水泥窑湿法脱硫五个常见问题的解决方案

水泥窑湿法脱硫沿用火电厂石灰石-石膏法脱硫技术脱硫剂采用增湿塔或余热锅炉灰降低了运行成本。水泥窑湿法脱硫技术是沿用火电厂石灰石-石膏法脱硫技术水泥窑湿法脱硫可利用水泥熟料企业生产过程中的增湿塔或余热锅炉灰作为脱硫剂可降低成本水泥窑湿法脱硫技术目前已有部分水泥厂正式投产使用。脱硫过程：增湿塔或余热锅炉灰制成浆液后输送到吸收塔；吸收塔内浆液经循环泵送到喷淋装置喷淋；烟气在吸收塔中与喷淋的石灰石浆液接触除掉烟气中的SO2脱硫后的净烟气经除雾器除去液滴后进入烟囱排放；吸收塔内吸收SO2后生成的亚硫酸钙经氧化处理生成硫酸钙从吸收塔内排出的硫酸钙经旋流分离（浓缩）、真空脱水后回收利用。

  下面介绍下水泥窑湿法脱硫常见问题的解决方案。

  一、浆液制备故障

  浆液制备是水泥窑湿法脱硫技术关键的一步制浆不及时或制浆出现故障将影响烟气中SO2的脱除。水泥窑湿法脱硫制浆故障一般是从拉链机无法取到增湿塔或余热锅炉灰导致没有足够的窑灰进行制浆。浆液制备不及时会造成脱硫塔内浆液PH下降浆液无法实现吸收反应脱硫导致烟囱SO2排放超标。因此单独设增湿塔或余热锅炉灰仓可解决脱硫剂供应不足的问题。

  二、浆液中毒

  水泥窑浆液中毒可能有以下原因：

  1）吸收塔的烟气含硫量突变造成吸收塔内反应加剧CaCO3含量减少pH值下降为保证脱硫效率要增加增湿塔或余热锅炉灰供浆量以提高吸收塔的pH 值但由于反应加剧吸收塔浆液中的亚硫酸钙含量大幅增加若此时不增加氧量使亚硫酸钙迅速反应成 CaSO4·2H2O ( 生石膏) 则由于 CaSO3·1/2H2O( 半水亚硫酸钙) 可溶解性强先溶于水中而 CaCO3溶解较慢过饱和后形成固体沉积造成“脱硫剂盲区”。

  2）吸收塔浆液密度高没有及时外排浆液中的 CaSO4·2H2O 饱和会抑制 CaCO3溶解反应。

  3）工艺水水质差系统中的 Cl-浓度高浆液中的 Cl-含量增加，一体式振动分析仪氯化物有抑制吸收剂的溶解。

  4）氟离子超标。浆液中的三价铝和氟离子反应生成 AlF3和其他物质的络合物呈粘性的絮凝状态，测振仪附着于石灰石表面。这会导致: 封闭石灰石颗粒表面阻止其溶解降低了浆液的pH值石膏结晶困难增加了脱水的难度。

  5）废水排放量小或无外排会导致浆液中氯离子超标影响反应效果。

  解决方案：

  水泥窑浆液中毒后浆液脱硫失效烟囱SO2排放超标。水泥窑湿法脱硫浆液中毒可通过废水外排解决。大部分熟料生产的原料磨需要喷水维持原料磨正常运行所以将脱硫石膏浆液脱水后废水通过泵和管道引到原料磨可有效防止浆液中毒；将脱硫石膏浆液脱水后废水引至水泥熟料生产窑头篦式冷却机达到废水外排的目的这两种方法均可有效降低脱硫浆液Cl-超标的问题将Cl-浓度控制在20000ppm以下。

  三、脱硫浆液脱水困难

  石膏脱水困难的常见原因及解决方案：

  水泥窑湿法脱硫运行过程中由于脱硫塔内浆液中 CaSO3·1/2H2O不能充分被氧化CaSO3·1/2H2O由于石膏颗粒小粘度大难以脱水造成真空皮带脱水机脱水困难。因此充足的氧化风量是保证石膏脱水的关键有些水泥窑湿法脱硫氧化风机风量设计不足导致备用氧化风机同时运行在以后的设计中氧化风机风量计算要留有足够的安全系数。

  由于Cl-比碳酸根离子强使得Cl-易于Ca2+结合以CaCl2存在浆液中浆液中Ca2+浓度变大根据同离子效应碳酸钙溶解被抑制不利于烟气中SO2与浆液中Ca2+反应石膏生成困难。在脱水过程中由于Cl-堵塞了晶体中游离水的通道使石膏脱水变得困难。因此废水外排降低Cl-浓度控制Cl-含量可解决由Cl-超标引起的石膏脱水困难。

  石膏脱水困难也有可能是因为滤布堵塞气液分离器堵塞引起的滤布堵塞和气液分离器堵塞会引起真空度过高石膏脱水困难。及时更换滤布和清洗气液分离器可解决由滤布堵塞和气液分离器堵塞引起的脱水困难。

  四、脱硫装置防腐材料损坏

  目前运行湿法脱硫的水泥厂防腐材料的损坏多发生在吸收塔目前吸收塔多采用玻璃鳞片进行防腐处理玻璃鳞片损坏浆液在短时间将脱硫塔腐蚀穿孔造成漏浆现象。

  解决方案：

  首先脱硫塔防腐施工过程中应严把质量关脱硫塔不同部位采用相应特性的玻璃鳞片严格玻璃鳞片施工检测；其次一旦出现玻璃鳞片脱落的情况及时修补避免浆液将脱硫塔腐蚀穿孔。

  五、石膏雨问题

  石膏雨产生的原因：

  水泥窑湿法烟气脱硫系统中吸收塔出口净烟气温度一般为45～60℃烟气成分中固体状态的粉尘和石膏与烟气中液态水混合形成石膏浆液以液体状态存在于烟气中另外烟气成分中还包括气体状态的二氧化碳（CO2）、 氮氧化物（NOX）、二氧化硫（SO2）、氧气（O2）和汽态的水蒸汽（H2O）等。湿法烟气脱硫系统吸收塔出口净烟气由于处于湿饱和状态在流经烟道、烟囱排入大气的过程中因温度降低烟气中汽态水会有所凝结液体状态的浆液量会增加形成“白色烟羽”和“石膏雨” 现象。

