干法脱硫效率低、脱硫塔湿壁和塌床的原因分析
关于脱硫吸收塔脱硫效率低的原因分析
（作者单位：大唐环境产业集团股份有限公司特许经营分公司）关于脱硫吸收塔脱硫效率低的原因分析◎康宁大唐巩义发电有限责任公司1号机组为660MW 超超临界燃煤机组，烟气脱硫装置采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺（以下简称FGD ），在设计煤种、锅炉BMCR 工况、处理100%烟气量条件下保证脱硫装置入口SO 2浓度≤4098mg/m 3（标态、干基、6%O 2）时，脱硫装置出口SO 2浓度≤35mg/m 3（标态、干基、6%O 2），脱硫效率≥99.15%。
自2020年3月5号启机以来，出现脱硫效率偏低的状况，相比以往，相同的工况和入口SO 2浓度下，需要多开两台浆液循环泵，使脱硫系统运行成本显著增加，同时影响机组带高负荷运行。
由于机组仍在运行中，主要从以下方面进行检查分析：（1）二氧化硫在线测量仪表（CEMS ）检查，具体表现为在线测量仪表失真会使测量结果不真实，不能准确反映烟道内SO 2浓度值，导致脱硫效率偏离正常值。
检查结果发现在线仪表实测净烟气中SO 2含量为27mg/m 3，折算后上传至国家环保中心的数值为29.6mg/m 3，现场实际测量发现净烟气中SO 2含量为14mg/m 3，折算后为15.5mg/m 3，偏差14.1mg/m 3，误差较大。
（2）石灰石品质化验分析，石灰石化验结果如下：CaO 含量为52.91%，MgO 含量为0.45%，满足石灰石CaO 含量≥50.4%，MgO 含量≤1.2%的要求。
（3）湿磨机碾磨后石灰石浆液化验分析，石灰石浆液中石灰石粒径较大（过筛率31.34%，325目），远小于90%通过325目筛的设计要求。
石灰石粒径越大，其表面积越小，吸收速率越慢，浆液活性降低。
（4）液气比/气液流场对1号机脱硫效率影响分析。
5台浆液循环泵运行电流和出口压力与2019年12月份工况对比如下：循环泵电流和出口压力均出现了不同程度的变化，电流下降则证明输送至喷淋层的浆液流量下降，吸收塔的Ca/S 和液气比均有所下降。
脱硫塔在运行中存在的问题解析
脱硫塔在运行中存在的问题解析随着环保形式的日益严峻，如何保证脱硫塔的安全稳定运行显得越来越重要。
脱硫剂湿法消化、循环流化床一半干法脱硫工艺具有投资少、运行费用低等优点，那么，我们在日常使用时，脱硫塔会出现哪些运行问题呢？下面，除尘设备小编分享：1.脱硫塔粘结；该工艺采用双流体喷枪实现向塔内喷入消石灰浆液及冷却水。
由于喷枪角度及位置不合理、脱硫塔人口烟气温度过高导致喷水量过大等原因，造成脱硫塔内壁粘结。
粘结最厚处达3m左右，严重影响了脱硫塔内的气流分布及烟气流速，造成脱硫效率急剧降低。
粘结物脱落还会造成喷枪砸弯、脱硫塔底部锥斗堵塞等一系列问题，不利于脱硫的稳定运行。
2.返灰循环量不足；由于匹配增压风机能力偏小、烧结机漏风率过大等原因，造成脱硫塔文丘里下部压力过低，限制了返灰的循环量，且经常性发生塌床，返灰不能实现高倍率循环，造成资源浪费的同时，塌床易造成扬尘污染。
3.浆液泵磨损严重；设计浆液泵为扬程100m、流量15m／h，而实际脱硫塔喷浆位置与浆液泵的实际高度差为30m左右，浆液泵扬程严重不匹配，造成浆液泵及管道内部压力偏高，浆液泵壳体及叶轮磨损严重。
4.空压机故障频繁；此脱硫系统设置2台30m空压机提供所需压缩空气。
