以化學反應的總速率是由反應是由反應1 1和反應和反應4 4決定的。決定的。2 化學反應過程 2.4 SO2的吸收 在吸收塔內，SO2的吸收過程可用“雙膜理論”進行解釋。 根據“雙膜理論”：1）氣液之間存在一個穩定的相界面，界面兩側各有一個很薄的氣膜和液膜

12、，SO2以分子擴散的方式通過氣膜和液膜層；2）在相界面處，氣、液兩相達到平衡；3）在膜層以外的中心區，由于流體的充分湍動，SO2濃度是均勻的。 2 化學反應過程p-氣相主體SO2的平均分壓；pi-氣液兩相界面處SO2的平衡分壓；c-液相主體的SO2平均濃度；ci-氣液兩相界面處SO2的平衡濃度SO2吸收的雙膜理論2 化學反應過程“雙膜理論”表明：SO2分子在由氣相主體傳遞到液相主體的過程中，其傳遞阻力是氣膜阻力與液膜阻力的總和。但研究結果表明，SO2在氣相中的擴散系數遠大于液相中的擴散系數，因此，SO2的遷移阻力主要來自液膜。2 化學反應過程為了克服液膜的阻力，提高SO2的吸收速率，主要采取以

13、下措施：（1）提高液氣比，增加湍動，降低漿液的顆粒度，增加傳質面積；（2）在漿液中添加吸收劑CaCO3，使之與液相中的SO2反應，大大降低液相中的SO2濃度。2 化學反應過程2.5 石灰石的溶解 為了提高石灰石的溶解速率，工程上采取以下措施：1)提高石灰石中的CaCO3含量，降低MgCO3的含量；2）減少石灰石的顆粒度，增加氣比表面積，是液固接觸更充分；3）降低漿液中其它離子對石灰石溶解的影響。3 化學指標的分析 根據以往的調試和運行經驗，脫硫系統的化學工藝指標主要包括以下幾大類別：v 石灰石的品質；v 吸收塔漿液的成分；v 石膏品質；v 工藝水的品質；1. 廢水的成分。3 化學指標的分析化學

14、指標的項目和測試方法、頻次 3 化學指標的分析3 化學指標的分析3 化學指標的分析4.1 石灰石品質的控制 作為脫硫系統的吸收劑，石灰石品質的優劣與否將直接影響脫硫效率以及運行狀況，因此應對每批石灰石的品質進行檢測，并嚴格控制其品質。通常石灰石的檢測項目有CaCO3含量、MgCO3含量、粒徑分布和化學活性。4.1 石灰石品質的控制 4.1.1 CaCO3的含量 作為石灰石主要的反應活性成分，CaCO3的含量越高，石灰石中的活性成分也就越高，越有利于二氧化硫的吸收，同時可以降低石灰石的耗量，減少對漿液泵和管道的磨損。 一般要求石灰石中CaCO3含量大于90%。 4.1 石灰石品質的控制碳酸鈣含量

15、對石灰石活性的影響4.1 石灰石品質的控制4.1.2 MgCO3的含量 MgCO3的含量高，會產生以下影響：1）白云石（ MgCO3- CaCO3）比方解石（ CaCO3）的溶解速率低10倍，大大影響石灰石的溶解。2) 漿液中積聚大量的Mg2+，由于“同離子效應”，弱化CaCO3在漿液中的溶解和電離。3）產生大量可溶的MgSO3，減少SO2氣相擴散的化學反應推動力，阻礙了化學反應的進行。 一般要求石灰石中MgCO3質量分數應在2以下。4.1 石灰石品質的控制4.1.3 粒徑分布 石灰石的顆粒度越小，在漿液中與液相接觸的比表面積越大，它在液相中的溶解及反應將更快、更充分，吸收劑利用率和脫硫效率將

