李立(神華包頭煤化工有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古包頭 014010)

?

石灰石
—濕法煙氣脫硫石膏脫水困難因素分析及解決辦法

李立
(神華包頭煤化工有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古包頭 014010)

【摘 要】針對(duì)火電廠濕法脫硫系統(tǒng),結(jié)合實(shí)例,對(duì)可能造成石膏脫水困難的常見因素進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,石膏脫水系統(tǒng)運(yùn)行情況的優(yōu)劣直接影響石膏脫水效果,且原煙氣SO2濃度和飛灰含量,脫硫系統(tǒng)反應(yīng)條件,吸收塔系統(tǒng)運(yùn)行狀況,廢水處理系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀況,石灰石漿液品質(zhì)等均影響石膏脫水效果。

【關(guān)鍵詞】濕法煙氣脫硫 SO2吸收塔系統(tǒng) 石膏脫水

【Abstract】Wet flue gas desulfurization system for thermal power plants, with examples, may cause the gypsum dewatering analysis of common factors were difficult.Results showed that gypsum dewatering system will directly affect the gypsum dewatering and original content in fly ash and flue gas SO2concentrations, desulfurization reaction conditions, the absorber system health, wastewater treatment systems and equipment operating conditions, quality of limestone slurry effect of gypsum dewatering effect.

【Keywords】Wet flue gas desulphurization;SO2;The absorber system;The gypsum dewatering;Limestone slurry

石膏脫水系統(tǒng)包括石膏旋流器、真空皮帶脫水機(jī)和真空泵等關(guān)鍵設(shè)備。吸收塔底部的石膏漿液通過石膏排出泵,泵入石膏旋流器。旋流器具有雙重作用:即石膏漿液預(yù)脫水和石膏晶體分級(jí)。進(jìn)入水力旋流器的石膏懸浮切向流動(dòng)產(chǎn)生離心運(yùn)動(dòng),細(xì)小的微粒從旋流器的中心向上流動(dòng)形成溢流,石膏旋流器中重的固體微粒被拋向旋流器壁,并向下流動(dòng),形成含固濃度為50%的底流。石膏旋流器的底流經(jīng)石膏漿液分配器進(jìn)入二級(jí)脫水系統(tǒng)。真空皮帶脫水機(jī)將經(jīng)水力旋流器一級(jí)脫水后的石膏漿液進(jìn)一步脫水至含固率達(dá)到90%以上。石膏含水率是衡量石膏品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo),但是實(shí)際運(yùn)行中石膏脫水處理較為困難。因此,本文將從整個(gè)石灰石—濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中對(duì)造成石膏脫水困難的常見因素進(jìn)行分析,并結(jié)合工廠實(shí)例提出處理建議。

1 脫水困難因素分析

1.1 SO2濃度超標(biāo)

當(dāng)吸收塔入口SO2濃度增大較大時(shí),特別當(dāng)SO2濃度超過設(shè)計(jì)值,氧化風(fēng)量也是無(wú)法改變,不僅吸收劑不足以吸收過量SO2,而鼓入吸收塔的氧化空氣量并未隨之增加所以氧化風(fēng)機(jī)提供的氧化空氣里也不能充分將漿液中的亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣,造成漿液中亞硫酸鈣含量較高,這樣不僅使石膏品質(zhì)變差,會(huì)造成石膏結(jié)晶困難,并將導(dǎo)致石膏脫水困難。

1.2 入口含塵量偏高,導(dǎo)致吸收塔漿液“中毒”

入口含塵量偏高可以直接導(dǎo)致吸收塔漿液“中毒”。這是因?yàn)榉蹓m在一定程度上阻礙了SO2與脫硫劑的接觸,降低了石灰石中鈣離子的溶解速率,同時(shí),煙氣中不斷溶出的重金屬離子會(huì)抑制Ca2＋與HSO3－反應(yīng)。此外,煙塵中的AI3＋會(huì)與液相中的F-反應(yīng)生成對(duì)石灰石有包裹作用的氟化鋁絡(luò)合物,使脫硫效率降低。同時(shí)粉塵粒徑要遠(yuǎn)小于石膏粒徑,所以較細(xì)顆粒的粉塵會(huì)堵塞濾布,導(dǎo)致石膏脫水困難。如果煙塵含量測(cè)量?jī)x表不準(zhǔn),最直接的方法可以取樣沉淀,如果沉淀的固體物質(zhì)中上部的黑色灰狀物質(zhì)超過總量的1/3(正常的應(yīng)在1/4以下),就說明入口的煙塵含量太大了。

1.3 漿液PH值

漿液PH值高利于SO2的吸收,卻不利于CaCO3的溶解,反之漿液PH值高利于CaCO3的溶解,卻不利于SO2的吸收。實(shí)際運(yùn)行中PH值控制在4.8-5.6之間,PH值過高將導(dǎo)致殘余的過量石灰石進(jìn)入吸收塔漿液中,而PH值過低將生成較多的亞硫酸鹽。因此,PH值過高或過低均造成石膏品質(zhì)的下降,并影響石膏的脫水效果。