  目前已投入湿法脱硫的水泥窑熟料生产线大部分出现了石膏雨现象石膏雨不仅影响厂区卫生且会对吸收塔周围设备造成严重腐蚀给业主带来了困扰经过对脱硫系统改造可有效解决石膏雨问题。

  解决方案：

  烟气流速控制：烟气流速是造成“石膏雨”的一个重要原因塔内烟气流速应该综合多方面因素合适的流速才能避免“石膏雨”。吸收塔设计烟气流速一般为3～5m/s左右除雾器的设计流速稍高于吸收塔设计流速。吸收塔流速高烟气中所携带的浆液液滴将增多除雾器的负荷增大导致“石膏雨”出现因此吸收塔的流速不能过高。控制烟囱出口烟气流速一般不超过18m/s可有效抑制烟气对液滴的携带量从而控制“石膏雨”。对于新建脱硫装置可合理设计烟囱的出口直径来控制烟囱出口烟气流速。但对于已经运行的脱硫项目烟囱的出口直径已经确定无法改变。增加烟气出口烟囱内径，超声波探伤仪降低烟气流速可减缓石膏雨的产生。

  除雾器压差：在操作过程中除雾器压差是一个重点关注的参数。除雾器压差一般在100～150 Pa压差增大会形成“石膏雨”除雾器压差增大是因为堵塞造成的堵塞的原因有多种如：烟气流速高、pH值高、液气比高、烟尘等都会造成除雾器堵塞当发现除雾器堵塞首先要正确判断堵塞的原因然后采取合理的处理措施。

  除雾器冲洗水：除雾器冲洗水是保证除雾器压差满足正常运行的主要手段。冲洗效果的好坏取决于冲洗水量、冲洗周期、冲洗压力。 冲洗水量及冲洗周期与烟气量、烟气温度有关烟气量高所需冲洗水量大因此烟气量发生变化时冲洗水量及冲洗周期应随之调整。

  除雾器选型：平板式除雾器设计流速一般在3.5～4.5m/s左右屋脊式除雾器设计流速一般为3.8～7m/s左右屋脊式除雾器具有更宽的烟气流速的适应范围。烟气通过屋脊式除雾器内叶片法线的流速小于塔内水平截面的平均流速由于流通面积增大而使得烟气流速减小烟气带浆量减少。此外屋脊型除雾器的结构较平板型除雾器更稳定可以耐受的温度较高因此吸收塔宜选用能有效减少浆液夹带和安全性更好的屋脊式除雾器。

  较小的液气比：液气比(L/G)是指单位时间内吸收塔循环浆液量与吸收塔出口烟气的体积比。脱硫系统的液气比是保证烟气中SO2、SO3及烟尘有效吸收的关键指标之一足够的液气比是保证脱硫效率的前提吸收塔的液气比范围较广一般控制在8～25 L/Nm3液气比不能过高太高的液气比会使烟气中的液滴夹带量增多同样会增大除雾器的负荷。因此在保证脱硫效率的前提下液气比调整越小越好。

  PH值控制：pH值高对“石膏雨”的形成有一定的影响。正常工况下pH值应控制在5.2～5.8范围内浆液pH值高能提高脱硫效果但高的pH值也会带来负面的影响由于pH值高浆液中碳酸钙浓度增大易在系统表面形成结垢若结垢形成在除雾器表面就会造成除雾器的堵塞因此浆液pH值应在设计值范围内操作操作过程中在保证脱硫效率前提下合理调整pH值。

  浆液密度控制：一般情况浆液密度控制在1.14g/cm3所对应浆液固含量在20%左右。浆液密度高浆液的粘度会有所提高易附着在除雾器表面形成结垢因此在操作时浆液密度应控制在设计范围内。

  烟囱：尽量使烟囱内壁光滑如果烟囱内壁较粗糙烟气凝结水易飞溅 与烟气混合被带出烟囱排入大气。如果是光滑内壁烟气凝结水不易飞溅不易与烟气混合被带出烟囱排入大气。

  水泥厂湿法脱硫技术沿用当前世界上技术最成熟、运行最可靠的石灰石-石膏脱硫工艺可以满足目前水泥行业的环保指标要求。尽管在脱硫运行过程中存在一些缺陷但随着脱硫技术的不断提高可以通过设计、安装、及运行调整等方面进行优化来保证脱硫系统的安全、稳定、高效运行。  GB4915-2013《水泥工业大气污染物排放标准》规定2015年7月1日起现有水泥窑及窑磨一体机SO2最高允许排放浓度为200mg/Nm32014年3月1日起新建水泥窑及窑磨一体机SO2最高允许排放浓度为200mg/Nm3重点地区将根据国务院环境保护行政主管部门或省级人民政府决定执行100mg/Nm3更严格的标准。水泥厂SO2来自原料和燃料主要是由原料和燃料中的无机硫与有机硫氧化反应生成。目前我国许多水泥熟料生产企业SO2减排任务十分严峻每年SO2排污费用高达几百万元水泥厂烟气脱硫迫在眉睫水泥窑湿法脱硫可有效解决窑尾烟气SO2排放超标的问题。