现象，其中吸收塔内部较为严重。不 仅减少了设备运行时间，降低设备工作效率，对脱硫效率、脱硫投运率等主要环保考核指标 也造成不利影响。因此希望通过在脱硫系统中添加合适的阻垢剂，解决脱硫系统结垢、腐蚀 问题，实现脱硫系统及辅助系统不结垢或少结垢，达到提高设备工作效率，提高设备运行时 间，有效降低脱硫系统的运行维护成本，优化脱硫系统的运行环境，提高脱硫效率的目的。
[0109] 2. 2脱硫装置主要性能指标。
[0110] 2. 2. 1脱硫装置设计值。
[0112] 2. 2. 2吸收剂与产物设计值。
[0113]
[0114] 2.3试验依据和方法
[0115] 2. 3.1试验依据
[0116] GB/T16157-1996《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》
[0117] GB13223-2003《火电厂大气污染物排放标准》
[0118] GB/T3286. 1-1998《石灰石化学分析方法》
[0119] GB/T5484-2000《石膏化学分析方法》
[0120] 2. 3. 2试验方法
[0121] 通过前面的阻垢剂筛选实验，选出了脱硫系统阻垢剂ZGSJ作为本试验的添加药 品。本试验通过在脱硫系统容易结垢的部位如浆液循环栗入口滤网处、石膏排出栗出口、以 及浆液漩流器等处悬挂试片，经过一段时间后，测定试片上的结垢量，对比向脱硫系统中添 加脱硫阻垢剂ZGSJ前后试片上垢量的变化情况，来分析脱硫阻垢剂的阻垢效果。同时对比 添加脱硫阻垢剂前后脱硫系统相关参数的变化情况，研究添加脱硫阻垢剂ZGSJ后对整个 脱硫系统其他方面以及经济效益等方面的影响。
[0122] 实验挂片统一定制的规格为40mmX25mmX 3mm的304不锈钢片，试验前须先对其 进行抛光、除油处理，称重后用白钢丝分别挂在浆液循环栗入口滤网处、石膏排出栗出口法 栏连接处和浆液漩流器处，每处三个平行挂片。在加药前挂一组，30天后取出挂片，烘干恒 重。加入阻垢剂后，再挂另一组，30天后取出，同样烘干恒重。
[0123] 在进行试验前，对脱硫现场的脱硫阻垢剂的添加位置进行了考察，主要有以下两 处加药点：一是吸收塔排水区地坑；二是石膏溢流浆液箱。通过了解现场实际情况以及对 脱硫系统的研究可知，通过石膏溢流浆液箱的方式受吸收塔排石膏的时间限制，不能够保 证加药的顺利进行。而吸收塔地坑，无论从可操作性还是从方便程度上来讲，都是最佳的投 药点，因此，选择吸收塔地坑进行加药。
[0124] 阻垢剂的首次添加浓度按照0· 2% (阻垢剂ZGSJ/石灰石粉）投入，由于阻垢剂在 系统中只起催化作用而不参与反应。但是在运行一段时间后，部分脱硫阻垢剂会随脱硫废 水排出时有所消耗以及随脱硫烟气带水等因素被带走，因此后续需要按石膏及废水外排的 携带量进行补充添加。试验前对CEMS和在线仪表等重要热控仪表进行标定和校准，试验期 间读取SO 2入口、出口浓度等相关在线数据。同时，每天取石灰石、石膏和吸收塔浆液等样 品进行分析。试验过程对于工况无特殊要求，测试的是在电厂正常生产运行中系统的结垢 和阻垢情况。
[0125] 2.4试验结果与分析
[0126] 2. 4. 1脱硫系统添加 ZGSJ阻垢剂对结垢量的影响
[0127] -种物质在浆液中是溶解还是沉淀，取决于溶液中该种物质的离子组分及离子组 分浓度。对于石膏来说，其沉淀结晶的速率的计算公式为：
[0128] Rg= KaCV(RSG-I)
[0129] 式中，
[0130] Rg-石膏沉淀速率；
[0131] K 一速度常数；
[0132] a-单位质量石膏的活性表面积；
[0133] C 一石膏浆液的浓度；
[0134] V-反应槽的体积；
[0135] RSG一石霄相对饱和度。
[0136] 从上述公式中可以看出，石膏结晶的速率与石膏浆液的浓度成正比，在相同的悬 挂时间下，沉淀速率快的部位挂片上的结晶量应该比沉淀速率慢的部位挂片上的结晶量 多。本试验也得出了相同的结论。图7为添加脱硫阻垢剂ZGSJ前后试验挂片上的结垢情 况。由于试验所用的挂片的规格相同，因此，此处不考虑钢片表面积对垢量的影响。从图7 中可以看出，挂片在不同部位的结垢量不同，在石膏排出栗出口处的挂片上的垢量最大，在 浆液漩流器处的挂片上的垢量最小，在浆液循环栗入口滤网处的挂片的垢量居中。挂片上 结垢量的差异，主要是受流经这些部位的石膏浆液的浓度的影响。流经石膏排出栗处的石 膏浆液密度略高于浆液循环栗和漩流器处石膏浆液的密度，所以石膏排出栗处挂片上的结 垢量大于浆液循环栗滤网处和漩流器处挂片上的结垢量。