16、更高。所以石灰石的顆粒度大小將直接影響石灰石的反應活性。 研究表明：石灰石顆粒度對石灰石溶解的影響要遠遠大于石灰石的品種和成分的影響，因此應引起高度的重視。 石灰石的粒徑小于44m的質量分數要大于90。4.1 石灰石品質的控制粒徑對石灰石活性影響4.1 石灰石品質的控制激光顆粒度儀4.1 石灰石品質的控制粒徑分布圖篩分粒徑儀-14.1 石灰石品質的控制 篩分粒徑儀-24.1 石灰石品質的控制4.1 石灰石品質的控制4.4.4 化學活性 石灰石的化學活性考察的是石灰石中有效成分參加化學反應的能力，它主要受石灰石的晶體結構、化學成分和粒徑分布的影響，是評價石灰石品質的一個綜合指標。當發現石灰石漿液

17、的反應能力出現異常，而石灰石各項參數又正常時，應考慮檢測石灰石的活性。4.1 石灰石品質的控制目前石灰石化學活性的測試方法：v靜態滴定法：DL/T 9432005煙氣濕法脫硫用石灰石反應速率的測定，由于沒有提供評定的標準，較難操作。v等速滴定法：奧地利AEE公司提供的方法，提供明確的標準曲線，便于比較判別。4.1 石灰石品質的控制 某電廠的FGD調試過程中發現，增加石灰石供漿量無法使吸收塔漿液的pH值升高，而吸收塔漿液中的CaCO3質量分數已嚴重過量（20%），但脫硫效率仍不斷下降。對該FGD的石灰石粉末進行化學活性測試，結果如圖3所示。與標準石灰石的活性曲線比較，該石灰石的活性曲線沒有出現一

18、個平穩的平臺，且反應一開始pH值即迅速下降，沒有達到20 min內pH值不得小于5.0的設計要求，該FGD的運行異常是由于石灰石的活性較差造成的。最后更換了石灰石，清空吸收塔內的漿液并重新制漿，該FGD的運行狀況得到了恢復。 石灰石活性曲線比較4.1 石灰石品質的控制4.1.5 鹽酸不溶物 石灰石中的鹽酸不溶物主要是指二氧化硅、硅酸鹽、碳等惰性雜質，其含量偏高會導致吸收塔發泡溢流、石膏脫水性能差、石膏品質差等問題。此外，二氧化硅難以研磨，若含量高會導致球磨機功率消耗大、系統磨損嚴重。 一般應控制在1以下。4.2 吸收塔漿液的工藝參數優化 吸收塔是進行脫硫吸收、中和、氧化等化學反應的重要場所，其

19、運行狀況的優劣將直接影響整個FGD運行效果。要了解吸收塔系統的運行狀況，就必須要分析其漿液的成分，吸收塔漿液分析的項目主要包括pH值、含固量、SO32-、CaCO3、Cl-和F-等。 4.2 吸收塔漿液的工藝參數優化4.2.1吸收塔漿液pH值 由于pH值可測出漿液的酸堿度，它提供了一種直接控制SO2除去量的方法。圖5和圖6是某鼓泡式和噴淋式FGD的pH值與脫硫效率的變化曲線，兩者的變化趨勢是完全一致的，可見在FGD運行中，pH值是一個十分重要的參數。 鼓泡塔的pH與脫硫系統的關系 噴淋塔的pH與脫硫系統的關系4.2 吸收塔漿液的工藝參數優化 如果pH值過高，會導致：a）脫硫反應中間產物亞硫酸鈣

20、和亞硫酸氫鈣的溶解度減少，氧化反應嚴重受阻，最終使脫硫無法進行；b）石灰石的溶解速率明顯下降，致使漿液中石灰石含量升高；c）增加石灰石耗量和鈣硫摩爾比，使運行成本增加。 而如果pH值過低會嚴重阻礙SO2的吸收，不利于脫硫的進行。當pH值小于4.3時，漿液幾乎不能吸收SO2。 4.2 吸收塔漿液的工藝參數優化 根據近幾年的調試和優化經驗，對于鼓泡式吸收塔，pH值應控制在4.55.0；對噴淋式吸收塔，pH值應控制在5.25.5。 當然，由于各電廠的脫硫工藝、鍋爐煤種、負荷及煙氣量、石灰石品質等因素各不相同，吸收塔漿液的最佳pH值也不盡相同。在其它運行工況穩定的前提下，通過不斷調整漿液的pH值，同時