1.4 吸收塔液位

吸收塔液位一般控制在7—8米,正常為7.5米。適當(dāng)提高吸收塔液位,為晶體的生長(zhǎng)提供足夠的空間,石膏結(jié)晶同時(shí)也需要一定時(shí)間,如果漿液在塔內(nèi)停留時(shí)間過短,則生成的石膏顆粒粒徑過小,不利于石膏的分離,同時(shí)也不利于脫水;如果結(jié)晶時(shí)間過長(zhǎng),則生成不利于脫水的塊狀或棱柱狀石膏晶體。

1.5 氧化空氣量

正常情況下需要將亞硫酸鈣強(qiáng)制氧化成硫酸鈣,當(dāng)吸收塔入口SO2增大時(shí),很容易發(fā)生氧化不充分的現(xiàn)象。當(dāng)氧化空氣里下降時(shí),漿液中的亞硫酸鈣濃度增大,將擬制CaCO3的溶解,轉(zhuǎn)化成石膏量也相對(duì)減少,同時(shí)由于CaCO3的粒徑較小漿液又?jǐn)M制CaCO3的溶解,從而造成脫水困難,通過石膏顏色可以發(fā)現(xiàn)石膏變白。這時(shí)從吸收塔取石膏漿液樣,石膏漿液成灰白色,沉淀速度較慢。

1.6 脫硫反應(yīng)體系中的雜質(zhì)主要來(lái)源于煙氣中的飛灰和石灰石中的雜質(zhì),造成的影響主要有

(1)當(dāng)吸收塔內(nèi)漿液氯離子濃度越低時(shí),石膏的脫水性能越好,但隨著氯離子濃度的增大,石膏含水率也不斷升高,主要原因?yàn)?大量氯離子的存在會(huì)影響石膏結(jié)晶過程,使得石膏晶體發(fā)生變化,不利于脫水;氯離子與鈣離子結(jié)合成穩(wěn)定的帶有結(jié)晶水的氯化鈣,把一定量的水留在了石膏晶體內(nèi)部,造成石膏含水率上升;氯化鈣留在石膏晶體之間,堵塞了通道,使石膏脫水變得困難。(2)石膏漿液雜質(zhì)中存在的大量的鐵離子和鋁離子,易與氯離子形成為膠體化合物,膠體濃度越大粘度越大。氯化鐵也是制備膠體鐵的主要原料,這些粘性大、粒徑小的膠體存在于石膏中,會(huì)影響石膏的脫水性能。

1.7 真空皮帶機(jī)異常

石膏脫水系統(tǒng)包括石膏旋流器、真空皮帶脫水機(jī)和真空泵等關(guān)鍵設(shè)備。吸收塔底部的石膏漿液通過石膏排出泵,泵入石膏旋流器。旋流器具有雙重作用:即石膏漿液預(yù)脫水和石膏晶體分級(jí)。進(jìn)入水力旋流器的石膏懸浮切向流動(dòng)產(chǎn)生離心運(yùn)動(dòng),細(xì)小的微粒從旋流器的中心向上流動(dòng)形成溢流,石膏旋流器中重的固體微粒被拋向旋流器壁,并向下流動(dòng),形成含固濃度為50%的底流。真空皮帶脫水機(jī)將經(jīng)水力旋流器一級(jí)脫水后的石膏漿液進(jìn)一步脫水至含固率達(dá)到90%以上。脫水機(jī)的真空度能夠反應(yīng)出石膏脫水效果的好壞,真空皮帶機(jī)的真空度與石膏含水率有直接關(guān)系,皮帶機(jī)真空度升高,則抽取真空時(shí)壓力增加,反應(yīng)出石膏含水率增大。抽取真空時(shí)壓力增加:一是脫水設(shè)備運(yùn)行異常,如沖洗水壓力低或?yàn)V布的原因都會(huì)使皮帶機(jī)脫水效果變差;二是石膏漿液本身的原因,如漿液中石膏晶體過小或漿液中的雜質(zhì)含量增加等引起濾布的堵塞,使?jié){液中的水不容易從濾布孔隙中分離出來(lái)。

2 脫水困難解決方法

2.1 積極協(xié)調(diào)燃料配煤,降低燃煤硫分

通過生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng),將之前幾天脫硫入口硫含量數(shù)據(jù)匯報(bào)給生產(chǎn)調(diào)度,及時(shí)調(diào)整電廠供配煤,確保煙氣含硫量在設(shè)計(jì)值內(nèi)運(yùn)行。因此如果煙氣中的含硫量過大,最直接的辦法還是以采購(gòu)合格含硫量的燃煤為根本。