由于存在运行环境较差、厂房设置标高不足影响散热等问题，经常出现因排气温度过高、进口空滤堵塞等问题造成故障停机。
5.更换浆液回流阀影响达标排放；喷人脱硫塔的浆液流量通过回流管路控制，由于浆液的长期冲刷，浆液回流阀需定期补焊或更换。
在处理浆液回流阀时，需停浆液泵停止喷浆，造成出口短时间超标排放。
6.消化器板结；制浆系统消化器在长期制浆后内壁易造成Ca(OH)板结，如清理不及时易造成消化器卡死，影响脱硫系统的稳定运行。
且消化器排浆管道角度偏小，浆液流速过慢造成管道沉积，影响消化器的制浆量。
7.除尘器放灰路由不合理；除尘器放灰设置2台支刮板并入1台主刮板，然后经斗式提升机至中间灰仓，如主刮板机出现故障，则除尘器无法放灰，返灰缺失势必影响脱硫系统的达标排放。
循环流化床脱硫工艺运行中常见问题浅析
烟气 接触 ，就会造 成 局部 灰 的湿度 过 大 ，发生 塌床 现 象 。另外 ，设计 时所 给的设计烟气量与实 际的烟气 量相
（ ）湿 壁 造 成 堵 塞 １
在循环流化床脱硫工艺运行 过程 中 ，经常会发生湿
０平 差 很大 的话 ，也有造成 塌床的可能 。 目前 为了能在负荷 壁现象 ，而且 目前还无 法解决 。如河北某钢 厂４ ０ 米
（ ）关于破碎 的 问题 １
首先 ，在脱硫过程 中 ，床层是其脱硫反应及 物料 循
的ｓ ， Ｏ 等酸性 气体充 分接触 ，进行 脱硫化 学反应 ，生成 环 区域处也是所谓 的产物破碎 区域 ，而此部位也是 喷雾
亚硫酸钙 与硫 酸钙 ，从而完成脱 硫过程 。反应后 的大 量 区域 ，由于喷雾造成脱硫剂及循环物料处 于湿 润状 态 ，
４ ！ ８ ｌ
．． 碎 的 目的 ，而在 脱硫塔 内气流 的方 向是 同向的 ，向上 的 ２Ｉ２ 产 生原 因分 析
气 流只是 将石灰和循环物料托起 ，其能量是不足 以将脱 硫 生成物外壳磨 掉的。
（ ）关 于停 留 时 间 的 问题 ２
（ ）塔体结构 因素 １
湿壁与塔体结构 、气 流场及 温度 场密切相关 。但要 系统 、准确地测定脱硫塔 内流场及 温度 场几 乎是不可能
的气～ 固混合物从 脱硫塔顶部排 出 ，进入除尘器 内 ，脱 而湿的物料是不能破碎 的 （ 湿式破碎 除外 ）；其次 ，物 除 的固体颗粒在 控制 阀的调节作 用下 ，通过 固体循环 系 料 的破碎是靠碰撞 、冲击 、剪切 、剥离 等机械 运动来 实
统 ，返 回脱硫塔 继续参与脱硫 反应 ，反应器 内循环灰 的 现的 ，仅靠脱硫塔 内气流 的一点 能量来磨掉 反应物的外
浅谈脱硫效率低原因分析和解决措施
脱硫反应分为五大类：1、气相SO2被液相吸收；2、吸收剂的溶解；3、吸收剂的中和；4、氧化反应；5、结晶析出。
上述5个步骤是同时进行、相互影响的。
在机组稳定运行的状态下，上述5个步骤应处于一个相对平衡的状态。
但是当机组工况调整或有其它原因时，需要重新建立起平衡；否则，会造成脱硫效率低，如果控制不当会造成净烟气SO2超标。
反之，如果运行人员控制得当的话，不仅会有效地保障脱硫高效率，而且会降低电耗和节省石灰石；浆液品质好同时夜也有利于石膏脱水。
.吸收塔系统主要设备介绍..1.1吸收塔介绍吸收塔是发生吸收和氧化反应的主要设备。
吸收塔的主要功能是吸收原烟气中的SO2、SO3、HF、HCL和粉尘，并使得最终产物通过脱水系统变为合格的石膏晶体。
