工业烟气脱硫系统运行中的常见问题与控制措施

引言

随着工业的快速发展，烟气中二氧化硫排放对环境的影响日益凸显，脱硫成为工业污染治理的重要环节。石灰石/石膏湿法脱硫因脱硫效率高、技术成熟等优势，在工业领域广泛应用。然而该系统在长期运行中，易受多种因素影响出现各类问题，导致脱硫效果下降、运行成本增加，甚至引发环境风险。因此，深入研究石灰石/石膏湿法脱硫系统的运行规律，剖析常见问题成因，并提出科学有效的控制措施，对保障系统稳定运行、提升脱硫效果具有重要现实意义。

1 石灰石/石膏湿法脱硫系统的基础原理与工艺流程

1.1 湿法脱硫的核心反应机理

石灰石/石膏湿法脱硫的核心是利用石灰石（ CaCO₃ ）作为脱硫剂，与烟气中的二氧化硫（ SO₂ ）在水溶液中发生一系列化学反应，最终生成可回收利用的石膏（ CaSO₄⋅2H₂O ）。烟气中的 SO₂ 与吸收塔内的浆液接触，溶解于水中生成亚硫酸（ H₂S0₃ ），这一过程是气体传质的关键环节，受浆液温度、pH 值、气液接触面积等因素影响。亚硫酸与浆液中的石灰石发生中和反应，生成亚硫酸钙（ CaSO₃ ）和二氧化碳（ CO₂ ），亚硫酸钙在浆液中以悬浮态存在。为促进反应彻底进行并生成稳定的石膏，系统会向浆液中鼓入空气，将亚硫酸钙氧化为硫酸钙（ CaSO₄ ），硫酸钙再与水分子结合形成二水石膏。整个反应过程需维持适宜的化学环境，确保各步反应有序推进，从而高效去除烟气中的 SO₂, 。

1.2 典型系统组成模块的理论功能

石灰石/石膏湿法脱硫系统由多个核心模块构成，各模块在理论上承担特定功能以保障系统整体运行。石灰石浆液制备模块负责将石灰石原料研磨成粉，再与水按一定比例混合制成合格浆液，为脱硫反应提供充足反应物，其制备质量直接影响后续脱硫效率。脱硫塔模块是反应核心区域，内部设置喷淋装置、除雾器等部件，喷淋装置将浆液均匀喷洒，增大与烟气接触面积，确保二氧化硫充分吸收，除雾器则去除烟气中携带的液滴，避免后续设备腐蚀与堵塞。石膏脱水模块通过真空皮带脱水机等设备，将脱硫塔排出的石膏浆液进行脱水处理，使石膏含水率降至合格范围，便于储存与资源化利用，同时分离出的水可循环回浆液制备系统实现水资源回收。

2 工业烟气脱硫系统运行中的常见问题分类

2.1 浆液循环与反应效率类问题

在浆液循环环节，易出现循环泵故障导致浆液输送中断或流量不足的问题，这会使脱硫塔内浆液喷淋量减少，烟气与浆液接触不充分，直接降低脱硫效率。同时浆液管道易因浆液中杂质沉积或浆液浓度过高发生堵塞，不仅影响浆液正常循环，还可能引发管道压力骤升，对设备造成损坏。在反应效率方面，若浆液pH 值控制不当，过高会导致石灰石利用率降低，增加运行成本，过低则会抑制二氧化硫吸收反应，使脱硫效率下降；浆液中石灰石颗粒细度不符合要求，颗粒过粗会减少与亚硫酸的接触面积，延缓反应进程，同样导致反应效率不佳，难以达到预期脱硫效果。