2.2 對(duì)除塵全面檢查,確保高壓柜及布袋除塵設(shè)備投入

需要加強(qiáng)對(duì)除塵器的全面檢查,分別查看各個(gè)高壓柜的二次電流是否在合適的范圍內(nèi)。在此提一點(diǎn),如果發(fā)現(xiàn)高壓柜全部在投,且電壓正常,但效果還是較差時(shí),就要對(duì)現(xiàn)在常用的頂部電磁振打進(jìn)行檢查,振打好壞,頻率如何都是關(guān)鍵。再一個(gè)是灰斗振打,要保證定時(shí)振打,確保下灰順暢。

2.3 嚴(yán)密監(jiān)督石灰石質(zhì)量

大部分廠是采用外購(gòu)石灰石粉,對(duì)此確保車車化驗(yàn),制定嚴(yán)格的考核管理。如果石灰石粉不合格,明顯表現(xiàn)是加大供漿量后PH值也達(dá)不到規(guī)定值,停止供漿后PH值也下降的很緩慢。石灰石粉的指標(biāo)控制是250目過篩,純度不小于90%,CaO含量不小于50%。

2.4 加強(qiáng)對(duì)石膏旋流器的監(jiān)控及維修

對(duì)于石膏旋流器的操作并不多,最直接的方法就是通過石膏排出泵出口或石膏旋流器旋流子閥門來(lái)調(diào)整壓力。日常維護(hù)要加強(qiáng)檢查石膏排出泵出口壓力,旋流器底流口液體流出的狀態(tài),當(dāng)噴出的為霧狀時(shí)效果為最佳,接近直流時(shí)效果已經(jīng)變差,此時(shí)可以考慮更換噴嘴。也可以通過測(cè)量旋流器出口濃度,當(dāng)旋流后達(dá)不到40-50%的分離效果就要考慮更換旋流器或旋流子。

2.5 保持真空皮帶機(jī)的最佳工作狀態(tài)

皮帶機(jī)的問題也就是通過關(guān)注真空度的高低、石膏含水率及石膏分離效果關(guān)來(lái)確定脫水運(yùn)行狀況的好壞,當(dāng)鍋爐投油燃燒,油脂進(jìn)入吸收塔內(nèi)與漿液混合也會(huì)影響脫水效果,也就是鍋爐要盡可能減少投油燃燒時(shí)間。另外真空泵的運(yùn)行狀態(tài)、沖洗水壓力、皮帶轉(zhuǎn)速等都會(huì)影響脫水效果。

2.6 提高漿液氧化程度

正常運(yùn)行時(shí)氧化風(fēng)機(jī)要注意出口壓力的變化,并定期切換氧化風(fēng)機(jī)運(yùn)行,當(dāng)發(fā)現(xiàn)出口壓力增大時(shí)(吸收塔液位、濃度正常),估計(jì)氧化風(fēng)管已經(jīng)結(jié)垢嚴(yán)重,在吸收塔大檢修時(shí)要對(duì)氧化風(fēng)機(jī)及氧化風(fēng)管進(jìn)行清垢處理。

2.7 其他措施

某廠就曾發(fā)生過密度計(jì)故障后,沒有及時(shí)進(jìn)行脫水,導(dǎo)致塔內(nèi)石灰石粉含量逐漸升高,導(dǎo)致脫水困難。所以保持儀表準(zhǔn)確程度是脫硫運(yùn)行的關(guān)鍵,運(yùn)行人員要加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)儀器的檢查,定期進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù),發(fā)現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)及時(shí)查找原因解決。保持吸收塔漿液PH值在5.0—5.5之間,防止吸收塔漿液PH值過高或過低。PH值過低漿液呈酸性不能吸收SO2使脫硫效率降低同時(shí)對(duì)塔內(nèi)設(shè)備腐蝕較大,PH值過高導(dǎo)致漿液中的石灰石量增多,多以PH值過高或過低都不利于運(yùn)行穩(wěn)定。另外,加強(qiáng)廢水系統(tǒng)的投運(yùn)效率,使吸收塔內(nèi)漿液重金屬離子含量及吸收塔內(nèi)CL-含量在20000ppm以下不超標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)加強(qiáng)對(duì)除塵器出口、脫硫入口粉塵含量的監(jiān)控,使進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的粉塵含量越低越好。(2)對(duì)吸收塔內(nèi)漿液的PH值、密度、吸收塔液位、氧化風(fēng)量等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,確保脫硫反應(yīng)在正常的條件下進(jìn)行。(3)加強(qiáng)對(duì)石膏漿液品質(zhì)及脫硫石灰石品質(zhì)的監(jiān)管。(4)保證廢水處理系統(tǒng)的正常投運(yùn),堅(jiān)持定期排放廢水,減少吸收塔內(nèi)雜質(zhì)的含量。