浆池上液面至喷淋层之间为吸收区；而氧化反应则主要发生在浆池内。
吸收区发生的主要化学反应：当然，在吸收区内也有CaCO3参与的化学反应，但只有很少部分的CaCO3参与了反应。
氧化区发生的主要化学反应：我厂脱硫吸收塔直径13.2m，高度47.77m（超改后）；在机组超低排放改造时，将吸收塔溢流管提升0.5m；按照原《规程》中，吸收塔正常液位为7.05m~8.05m，可计算超低改造后吸收塔最高液位应为8.55m；但实际中加之吸收塔浆池中浆液易产生泡沫，吸收塔液位往往在8.4m左右就会开始溢流（曾做过试验）。
1.2吸收塔浆液循环泵主要参数介绍吸收塔浆液循环泵主要参数（表一）2.1吸收塔液位的控制根据我厂《规程》中规定：吸收塔浆液在浆池内停留时间不低于4min，且吸收塔内液气比不小于10.62L/m3，并结合上述吸收塔系统主要设备参数信息，可先假设，吸收塔液位高度为h；吸收塔内每小时浆液循环量为V；且，可知机组在高负荷（300MW左右）下，原烟气流量约为120万m3/h。
以下计算均按照机组高负荷运行工况下来计算。
可得出以下计算结果：吸收塔内浆液容积 = 3.14 ×（13.2/2）2×h = 136.8h机组负荷较高时，循环泵基本运行方式有：原有浆液循环泵三台运行（循环泵ABC）、原有任意两台浆液循环泵+新加循环泵运行方式（循环泵ABC中任意两台+循环泵D）、循环泵四台全部运行（循环泵ABCD）。
脱硫系统典型故障分析及处理
2.1 FGD系统的设计是关键。 根据具体工程来选定合适的设计和运行参数是每个FGD系 统供应商在工程系统设计初期所必须面对的重要课题。特 别是设计煤种的问题。太高造价大，低了风险大。 特别是目前国内煤炭品质不一，供需矛盾突出，造成很多 电厂燃烧煤种严重超出设计值，脱硫系统无法长期稳定运 行，同时对脱硫系统造成严重的危害。
1.2 影响泵磨损的因素 磨损速度主要取决于材质和泵的转速、输送介质的密度。 泵与系统的合理设计、选用耐磨材料、减少进人泵内的空 气量、调整好吸人侧护板与叶轮之间的间隙是减少汽蚀、 磨损，提高寿命的关键措施。针对石膏系统的生产流程， 改变设备的运行工况，即降低浆液泵输送介质的密度，可 大大地延长设备的寿命。
脱硫系统典型故障
分析及处理
江苏峰峰鸿运环保科技发展有限公司
脱硫系统典型故障分析及处理
主内容： 一、脱硫效率低； 二、除雾器结垢堵塞； 三、石膏品质差； 四、浆液泵的腐蚀与磨损； 五、机械密封损坏； 六、吸收塔浆液起泡； 七、吸收塔“中毒”；
脱硫系统典型故障分析及处理 一、脱硫效率低
一、脱硫效率低
三、石膏品质差
（6）保证吸收塔浆液的充分氧化，定期化验，使塔内浆液 的成分在设计范围内。
（7）对石膏浆液旋流器应定期进行清洗维护，定期检验底 流密度，发现偏离正常值时及时查明原因并作相应处理。
（8）对石膏皮带脱水机、真空泵等设备应定期进行清洗维 护，保证设备的效率，滤布和真空系统是重点检查维护对 象。加强对石膏滤饼的冲洗。
五、机械密封损坏
3、机械密封泄露原因分析 离心泵在运转中突然泄漏，少数是因正常磨损或己达到使 用寿命，而大多数是由于工况变化较大或操作、维护不当 引起的。主要原因有
脱硫系统一般日常故障原因及处理
石灰石
浆液密度异常。
1、浆液密度计堵塞或故障。
2、制浆系统工艺水量或下料量不适当。
3、称重皮带给料机故障，给料异常。
4、石灰石浆液旋流器旋流子磨损严重。
