# 脱硫塔结垢堵塞，从石膏相对过饱和度查起

喷淋层喷嘴糊死、除雾器压差持续上涨、循环泵入口滤网三天两头堵——石灰石-石膏湿法脱硫的这些老毛病，现场通常的处理办法是停机冲洗，严重时用高压水打。冲完能撑一段时间，然后再堵。

循环往复的根源，多半不在喷嘴上，而在浆液里石膏的过饱和程度。判断这件事只需要一个量：石膏相对过饱和度。

一、什么是石膏相对过饱和度

吸收塔浆液中的硫酸钙以二水硫酸钙（CaSO₄·2H₂O，即石膏）形式结晶析出。相对过饱和度 σ 描述的是溶液中石膏浓度超出饱和浓度的程度：

σ = (C − Cs) / Cs

其中 C 为浆液中石膏的实际浓度，Cs 为该温度、离子强度下的饱和浓度。

σ 的物理意义很直接：

• σ 过低：结晶推动力不足，石膏颗粒长不大，浆液里全是细晶，脱水困难

• σ 适中：石膏在已有的石膏晶体表面生长，形成可排出的大颗粒，这是正常状态

• σ 过高：溶液无法靠现有晶种消耗掉过饱和量，转而在塔壁、喷嘴、除雾器叶片、管壁这些异相表面成核结晶，这就是硬垢

工程上通常要求把 σ 控制在 1.3 以内，超过 1.4 后硬垢风险显著上升。具体限值需按项目浆液条件确定，但"控制在 1.3 以内"是可以拿来做日常判据的量级。

关键点在于：结晶发生在哪里，决定了它是产品还是故障。同样是析出石膏，长在石膏晶种上叫产品，长在设备表面上叫结垢。

二、什么把 σ 推高了

1. 氧化率不足（首先要查的一项）

吸收塔里 SO₂ 与石灰石反应首先生成亚硫酸钙（CaSO₃·1/2H₂O），再经氧化风机鼓入的空气氧化成石膏：

CaSO₃ + 1/2 O₂ + 2H₂O → CaSO₄·2H₂O

如果氧化的速度跟不上生成的速度，会发生两件事：一是 CaSO₃ 本身溶解度远低于石膏，以软垢形式沉积；二是未氧化的亚硫酸根会抑制石膏结晶，使石膏的过饱和度升高，反过来又加剧表面结晶。

氧化率的计算很直接：

氧化率 = n(CaSO₄) / [n(CaSO₄) + n(CaSO₃)] × 100%

按固相摩尔数计，正常运行时应高于 95%。低于这个数，后续的结垢问题基本都从这里长出来。

降低氧化率的常见原因：

• 氧化风量不足或分布不均：氧化管网局部堵塞，塔内出现"死区"

• 浆液 pH 偏高：较低的 pH 有利于亚硫酸根氧化，但 pH 过低又会影响 SO₂ 吸收效率和石灰石溶解，需要折中，通常控制在 5.0~5.5 附近

• 氧化区有效容积不足：浆液停留时间不够，氧化反应没走完就进入下一个循环

2. 浆液密度与晶种浓度失控

石膏结晶需要晶种。浆液中保持一定浓度的石膏固体（含固量一般按 10%~20%、浆液密度约 1080~1150 kg/m³ 控制），过饱和度才能被及时消耗。

问题常出在石膏排出泵的运行方式上。间歇、大流量排出会让浆液密度在很宽的区间内剧烈波动：排之前密度高、晶种多，排之后密度骤降、晶种不足，σ 随之冲高。改成连续小流量排出，密度和晶种浓度都稳，σ 的峰值被削平。

3. 石灰石活性与细度

石灰石粉过粗或活性不足时，溶解速度跟不上 SO₂ 负荷，会造成两个后果：一是浆液 pH 波动大，二是未反应的 CaCO₃ 夹带到石膏中，石膏纯度下降、脱水变差。

一般的细度要求量级是 250 目（约 44 μm）筛余小于 10%，具体按合同和石灰石来源确定。换矿源时必须重新校核。

4. 氯离子富集

Cl⁻ 在浆液中不断累积，会抑制石灰石溶解、降低脱硫效率，并加剧设备腐蚀。工程上通常按 10000~20000 mg/L 设控制上限，超过就要排脱硫废水。这一项虽然不直接推高 σ，但会让前面三项全面恶化，算是"结垢的放大器"。

三、排查顺序

我们（宝莱尔）在脱硫系统做诊断时，一般按这个顺序走，而不是先看喷嘴：

1. 取浆液样，测 pH、密度、CaSO₄·2H₂O、CaSO₃·1/2H₂O、CaCO₃、Cl⁻、Mg²⁺ 含量

1. 算氧化率，确认是否达到 95%

1. 核算氧化风量，按 SO₂ 脱除量算理论需氧量，再看实际供风的过量系数，同时检查氧化支管是否堵塞

1. 查石膏排出泵运行记录，看是连续还是间歇，密度波动幅度多大

1. 测石灰石粉细度和活性，与设计要求比对

1. 查 Cl⁻ 与废水排放量，确认是否在控制范围内

1. 最后才看喷淋层和喷嘴，并检查除雾器冲洗的周期、水压、覆盖率是否到位

第 7 步是结果，不是原因。跳过前六步直接清洗喷嘴，等于把症状清掉、把病因留下。

四、四个容易踩的坑

坑一：一见结垢就加垢分散剂。 分散剂能延缓晶体在表面的附着，但 σ 长期超标时它压不住。它是辅助手段，不是解决方案。

坑二：以为结垢都是石膏。 脱硫系统的垢至少有三类——石膏硬垢、亚硫酸钙软垢、以及飞灰带入的硅铝盐沉积物。三者的清洗方式差异很大：软垢靠氧化，石膏硬垢靠机械或化学清洗，飞灰沉积要在除尘器侧解决。

坑三：只盯 pH 不盯密度。 pH 合格但密度长期超限的系统，结垢一样会来。

坑四：把泡沫当液位。 浆液起泡会造成液位虚高，导致误判而停止排石膏，进而推高 σ。如果液位波动与密度变化对不上，先查起泡，而不是调液位计。