21、檢測系統的脫硫效率和鈣硫摩爾比，從中找出可使脫硫效率和鈣硫摩爾比同時滿足設計要求的pH值，此值即為最佳的pH控制值。4.2 吸收塔漿液的工藝參數優化4.2.2 吸收塔漿液的含固量 脫硫反應中形成的亞硫酸鈣和硫酸鈣可在溶液中達到很高的飽和度并使沉淀產生。為了使這種現象最小化，有必要提供足夠的母晶體使這些鹽在結晶時首先在母晶體上而不是在新產生的晶體上積聚，使吸收塔循環漿液的固體濃度維持在較高水平可得到所需的母晶體。 由于固體含量太低會導致沉淀出現，而太高又會增加對漿液泵的磨損，因此將含固量控制在指定范圍內十分重要。根據近幾年的調試和優化經驗，吸收塔漿液的固含量控制在12%17%，密度控制在1080

22、-1100g/L較為適宜。 4.2 吸收塔漿液的工藝參數優化4.2.3 吸收塔漿液的SO32-在酸性條件下， (O2/H2O)=1.23 V； (SO42-/SO32-)=0.20 V，所以O2對SO32-或HSO3-的氧化還原反應所需的電勢差E=(O2/H2O)(SO42-/SO32-)=1.03V，是比較大的，在氧化風機的強制氧化作用下，氧化還原反應得以順利進行。 檢測吸收塔漿液中的SO32-濃度的目的在于檢查氧化還原反應是否進行得順利。4.2 吸收塔漿液的工藝參數優化 研究發現： SO32-的存在可提高石灰石的溶解率，但當SO32-濃度超過一定范圍時，又會降低石灰石的溶解率。當溶液中含有

23、SO32-時，石灰石溶解受H+從液相主體向石灰石顆粒表面的傳質和表面反應共同控制， SO32-/HSO3-的存在可以補充顆粒表面溶解反應所消耗的H+，從而促進石灰石的溶解。但當SO32-濃度超過一定值時，CaSO3在石灰石表面的溶解抑制了CaCO3的溶解，導致石灰石溶解度 下降。 另外， SO32-濃度過大會抑制SO2的氣相擴散，液相脫硫效率。 因此，正常情況下吸收塔漿液中SO32-的質量濃度應維持在100 mg/L以下。當發現SO32-濃度異常時，應立即檢查FGD的氧化風系統和吸收塔攪拌器運作是否正常。4.2 吸收塔漿液的工藝參數優化SO32-濃度（25）對石灰石溶解速率的影響4.2 吸收塔

24、漿液的工藝參數優化SO32-對石灰石溶解影響的掃描電鏡圖片(a)無SO32-，pH=5.3，0.1mol/L CaCl2，55，0.85atm CO2；(b)0.6mmol/L SO32-，pH=5.3，0.1mol/L CaCl2，55，0.85atm CO2。4.2 吸收塔漿液的工藝參數優化4.2.4 吸收塔漿液中的CaCO3 漿液中石灰石含量過高，會導致：v鈣硫摩爾比增加，提高成本；v隨著凈煙氣的液滴加入GGH，會與原/凈煙氣中SO2繼續反應生成結晶石膏而牢固地粘附在GGH換熱元件上引起堵塞，導致GGH、除霧器容易堵塞；v使石膏純度降低，影響石膏的品質；v吸收劑過飽和凝聚，使反應的比表面

