石灰石/石灰湿法烟气脱硫系统的结垢问题1
石灰石_石膏湿法脱硫真空皮带脱水机常见问题探讨及处理方法
石灰石/石膏湿法脱硫真空皮带脱水机常见问题探讨及处理方法发布时间:2021-07-20T10:54:09.863Z 来源:《当代电力文化》2021年9期作者:刘彬[导读] 真空皮带脱水机主要是依靠真空吸力在石膏浆液中对水进行刘彬大唐滨州发电有限公司山东滨州 256600摘要:真空皮带脱水机主要是依靠真空吸力在石膏浆液中对水进行抽吸,使固液分离。
真空脱水机适合应用在粒度小、不容易沉淀的物料,其滤料厚度能够达到3mm以上,具有液面自动控制和滤布自动调偏的特征,脱水性能良好。
但因为脱硫工艺系统非常复杂,真空皮带脱水机会出现一些问题,本文就对石灰石/石膏湿法脱硫真空皮带脱水机的常见问题以及处理方法进行探讨。
关键词:真空皮带脱水机;常见问题;处理方法;脱硫工艺前言真空皮带脱水机主要由结构支架、主动轮、从动轮、驱动装置、橡胶皮带、皮带支撑、真空箱、皮带浮动板、滤布、滤布的纠偏、滤布冲洗、轴承、加料器和滤饼清洗装置等构成。
在具体工作流程中,石灰石浆液与塔内进行吸收并同烟气中的二氧化硫和三氧化硫发生化学反应,产生硫酸钙和亚硫酸钙,再在氧化风的氧化下产生二水硫酸钙,二水硫酸钙是石膏的主要成分。
真空皮带脱水机的目的就是依靠真空吸力在石膏浆液中对水进行抽吸,达到固液分离的目的。
虽然真空皮带脱水机的脱水性能较好,在工艺流程中,经过脱水,可以形成含水量小于15%的石膏产品,可是在具体应用过程中,仍然会出现很多问题。
本文主要针对石灰石/石膏湿法脱硫真空皮带脱水机的常见问题和处理方法两个方面进行探讨。
1 石灰石/石膏湿法脱硫真空皮带脱水机的常见问题以及处理方法1.1滤布跑偏通常真空皮带脱水机都会设置滤布跑偏报警装置和自动纠偏装置,一旦滤布跑偏,就会发生警报,以此提醒工作人员。
自动纠偏装置有电动和气动两种方式,气动自动纠偏装置由传感器、调节气囊和气源分配器构成,当滤布出现跑偏情况,气源分配器会按照滤布跑偏的方向向两个调节气囊分配压缩空气,调整辊筒角度,及时纠正滤布走向,让滤布回到正确位置。
脱硫系统运行中常见问题及处理
脱硫系统运行中常见问题及处理1 引言石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺是目前较为成熟的脱硫工艺,被广泛应用于火电厂烟气净化处理系统中,我公司三四期脱硫系统陆续投入运行,在调试及运行过程中出现了一些问题,也是其它电厂经常遇到的问题。
2 吸收塔溢流问题2.1 吸收塔溢流现象调试及运行中吸收塔会发生浆液溢流现象,而且此现象很普遍。
溢流现象不是连续的,而且有一定的规律性,表面现象来看,很不好解释。
例如我公司#5吸收塔溢流管线标高为11150mm,溢流排水管线位置13110mm,上面呼吸孔标高为14000mm。
系统停运时液位正常,运行中液位显示10000mm时溢流口开始间歇性溢流,并从呼吸孔排出泡沫。
对液位计、溢流口几何高度进行校验,没有发现问题。
当液位降低到8.5米左右,烟气会从塔体溢流口冒出,造成浆液从呼吸孔喷出。
2.2 原因分析DCS显示的液位是根据差压变送器测得的差压与吸收塔内浆液密度计算得来的值,而不是吸收塔内真实液位。
由于循环泵、氧化风机的运行,而且水中杂质(有机物,盐类等)、氧量较大,而引起浆液中含有大量气泡、或泡沫,从而造成吸收塔内浆液的不均匀性,由于浆液密度表计取样来自吸收塔底部,底部浆液密度大于氧化区上部浆液密度,造成仪表显示偏低。
我公司脱硫用水采自机组循环水排污水,水质较差,有机物较高可达30~40,CL-含量超过1100 mg/l。
此时吸收塔内液位超过了表计显示液位,此时塔内液位已经达到了溢流口的高度,再加上脉冲扰动、氧化空气鼓入、浆液的喷淋等因素的综合影响而引起的液位波动,并且浆液液面随时发生变化,导致吸收塔间歇性溢流。