5、磨机筒体内钢球过少。
1、检查并校验密度计。
2、调整制浆系统工艺水流量和下料量。
3、检修称重皮带给料机。
4、更换石灰石浆液旋流器旋流子。
2、pH计冲洗水阀泄漏。
3、pH计供浆量不足。
4、pH电极老化。
5、表计本身不准确。
1、退出pH计运行，对供浆管道冲洗疏通。
2、查明原因，更换冲洗水阀。
3、检查阀门状态，调整至正常供浆量。
4、更换pH电极。
5、用标准pH定位液重新标定校准。
pH计指示异常的处理：
1)PH值高/低报警。
2)PH值无显示。
1、石灰石浆液细度不合格。
2、吸收塔浆液pH不合格。
3、石膏厚度不合格。
1)调整制浆系统运行参数，使石灰石浆液细度达到大于95%通过（250目）的合格值；
2)严格控制浆液pH为5.3～5.8；
3)调整石膏排出泵和真空脱水机变频器，调节石膏旋流器入口压力，使石膏厚度保持在25～30mm。
一、二级脱水系统故障
4)联系检修调整跑偏皮带；
5)联系检修检查纠偏装置行程开关。
石膏旋流器异常：
1)旋流器底流密度变小。
2)真空皮带脱水机来料含水量增大，石膏较湿，真空泵电流增大、真空度增大。
3)石膏脱水效果变差。
1)旋流子投入数目太少。
2)旋流器积垢，管道堵塞，或破裂。
3)进口压力太低。
4)旋流器或管路泄漏严重。
5)石膏浆液品质不良。
固定床干法脱硫效果主要影响因素
固定床干法脱硫效果主要影响因素摘要：目前国内烟气脱硫工艺主要分为湿法脱硫工艺、半干法脱硫工艺和干法脱硫工艺。
在干法脱硫工艺中固定床干法脱硫具有适应温度范围广、装置简单、建设运营成本低、能耗低、无水污染、副产物可资源化等优势收到市场认可。
在焦化、钢铁、水泥、建材等非电行业的烟气治理中得到了广泛的应用。
在脱硫的实际运行中，固定床干法脱硫的脱硫效率主要受到反应温度、脱硫剂成分、流场布置、烟气中的粉尘浓度、含湿度、混合停留时间等因素的影响，本文结合实际运营项目的运行情况和理论依据，通过综合比较、总结了实际运行的规律并分析了在项目工程中影响固定床干法脱硫效率的主要因素。
关键词：固定床干法脱硫、干法脱硫、运行温度、流场分析、脱硫工艺1引言二氧化硫是原料中的硫份在燃烧过程中生产的主要污染物之一，也是我国现影响面较广的一种气态污染物。
SO2是一种无色但有强烈刺激性气味的气体，对人体的呼吸器官有着强烈的毒害作用，亦可通过皮肤接触、消化道进入人体而造成危害。
如果SO2遇到水蒸气，形成硫酸雾，就可以长期滞留在空气中，毒性比单纯SO2大10倍左右。
近年来，随着我国经济发展的速度加快，二氧化硫的排放量也逐年增多。
现市场主要的脱硫工艺分为湿法脱硫、半干法脱硫和干法脱硫。
干法脱硫工艺具有：系统简单；稳定；无水、酸等副产物的处理问题且不影响原系统烟温等优势，越来越多的烟气脱硫（如高炉热风炉烟气脱硫）选用的干法脱硫中的固定床干法脱硫技术。
通过分析其脱硫效率的影响因素有助于在反应过程中更好提高脱硫反应效率。
2固定床干法脱硫工艺介绍国内固定床干法脱硫早在2003年前后开始有院校团队关注研究。
随着排放要求的深化与泛化，在低硫、低尘、宽温段、中低规模烟气脱硫中的应用优势日益凸显，市场应用大约从2018年开始爆发式增长。
在热风炉、加热炉、燃气锅炉、焦炉、干熄焦、收尘烟气等烟气脱硫中均已有应用。
固定床干法脱硫是一种用以实现气固相反应过程或液固相反应过程的反应，脱硫效率达95%以上，脱硫过程中压降在2.0kPa左右，基本没有降温。