25、積減少，影響脫硫效率。 漿液中的CaCO3含量控制在1.0%2.5%較為適宜，既可以保證脫硫效率，又可使鈣硫摩爾比達到設計要求（一般要求小于1.03）。 4.2 吸收塔漿液的工藝參數優化 實際運行中，吸收塔漿液的CaCO3含量可通過漿液的pH值來進行調整。同時，為減少人工操作的偏差，建議必須投入石灰石供漿的自動。4.2 吸收塔漿液的工藝參數優化4.2.5 吸收塔漿液中的Cl- Cl-濃度過高造成以下嚴重影響： 1）引起金屬的孔蝕、縫隙腐蝕及應力腐蝕。造成漿液泵和攪拌器腐蝕嚴重，大大縮短運行壽命。4.2 吸收塔漿液的工藝參數優化2）抑制吸收塔內的物理和化學反應過程，影響SO2吸收的傳質過程。由于

26、碳酸鈣漿液吸收SO2的速率為氣膜和液膜共同控制，而氯離子比HSO3-和SO32-具有更大的擴散系數，溶解于液膜中的氯離子會排斥HSO3-和SO32-，使其難于溶解，從而影響SO2的物理吸收和化學吸收，導致抑制了脫硫反應的順利進行。3）與從飛灰帶入的Fe3+、Al3+和Zn2+形成絡合物，將CaCO3包裹起來，降低石灰石的化學活性。 2Cl- +Al3+(AlCl2)+ 4Cl-+Fe3+(FeCl4)- 4Cl-+Zn2+(ZnCl4)2- 4）影響石膏漿液的脫水效果。5）影響石膏品質。4.2 吸收塔漿液的工藝參數優化氯離子對石膏漿液脫水效果影響4.2 吸收塔漿液的工藝參數優化4.2 吸收塔漿

27、液的工藝參數優化 一般設計吸收塔可承受的最大Cl-質量濃度為20 g/L，但出于FGD的安全和穩定運行考慮，建議吸收塔漿液的Cl-質量濃度不高于10 g/L。 降低漿液中Cl-濃度的途徑是連續地排放脫硫廢水，以600 MW機組的FGD為例，一般廢水的排放量為810t/h左右。 4.2 吸收塔漿液的工藝參數優化4.2.6 吸收塔漿液中的F- F-對脫硫系統的影響與Cl-基本類似，但值得注意的是，F-比Cl-具有更強的絡合能力，更容易與Al3+形成絡合物（AlFx)，覆蓋在石灰石顆粒的表 面 ， 形 成 磷 灰 石 類 的 物 質 ， 分 子 式 為CaAlF3(OH)2CaF2，使得石灰石的溶解

28、速率下降，導致吸收劑活性急劇降低。一般來說，F-的質量濃度應控制在100mg/L以下。 4.2 吸收塔漿液的工藝參數優化F、Al3絡合物對石灰石反應速率的影響4.2 吸收塔漿液的工藝參數優化正常石灰石表面的掃描電鏡圖像AlFx絡合物覆蓋的石灰石表面掃描電鏡圖像4.2 吸收塔漿液的工藝參數優化4.2.7 鹽酸不溶物 吸收塔漿液中的鹽酸不溶物主要由石灰石中的雜質和煙氣中的飛灰組成。其含量高會導致吸收塔發泡溢流、石灰石活性變差、石膏脫水性能差、石膏品質差等問題。一般鹽酸不溶物的含量應控制在1以下。 漿液的鹽酸不溶物比石灰石中的鹽酸不溶物含量高很多時，應考慮檢查FGD的入口煙塵濃度是否偏高。4.3 石

