燃煤电厂脱硫石膏品质影响因素及其对石膏制品的影响_潘利祥

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1、燃煤电厂脱硫石膏品质影响因素及其对石膏制品的影响潘利祥（北京建筑材料科学研究总院，北京市石景山区金顶北路69号，100041）摘要：简述了石灰石石灰—石膏法脱硫技术的优点，说明了国内外脱硫石膏综合利用率的差距，提出我国脱硫石膏综合利用效率低的一个重要因素是燃煤电厂副产脱硫石膏的品质不稳定以及这些品质对石膏制品的影响；详细分析了影响脱硫石膏品质的因素，主要包括吸收剂品质、吸收塔类型、烟气物性参数、操作参数等对生成脱硫石膏品质的影响；讨论了脱硫石膏的含水率、品味、组成、杂质含量、颗粒形貌及级配等性能参数对后续石膏制品加工的影响。关键词：燃煤电厂；脱硫石膏；品质影响；石

2、膏制品；影响因素1总述目前世界上燃煤电厂烟气脱硫技术大多数采用湿法烟气脱硫，其中石灰石石灰—石膏法脱硫技术应用最普遍。该工艺的技术特点是：⑴脱硫效率高，该系统脱硫效率一般在95%以上；⑵技术成熟，运行可靠性强，且使用寿命长；⑶对煤种变化的适应范围宽，不论是高硫煤还是低硫煤都能适应；⑷采用石灰作为吸收剂，资源丰富，分布面广，且价格便宜；⑸另外一个重要特点是它的副产品—脱硫石膏便于综合利用。西方发达国家对脱硫石膏的综合利用率较高，如德国、英国等欧洲国家，有的国家甚至100％利用，如日本。我国是从80年代末开始采用石灰石-石膏法脱硫工艺技术，但发展很快，到2007年底，

3、全国烟气脱硫装置达2亿KW，年排放脱硫石膏达到1500万吨。现阶段我国大部分地区电厂仍采取抛弃、堆存的方式处理脱硫石膏，除少数经济发达、石膏矿产资源相对匮乏的地区，如北京、上海、浙江和江苏的南部等电厂脱硫石膏利用率能够达到80%以上外，其它大部分地区，如山西、广西、山东、重庆、内蒙等地，多数电厂脱硫副产物利用率在50%以下，甚至100％的脱硫副产物未能利用。造成上述现象的原因很多，但燃煤电厂副产脱硫石膏的品质以及这些品质对石膏制品的影响是不可忽视的一方面。2燃煤电厂脱硫石膏品质影响因素分析2.1吸收剂制浆系统对脱硫石膏品质影响分析吸收剂石灰石品质的好坏直接影响到脱硫

4、效率和石膏浆液中硫酸盐和亚硫酸盐的含量。石灰石品质主要指石灰石的化学成分、粒径、表面积、活性等。电厂脱硫石膏性能分析表明，脱硫系统一般要求CaCO3含量高于90%，其它组分的含量和品质有一定要求；石灰石浆液中含有的少量MgCO3通常以溶解形式或白云石形式存在，吸收塔中的白云石往往不溶解，而是随副产物离开系统，所以MgCO3的含量越高，石灰石的活性越低，对系统的脱硫性能及石膏品质越不利；石灰石粒径及表面积是影响脱硫性能的重要因素。颗粒越大，其表面积越小，越难溶解，使得接触反应不彻底，此时吸收反应需在低pH值工况下进行，这不仅损害脱硫系统性能及石膏浆液品质，而且会加快腐

5、蚀脱硫装置。2.2吸收系统对脱硫石膏品质影响分析吸收系统对脱硫石膏的生成影响因素主要有：吸收塔的类型、烟气流量、烟气进口温度、烟气中SO2浓度、浆液的pH值、氧化风量、氧化空气风压等。2.2.1吸收塔的类型对脱硫石膏的生成影响吸收塔的类型在石灰石－钙法脱硫系统中是十分关键的，常见的类型有：喷淋塔、填料塔、喷射流鼓泡反应器、液柱塔及双回路塔等。目前以喷淋塔应用较为广泛，调查统计表明，国内燃煤电厂大多采用喷淋塔。由于喷淋塔中有许多雾化喷嘴，且易于多层设置，气液接触充分。2.2.2烟气物性参数对脱硫石膏的生成影响烟气参数主要有：烟气流量、烟气进口温度、烟气中SO2浓度、含

6、尘量等。烟气流量、烟气中SO2浓度17决定采用脱硫塔的类型，对于大烟气量一般采用喷淋塔。烟气流量对脱硫率的影响主要通过液气比来体现。烟气进口温度过高会提高洗涤浆液的温度，降低脱硫效率。烟气中SO2浓度较高会降低脱硫效率，影响脱硫石膏的性能。烟气中的灰尘不参与吸收反应，通过洗涤会有较大部分进入石膏，当石膏中杂质含量增加时，其脱水性能下降。同时，烟气中氯离子含量对石膏脱水效果也有重要影响，当氯离子含量过高时，石膏脱水性能急剧下降，影响品质。2.2.3浆液的pH值对脱硫石膏的生成影响洗涤液的pH值是影响脱硫率的一个重要因素，随着pH值的升高，脱硫效率增加，这是因为pH值越

7、高，浆液中的碱性脱硫剂越多，而浆液的脱硫能力就越高。但pH值过高会阻碍脱硫剂的进一步溶解，从而影响到脱硫效率的进一步提高和脱硫剂的有效利用率，而且，如果浆液pH值较高，容易形成结垢，堵塞管道。另一方面，如果pH值较低，要提高脱硫剂利用率的话，必将要求减小脱硫剂颗粒的尺寸（一般采用200目以下的CaCO3作脱硫剂）。脱硫系统在较低循环浆液pH值运行时，浆液中的亚硫酸根离子将会减少，这将减少结垢和堵塞现象的发生，从而有效地减少运行和维护费用。综合考虑，在脱硫系统正常操作工况下，pH值应控制在5.5～6.0左右。2.2.4液气比对脱硫石膏生成的影响液气比的大小直接影响