脱硫系统效率下降的原因分析及应对措施
—75—《装备维修技术》2021年第1期引言2018年5月26日至6月初，某火电厂#１机组脱硫吸收塔入口S02约4000mg/nm3，还可按超低标准排放；到7月初，#１脱硫处理能力只能达到3400mg/nm3左右；7月15日，500ＭＷ负荷时，处理能力不到3000mg/nm3。
脱硫处理能力下降，除影响S02的排放，脱硫塔粉尘协同处理能力也会同时下降；两项指标超标都将影响大气污染物排放的合法性。
1机组情况说明：某火电厂2×660MW 空冷机组，配套石灰石湿法脱硫系统，设计标准：按燃煤含硫量1.4%（标态、干基、6%O2 ),机组BMCR 工况下吸收塔入口S02≤3996mg/Nm3，出口S02排放浓度≤35mg/Nm3。
两台机组于2016年4-6月投产。
2引起脱硫效率下降的因素分析脱硫系统出现效率下降的问题，各主要原因分析如下：2.1吸收塔浆液起泡较为严重，浆液起泡导致浆液循环泵的输送效率下降，降低了吸收塔喷淋区的液气比，导致脱硫效率下降。
泡沫大量产生积累会对塔内流场产生影响，影响烟气的分布，最终部分烟气形成快速走廊，影响部分烟气未参与塔内吸收及反应。
浆液起泡原因分析如下：2.1.1 由于本厂设计使用城市中水做为全厂水源，脱硫系统使用的主要补水水源为工业水、辅机冷却水排水、化学高盐水，其中工业水、辅机冷却水排水均为城市中水入厂后经化学系统相关工艺后的出水，其补入脱硫系统后带入的有机物含量较江河水、地下水高，易导致吸收塔浆液出现起泡问题（此问题已与华电电科院环保专业技术人员进行了沟通，双方意见一致）。
同时，自2017年10月开始，化学高盐水开始全部进入脱硫系统回用，其含有的有机物含量及其它杂质含量较工业水提高3倍以上，补入脱硫系统后加重了吸收塔浆液的起泡问题。
2.1.2 机组启动过程中有未燃尽的煤粉进入吸收塔，这部分轻质杂质长期漂在吸收塔浆液上层不能去除，长期积累加重了吸收塔浆液的起泡问题。
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干法脱硫效率低、脱硫塔湿壁和塌床的原因分析
吸收剂以干态进入吸收塔与烟气中的二氧化硫反应，脱硫终产物为“干态”为干法脱硫工艺。
干法脱硫工艺在运行中常见的问题主要是脱硫效率低、脱硫塔湿壁和“塌床”，分析造成这些问题的原因并对症处理十分重要。
1、影响脱硫效率的主要因素
（1）温度
温度是保证脱硫效率的首要控制手段，一般控制在65℃至75℃附近运行，达到排放标准，温度应尽可能高一些。
为方便检修，喷嘴最好备用一套，保证脱硫效率不会因停水骤降。
烟气入塔温度过高或过低，都会影响脱硫效率。
提高脱硫系统烟气入口温度可提高脱硫效率，因较高的温度允许喷入更多的水降温，反应的总表面积增加，也提高了SO2的气相扩散系数。
入塔温度过高，烟温降不到反应温度，脱硫效率难以提高；入塔温度过低，喷入雾化水量过少，脱硫反应难以进行，需喷入热水降温，提高喷水量。
入塔温度一般控制在110-135℃。
（2）生石灰的活性
消石灰的活性决定于生石灰质量。
生石灰品质高，表面积大，活性高，粒径90%以上通过1mm以下，活性度T60≤4min，可消化的有效成分多，脱硫过程中钙的有效利用率就高，对提高脱硫效率有明显效果。
如果Ca(OH)2含杂质多，或消化后生成Ca(OH)2的存放时间过长，Ca(OH)2与CO2发生反应，遇水产生潮解，相应降低脱硫剂的活性，会严重影响脱硫效率。