29、膏品質的優化 脫硫石膏是FGD的最終產物，其品質好壞取決與整個FGD的運行狀況，因此分析石膏的化學成分既可以檢驗其品質是否達到設計的要求，也可以對FGD的運行狀況進行評價。石膏品質的分析主要包括游離水分、純度、CaCO3、CaSO3、氯、氟。4.3 石膏品質的優化4.3.1 游離水份 一般要求石膏的游離水分小于10%，但從去年的脫硫調研的情況看，各廠的水份普遍超過或接近10。 影響石膏脫水性能的因素：v 氯離子濃度；v 雜質的含量；v 濾餅厚度；v 脫水機的真空度；v 吸收塔漿液的停留時間。4.3 石膏品質的優化1)氯離子濃度的影響 當氯離子濃度升高在5000mg/L后，氯離子濃度對含水率的影

30、響十分明顯。原因：v 氯離子大量存在影響石膏的結晶，產生更多的晶核，晶體多樣化，不利于脫水。v 大量氯離子與鈣離子形成氯化鈣，殘留在石膏的晶體之間，堵塞了游離水與晶體之間通道，是石膏脫水困難。4.3 石膏品質的優化 氯離子濃度對石膏含水率的影響4.3 石膏品質的優化2)雜質含量的影響 石膏中的雜質主要有2個來源：1）煙氣中的飛灰；2）石灰石中的雜質。 雜質多時，會影響石膏結晶過程，使晶體大小不規整。另外，引起濾布過濾通道的堵塞，使漿液中的水不容易從濾布孔隙分離出來。 因此應控制石灰石中的雜質和煙氣中的飛灰含量。雜質含量對石膏含水率的影響4.3 石膏品質的優化3)濾餅厚度的影響 隨著濾餅厚度的增

31、加，石膏含水率呈現逐漸降低然后又升高的過程，在20mm時，含水率最低。 因此濾餅厚度應控制在2025mm。4.3 石膏品質的優化4)脫水機的真空度的影響 應從以下幾個方面進行檢查：a）適當提高真空泵的密封水流量；b）檢查真空管道的氣密性是否正常；c）真空箱與皮帶之間是否有空隙；v 濾布是否破損；d) 皮帶機運行軌跡是否不平。 4.3 石膏品質的優化5)吸收塔漿液停留時間的影響 石膏的結晶需要一定的時間，如過短的吸收塔漿液停留時間將造成石膏晶體顆粒細小，導致濾餅細密不易脫水。 吸收塔漿液的停留時間可通過改變吸收塔液位來調節。4.3 石膏品質的優化4.3.2 石膏純度和CaCO3含量 一般要求石膏

32、的純度大于90%，CaCO3質量分數小于3%。由于石膏的主要成分是硫酸鈣和碳酸鈣，所以兩者的含量是緊密相關的，石膏純度偏低一般都是由于CaCO3含量升高造成的。 4.3 石膏品質的優化 當石膏中的CaCO3含量偏高時，首先應檢查吸收塔漿液中的CaCO3含量是否正常，如有異常應降低pH值的設定值，減少石灰石的供漿量。若吸收塔漿液中的CaCO3含量正常，則應繼續考察石膏旋流器的入口壓力和分離效果是否達到設計要求。如果石膏旋流器的分離效果差，會使旋流器溢流漿液中的CaCO3含量減少，導致石灰石的循環利用率降低，最終使過量的CaCO3進入石膏中。4.3 石膏品質的優化4.3.3 鈣硫比 鈣硫比是指投入

33、脫硫系統中鈣基吸收劑與脫硫系統脫除的SO2摩爾數之比，它表示脫硫系統在達到一定脫硫效率時所需要的脫硫吸收劑的過量程度，它的高低將直接影響FGD的運行成本 ，一般認為鈣硫比控制在1.03以下較為適宜。4.3 石膏品質的優化目前鈣硫比主要有兩種測試方法：（1）通過統計一段時間內石灰石的耗量和被脫除的SO2的量計算Ca/S，這是從FGD系統的輸入物質方面考慮的。石灰石耗量可通過統計石灰石漿液的體積流量、密度和固含量計算出來，被脫除的SO2的量可通過統計CEMS系統測量的FGD原、凈煙氣SO2濃度和煙氣流量計算出來，但由于通過石灰石漿液流量計和密度計的測量偏差較大。（2）由于FGD輸入物質中的Ca和S