2.2 副产物生成与排放控制类问题

副产物生成过程中常见石膏品质不达标问题，表现为石膏纯度低、含水率过高或含有较多杂质，这会降低石膏的资源化利用价值，若直接堆放还会造成二次污染。石膏脱水系统故障，如真空皮带脱水机密封不严、滤布堵塞等，是导致石膏含水率超标的重要原因，而浆液中杂质含量过高则会影响石膏纯度。在排放控制方面，脱硫后烟气中二氧化硫浓度可能超标，主要因脱硫反应不充分或系统运行参数异常所致，若排放至大气会造成环境污染，不符合环保标准；同时，系统排水若处理不当，水中含有的重金属离子、悬浮物等污染物超标排放，也会对周边水体环境造成危害。

3 常见问题的理论控制措施分析

3.1 浆液参数调控的理论策略

针对浆液参数影响系统运行的问题，需从多方面制定调控策略。在 pH 值调控上，应根据烟气中二氧化硫浓度实时监测浆液 pH 值，通过自动控制系统精准调节石灰石浆液的投加量，将 pH 值稳定在 6.0-6.5 的适宜范围，既保证二氧化硫吸收效率，又提高石灰石利用率，避免因 pH 值波动影响反应效果。对于浆液浓度需控制在 15%-25% 的合理区间，定期检测浆液浓度，若浓度过高可适当增加补水量；若浓度过低则减少补水量或增加石灰石投加量，确保浆液具备良好的流动性与反应活性。此外，严格控制石灰石颗粒细度，要求粒径在 325 目以上，通过优化研磨工艺保证颗粒均匀，增大反应接触面积提升反应效率。

3.2 设备运行优化的理论路径

设备运行优化需从日常维护与运行参数调整两方面入手,对于浆液循环泵应建立定期巡检制度，检查泵体密封、轴承温度等运行状态，及时更换磨损部件，避免因部件故障导致流量不足；根据系统负荷变化合理调整循环泵运行台数与转速，确保浆液循环量与烟气处理量匹配，既保证脱硫效果又降低能耗。针对脱硫塔内除雾器，定期进行冲洗，防止液滴与杂质沉积堵塞通道，影响除雾效果；同时监测除雾器前后压差，根据压差变化调整冲洗频率与时长，确保除雾器稳定运行。对于石膏脱水系统的真空皮带脱水机，定期检查滤布完好性，及时更换破损滤布保证脱水效果；优化真空度与皮带运行速度，使石膏含水率控制在 10% 以下提升石膏品质。

3.3 副产物管理的理论方法

为解决副产物生成与排放控制类问题，需建立完善的副产物管理理论方法。在石膏品质与产量控制上，应优化石膏结晶环境，通过调整浆液搅拌强度、控制氧化空气量与分布均匀性，促进石膏晶体生长，形成颗粒粗大、易于脱水的石膏晶体；同时严格控制石灰石浆液的纯度，减少杂质混入提升石膏纯度，确保石膏满足建材行业利用要求，实现资源化回收。对于脱硫废水处理，需采用“预处理+深度处理”的工艺路线，预处理阶段通过中和、沉淀去除废水中重金属离子与大部分悬浮物，深度处理阶段采用反渗透、蒸发结晶等技术去除水中的盐分，使废水达标排放或实现循环利用；需根据废水水质变化，实时调整处理药剂的投加量确保处理效果稳定。还应加强对烟气排放参数的实时监测，设置在线监测系统，实时监控烟气 SO₂ 浓度、排烟温度等指标，一旦发现超标及时调整系统运行参数，确保烟气稳定达标排放。

结语

石灰石/石膏湿法脱硫系统作为工业烟气脱硫的关键技术手段，其运行稳定性与脱硫效率直接关系到工业污染治理成效。本文通过对系统基础原理与工艺流程的阐述，明确了各模块功能与核心反应机制；通过分类分析运行中的常见问题，揭示了浆液循环、副产物控制等环节存在的关键问题；并从参数调控、设备优化、副产物管理三方面提出了理论控制措施。这些研究成果为解决系统运行问题、提升脱硫效果提供了理论支撑。未来，还需结合实际运行情况，进一步优化控制措施，推动石灰石/石膏湿法脱硫技术不断完善，为工业绿色发展提供更有力的技术保障。

参考文献

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