[0137] 从图7中还可以看出，当加入脱硫阻垢剂ZGSJ后，在相似的运行模式下，各部位试 验挂片上虽然也有垢形成，但结垢量都有明显的下降。这主要是因为一方面，添加脱硫阻垢 剂ZGSJ后，使浆液的pH值得到缓冲，避免了亚硫酸钙或硫酸钙的迅速过饱和，从而起到抑 垢的作用；另一方面，阻垢剂ZGSJ中所含的基团能很好的与浆液中的金属离子Ca 2+生成稳 定的水溶性络合物，使Ca2+的浓度降得很低，从而最终减少硫酸钙的结晶量。
[0138] 阻垢率的计算公式为：
[0140] 式中：
[0141] η-阻垢率；
[0142] 1%-添加脱硫阻垢剂ZGSJ前挂片上结垢的重量，g ;
[0143] -添加脱硫阻垢剂ZGSJ后挂片上结垢的重量，g。
[0144] 从图8中可以看出，脱硫阻垢剂对不同悬挂部位的挂片的阻垢效果略有不同，悬 挂在石膏排出栗的挂片的阻垢率较高，在90%以上，而悬挂在浆液循环栗入口滤网处和漩 流器处的挂片上的阻垢率偏低，都小于90%。不同试验位置挂片上的脱除率不同，主要是受 到添加阻垢剂前挂片上的结垢量差别的影响。由于石膏排出栗处的挂片在添加脱硫阻垢剂 前的结垢量高于浆液循环栗滤网处和漩流器处的挂片的结垢量，在添加了脱硫阻垢剂ZGSJ 后，各部位挂片上的结垢量基本相同，因此，石膏排出栗处的阻垢效率较高。
[0145] 2. 4. 2脱硫系统添加 ZGSJ阻垢剂后对脱硫效率的影响
[0146] 在三台浆液循环栗同时运行的条件下，脱硫效率在添加脱硫阻垢剂ZGSJ前后的 变化曲线见图9。脱硫效率按下式计算：
[0148] 式中：
[0149] η 脱硫效率；
[0150] Cs02jg--原烟气中二氧化硫浓度（标、干，6% O2)，mg/Nm3;
[0151] Csq2净一一净烟气中二氧化硫浓度（标、干，6% 02)，mg/Nm3;
[0152] 由图9可以看出，原烟气中SO2的浓度的波动对脱硫效率有影响，随SO 2浓度的增 加，脱硫效率降低。这主要是因为，在石灰石浆液浓度不变的条件下，原烟气中SO2的浓度 增加，使反应中的[Ca]/[S]比减小，因而循环浆液吸收SO 2的能力变小。当加入ZGSJ后，不 同原烟气SO2浓度下的系统脱硫效率照比不添加ZGSJ均有不同程度的提升。并且随着原烟 气SO 2浓度的增加，脱硫效率下降幅度也有所减缓。这是因为脱硫阻垢剂中的成分可以强化 H+由气相向固相的传递，同时促进SO 2和CaCO 3的溶解，加速SO 2的化学吸收，因此提高了脱 硫效率，并且减缓了脱硫效率的下降速度。
[0153] 2. 4. 3脱硫系统添加 ZGSJ阻垢剂后对浆液pH值的影响
[0154] 为了保证石灰石的快速溶解和SO2的有效吸收，脱硫浆液的pH值取值范围最好控 制在5-6之间。低于5时，不仅SO 2的吸收会受到抑制，而且会加剧脱硫系统的腐蚀；高于 6时，不仅不利于石灰石的溶解，而且脱硫系统容易结垢。目前，国内电厂普遍存在煤炭供 应紧张的情况，经常买不到设计或校核煤种的煤。在这种情况下，进入吸收塔的含硫量超过 了吸收塔的处理能力，一方面造成吸收塔内浆液浓度增高，大于石膏的过饱和度，形成石膏 垢；另一方面，PH值无法控制只能不断加石灰石浆液，如果氧化风机的氧化能力不够，会造 成浆液中亚硫酸钙浓度偏高，亚硫酸钙比较黏，容易包裹在石灰石颗粒的表面，形成浆液闭 塞，还容易包裹在石膏颗粒表面，最后亚硫酸钙和硫酸钙一起同时析出，形成这两种物质的 混合结晶，即CSS垢。
[0155] 图10是在石灰石新鲜浆液的供浆量保持不变，同时原烟气SO2浓度保持稳定的条 件下，添加脱硫阻垢剂ZGSJ前后，吸收塔浆液的pH值随时间而变化的情况。从图10中可 以看出，机组负荷升高和原烟气SO 2浓度在短时间内下降很快，当不添加 ZGSJ时，浆液pH值 下降的速度较快，90min后，pH值下降了 0.35,pH从5. 7下降到5. 5只用了 75min。而添加 ZGSJ之后，浆液pH值下降的速度减慢，90min后，pH值下降了 0. 25，下降的幅度比添加 ZGSJ 前有所减缓