34、最終都被固定在石膏和脫硫廢水中。由于脫硫廢水的排放量較少（8t/h)，固含量較低（1%)，可忽略不計。因此通過分析石膏中Ca和S的含量即可以計算FGD的Ca/S，這是從FGD系統的輸出物質方面計算Ca/S。 4.3 石膏品質的優化鈣硫比的計算公式：式中：WCaCO3石膏中CaCO3質量含量，WCaSO42H2O石膏中CaSO42H2O質量含量，WCaSO31/2H2O石膏中CaSO31/2H2O質量含量， M CaCO3CaCO3摩爾質量，100.09kg/kmolMCaSO31/2H2OCaSO31/2H2O摩爾質量，129.15kg/kmol OHCaSOOHCaSOOHCaSOOHCaS

35、OOHCaSOOHCaSOCaCOCaCOOHCaSOOHCaSOMWMWMWMWMWSCa2323242423233324242/12/1222/12/122/4.3 石膏品質的優化4.3.4 石灰石耗量 在測試Ca/S的同時，在DCS統計CEMS系統測量的煙氣流量和原、凈煙氣SO2濃度，并檢測石灰石的碳酸鈣純度，代入下式可計算出實際的石灰石耗量。式中：mCaCO3石灰石消耗量，kg/h F標態干基煙氣體積流量，Nkm3/h CSO2-原煙氣入口煙氣中的SO2標態干基濃度，mg/Nm3 CSO2-凈煙氣出口煙氣中的SO2標態干基濃度，mg/Nm3 MCaCO3CaCO3摩爾質量，100.09

36、kg/kmol MSO2SO2摩爾質量，64.06kg/kmol P石灰石的碳酸鈣純度， PMMCCFSCamSOCaCOSOSOCaCO11000000)()/(23223出口入口4.3 石膏品質的優化FGD鈣硫比與石灰石耗量測試結果4.3 石膏品質的優化4.3.5 CaSO3含量 CaSO3是吸收塔內化學反應的殘留物，它將直接影響石膏的品質，一般要求其質量分數小于0.5%。如果其含量過高則表明吸收塔內的氧化還原反應異常，應立即檢查FGD的氧化風系統運作是否正常。 4.3 石膏品質的優化4.3.6 氯和氟含量 石膏中殘留的氯和氟主要是石膏的游離水分中溶解的Cl-和F-，一般要求其質量分數均小

37、于0.01%。如發現含量偏高，應考慮增加濾餅沖洗水的流量，洗掉石膏中殘留的氯和氟。4.4 廢水處理系統的優化4.4.1 脫硫廢水的水質特點 石灰石石膏濕法脫硫廢水的水質通常具有以下特點：1）pH值較低，呈酸性（pH=45）；2）含大量的懸浮物；3）Cl-、F-、SO42-等陰離子濃度較高；4）重金屬離子濃度偏高。 4.4 廢水處理系統的優化4.4.2 廢水處理方法國內的脫硫廢水的處理主要有以下方法：（1）用于水力沖灰。因其水量較少，直接用作沖灰水，主要應用于有灰場的火電廠，如廣東沙角A發電廠、廣東沙角C發電廠等；（2）單獨建立脫硫廢水處理系統，如北京熱能電廠、珠海發電廠等。 4.4 廢水處理系統的優化4.4.3 脫硫廢水處理工藝 1）中和：加入石灰乳漿液，將廢水的pH提高至9.0以上，使大多數重金屬離子形成氫氧化物沉淀。 2）沉降：石灰乳中的Ca2+與F-反應，生成CaF2，與氫氧化物同時沉淀下來。為去除剩余的重金屬離子（Cd2+、Hg2+等），加入有機硫化