Ca(OH)2存放时时间不得超过三天。
（3）Ca/S比
脱硫效率随Ca/S的增大而增大，提高到一定程度，脱硫效率增加趋缓，此时运行费用会大幅增加。
为保证喷粉系统正常运行，喷粉管道建议备用一条，至少应备用一台喷粉风机。
（4）SO2入口浓度
脱硫效率随入口SO2浓度的增加而下降，因SO2浓度高，气相分压大，反应速率低。
SO2入口浓度一般不超过1800mg/Nm³。
（5）压力降
压力降是最常用的控制参数，压力降越高固气比越大，Ca/S比高，参与反应的床料多，脱硫效率高。
如果太大，烟气负荷稍一波动，容易造成“塌床”。
脱硫塔压力降一般不超过1500Pa，最大不超过2000Pa。
（6）雾滴粒径
雾滴粒径是通过高效喷嘴的合理选型实现的，高压回流喷嘴和双流体喷嘴各有千秋。
雾滴粒径最低不能大于80-150µm，否则会形成滴流，增加脱硫塔湿壁的风险。
从操作稳定可靠方面考虑，建议用高压回流喷嘴。
（7）自动化水平
喷粉量、喷水量根据锅炉负荷、烟气量、入口浓度和出口浓度自动跟踪调节，保证调节不滞后，否则会影响脱硫效率。
2、导致湿壁现象主要原因
（1）烟气流场分布不均，烟气在吸收塔内呈湍流、偏流状态，水雾、脱硫灰碰到塔内壁或塔内构件很容易结块，形成块状后粘壁会越积越多，结块松散时，会造成大块脱硫灰落下，在塔外面有时能听到内部大块脱硫灰落下响声。
（2）烟气塔内反应段温度过低，低于65℃，而干燥段温度小于70℃，操作运行很难控制，稍有不慎，很容易造成湿壁。
（3）外循环灰过湿，未充分干燥的脱硫灰不断粘结成团造成湿壁。
脱硫循环灰湿度宜取2%左右，湿度越高，湿壁的机率越大。
为防止湿壁，第一次启动运行时，先对布袋除尘器进行预涂灰，脱硫塔内先喷Ca(OH)2粉后喷水；停运时，先停水后停Ca(OH)2粉。
以后启动时，先启动外循环，建立起稳定的流化床后再开始喷Ca(OH)2粉和水。
（4）喷嘴埋在流态不稳定、湿度不均匀的循环流化床层中，循环灰表面含水不均匀，且有游离状态的液滴，易造成喷嘴及喷嘴上部吸收塔渐扩段的粘结、湿壁，装置不能长期稳定运行。
（5）塔内压差过低，低于500Pa以下，烟气中的循环灰量太少，容易造成循环灰过湿，容易产生湿壁。
3、导致“塌床”的主要原因
（1）布袋除尘器下船型灰斗，主要是为循环灰进行缓冲储料，料层较高(2-3m)；输送循环灰的输送斜槽，料层较低(200mm)。
料层厚度不同，则压降不同，输送气压也就不一样，不能使用同一台罗茨风机供气。
循环灰在流化槽段更容易结团，导致大量大颗粒脱硫灰入塔，这些颗粒与循环流化床设计流速不一样，循环流化床系统床料失稳最终“塌床”。
（2）床层压降太大，超过一定值时，在烟气负荷波动较大时，如烟气量低于正常负荷70%，净烟气再循环不能及时跟踪运行，烟气速度小于流化速度容易“塌床”。
塌床发生后应及时外排，防止堵塞入口烟道。
通过以上综合分析可得：影响脱硫效率的因素主要是温度、Ca/S比、入口SO2浓度、压力降、脱硫剂品质、流场分布、雾滴粒径和自动化控制水平；脱硫塔湿壁的原因主要是烟气流场分布不均、烟气塔内反应段温度过低、塔内压差低于500Pa、塔外循环灰湿度大于3%、喷嘴产生滴流；“塌床”的主要原因是床层压降太大，烟气负荷波动较大，输灰斜槽循环灰结团。
通过分析问题产生的原因，采取有针对性的控制和预防措施，避免异常现象发生。