2. 석고 슬러리 품질의 영향

1. 슬러리 밀도

슬러리 밀도의 크기는 흡수탑 내 슬러리의 밀도를 나타냅니다. 밀도가 너무 작으면 슬러리 내 CaSO4 함량이 낮고 CaCO3 함량이 높다는 것을 의미하며, 이는 CaCO3 낭비를 직접적으로 초래합니다. 또한, CaCO3 입자가 작아 석고 탈수 공정이 어려워지기 쉽습니다. 반대로 슬러리 밀도가 너무 크면 슬러리 내 CaSO4 함량이 높다는 것을 의미합니다. CaSO4 함량이 높으면 CaCO3 용해가 저해되고 SO2 흡수가 억제됩니다. CaCO3는 석고 슬러리와 함께 진공 탈수 시스템으로 유입되어 석고 탈수 효과에도 영향을 미칩니다. 습식 연도 가스 탈황의 이중탑 이중순환 시스템의 장점을 최대한 활용하기 위해서는 1단 탑의 pH 값을 5.0±0.2 범위 내로, 슬러리 밀도를 1100±20kg/m³ 범위 내로 제어해야 합니다. 실제 운전 시, 해당 설비의 1단 탑 슬러리 밀도는 약 1200kg/m³이며, 최대 가동 시에는 1300kg/m³에 도달하기도 하지만, 항상 높은 수준으로 유지되고 있습니다.

2. 슬러리의 강제 산화 정도

슬러리의 강제 산화는 슬러리에 충분한 공기를 주입하여 아황산칼슘이 황산칼슘으로 산화되는 반응을 완전하게, 즉 산화율이 ​​95% 이상이 되도록 하여 슬러리 내에 결정 성장에 필요한 다양한 석고 결정이 충분히 존재하도록 하는 것입니다. 산화가 충분하지 않으면 아황산칼슘과 황산칼슘의 혼합 결정이 생성되어 스케일 형성을 유발할 수 있습니다. 슬러리의 강제 산화 정도는 산화 공기량, 슬러리 체류 시간, 슬러리 교반 효과 등의 요인에 따라 달라집니다. 산화 공기량이 부족하거나, 슬러리 체류 시간이 너무 짧거나, 슬러리가 고르게 분포되지 않거나, 교반 효과가 불량하면 모두 탑 내 CaSO₃·1/2H₂O 함량이 과도하게 높아집니다. 국부적인 산화가 불충분하면 슬러리 내 CaSO₃·1/2H₂O 함량이 현저히 높아져 석고 탈수가 어려워지고 수분 함량이 증가하게 됩니다.

3. 슬러리 내 불순물 함량 슬러리 내 불순물은 주로 연도 가스와 석회석에서 유래합니다. 이러한 불순물은 슬러리 내에서 불순물 이온을 형성하여 석고의 격자 구조에 영향을 미칩니다. 연기에 지속적으로 용해된 중금속은 Ca2+와 HSO3-의 반응을 저해합니다. 슬러리 내 F-와 Al3+ 함량이 높으면 불소-알루미늄 착물인 AlFn이 생성되어 석회석 입자 표면을 덮어 슬러리 오염을 유발하고 탈황 효율을 저하시킵니다. 또한, 미세한 석회석 입자가 불완전 반응된 석고 결정에 혼입되어 석고 탈수를 어렵게 합니다. 슬러리 내 Cl-는 주로 연도 가스와 공정수 내의 HCl에서 유래합니다. 공정수 내의 Cl- 함량은 상대적으로 적으므로 슬러리 내 Cl-는 주로 연도 가스에서 유래합니다. 슬러리에 Cl- 이온이 다량 존재할 경우, Cl- 이온은 결정에 둘러싸여 슬러리 내의 일정량의 Ca2+ 이온과 결합하여 안정적인 CaCl2를 형성하고, 이 과정에서 결정 내에 일정량의 수분이 남게 됩니다. 동시에, 슬러리 내의 일정량의 CaCl2는 석고 결정 사이에 남아 결정 사이의 자유수 통로를 막아 석고의 함수율이 증가하게 됩니다.

3. 장비 작동 상태의 영향

1. 석고 탈수 시스템 석고 슬러리는 석고 배출 펌프를 통해 석고 사이클론으로 이송되어 1차 탈수가 진행됩니다. 하부 유출 슬러리가 고형분 함량이 약 50%까지 농축되면 진공 벨트 컨베이어로 이송되어 2차 탈수가 이루어집니다. 석고 사이클론의 분리 효과에 영향을 미치는 주요 요인은 사이클론 입구 압력과 모래 침전 노즐의 크기입니다. 사이클론 입구 압력이 너무 낮으면 고액 분리 효과가 떨어지고 하부 유출 슬러리의 고형분 함량이 낮아져 석고 탈수 효과가 저하되고 수분 함량이 증가합니다. 반대로 사이클론 입구 압력이 너무 높으면 분리 효과는 좋아지지만 사이클론의 분류 효율이 떨어지고 장비 마모가 심해집니다. 모래 침전 노즐의 크기가 너무 크면 하부 유동 슬러리의 고형분 함량이 낮아지고 입자 크기가 작아져 진공 벨트 컨베이어의 탈수 효과에 영향을 미칠 수 있습니다.

진공도가 너무 높거나 낮으면 석고 탈수 효과에 영향을 미칩니다. 진공도가 너무 낮으면 석고에서 수분을 제거하는 능력이 저하되어 석고 탈수 효과가 떨어집니다. 반대로 진공도가 너무 높으면 필터 천의 틈새가 막히거나 벨트가 이탈하여 석고 탈수 효과가 저하될 수 있습니다. 동일한 작업 조건에서 필터 천의 통기성이 좋을수록 석고 탈수 효과가 좋습니다. 필터 천의 통기성이 좋지 않아 필터 통로가 막히면 석고 탈수 효과가 떨어집니다. 필터 케이크 두께 또한 석고 탈수에 상당한 영향을 미칩니다. 벨트 컨베이어 속도가 감소하면 필터 케이크 두께가 증가하고 진공 펌프의 필터 케이크 상층부 제거 능력이 약해져 석고의 수분 함량이 증가합니다. 벨트 컨베이어 속도가 증가하면 필터 케이크 두께가 감소하여 국부적인 필터 케이크 누출이 발생하기 쉽고, 진공이 파괴될 뿐만 아니라 석고의 수분 함량이 증가할 수 있습니다.

2. 탈황 폐수 처리 시스템의 비정상적인 운전이나 적은 폐수 처리량은 탈황 폐수의 정상적인 방류에 영향을 미칩니다. 장기간 운전 시, 연기나 먼지 등의 불순물이 슬러리에 지속적으로 유입되고, 슬러리 내 중금속, Cl-, F-, Al- 등의 농도가 계속 증가하여 슬러리 수질이 지속적으로 악화되고, 탈황 반응, 석고 생성 및 탈수 공정의 정상적인 진행에 영향을 미칩니다. 슬러리 내 Cl-을 예로 들면, 발전소 1차 흡수탑 슬러리의 Cl- 함량은 22,000mg/L에 달하며, 석고의 Cl- 함량은 0.37%에 이릅니다. 슬러리 내 Cl- 함량이 약 4,300mg/L일 때 석고의 탈수 효과가 더 좋습니다. 염화이온 함량이 증가함에 따라 석고의 탈수 효과는 점차 저하됩니다.