2.3 处理方案2.3.1 确定合理液位调试期间确定合理的运行液位,根据现场运行条件,人为降低运行控制液位计显示液位,使塔内实际液位仅高于塔体溢流口高度,防止烟气泄露。
修正吸收塔浆液密度来提高液位计显示液位,控制液位在塔体溢流口至溢流排水口标高之间。
2.3.2 加入消泡剂尽管确定液位仅高于塔体溢流口高度,也难免吸收塔浆液泡沫从呼吸孔冒出。
火电厂脱硫吸收塔运行中产生结垢的原因和解决办法
火电厂脱硫吸收塔运行中产生结垢的原因和解决办法摘要:介绍了火电厂烟气脱硫鼓泡塔系统结垢的问题,分析了运行中发生结垢原因及其产生的机理,提出了脱硫运行中解决结垢的办法。
关键词:结垢;冲洗水管;溶解度;解决办法引言:国家发展改革委和国家环保总局联合会下发了《燃煤发电机组脱硫电价及脱硫设施运行管理办法(试行)》以来,有力的加快了燃煤机组烟气脱硫设施的投运率,极大的减少了二氧化硫排放量。
随着脱硫设施的投运,脱硫系统均出现了系统结垢问题,吸收塔系统结垢已成为影响脱硫系统安全稳定运行的关键因素之一,系统内部结垢会严重影响脱硫系统的运行稳定性,必要时需停机处理。
本文以台山电厂4号机组鼓泡式吸收塔(以下简称鼓泡塔)为例,讲解鼓泡塔系统结垢产生的原因和解决办法。
1. 脱硫系统垢的形成机理1.1 “湿-干”界面结垢的形成“湿-干”界面结垢主要是吸收塔浆液在高温烟气的作用下,浆液中的水分蒸发导致浆液迅速的固化,这些含有硅、铁、铝以及钙等物质,且有一定粘性的固化后的浆液在遇到塔里部件后会粘附沉降下来,随着高温继续作用,致使沉降后的层面浆液逐渐成为结垢类似水泥的硬垢。
在鼓泡式吸收塔中烟气冷却器入口烟道、烟气冷却器喷嘴、吸收塔升气管外壁、吸收塔鼓泡管内部、氧化风喷嘴喷口位置均易形成此类结垢。
如图1所示:图1:鼓泡管内壁结垢1.2 结晶结垢的形成物质从液态到固态的转变过程统称为凝固,如果通过凝固能形成晶体结构,即为结晶。
(1)结晶硬垢在鼓泡式吸收塔内,当塔内石膏浆液过饱和度大于或等于140%时,浆液中的CaSO4将会在塔内各部件表面析出而形成结晶石膏垢,此类石膏垢以吸收塔内壁面和烟气冷却泵、石膏排出泵入口滤网侧居多,以硬垢为主。
(2)结晶软垢当脱硫系统自然氧量和强制氧量不能满足CaSO3●1/2H2O的氧化成CaSO4●2H2O时,CaSO3●1/2H2O的浓度就会上升而同硫酸钙一同结晶析出形成结晶石膏软垢。
软垢在塔内各部件表面逐渐长大形成片状垢层,但当氧化风量足够时软垢很少发生。
湿法脱硫存在的主要问题与技术探讨
湿法脱硫存在的主要问题与技术探讨摘要:经济的发展,城市化进程的加快,人们对电能的需求也逐渐增加。
在我国现代化建设阶段,燃煤电厂发挥着重要作用,也是国民经济的支柱性产业之一。
燃煤电厂的生产运作有效地满足了广大群体日常生活、生产中对电力的需求,对我国经济发展进步起到推动型作用。
燃煤发电阶段形成废水、废气等污染物,其中废水的类型较多,脱硫废水便是其中的典范。
化学沉淀是处理脱硫废水的常用方法,尽管其费用支出较少,但经该工艺处理后的污水,很难保证整体达标,污水内含盐量偏高,若未经处理直接排放很可能导致二次污染。
湿法脱硫废水零排放处理能解除如上问题,具有能耗低、环保等诸多优势。
本文就湿法脱硫存在的主要问题与技术展开探讨。
关键词:脱硫系统;问题;技术探讨;经验分享;经济运行;节能与减排引言随着环保形势的日益严格,以及《国务院关于印发水污染防治行动计划的通知》发布与执行,燃煤电厂脱硫废水零排放也成为关注重点。
脱硫废水零排放工艺是指将脱硫废水进行预处理后对废水进行采用蒸发、结晶等方法进行深度处理,达到废水零排放的目的。
1燃煤电厂脱硫废水的来源及特点在燃煤电厂,烟气污染物主要包括了二氧化硫、硫化物、氯化物、氟化物、重金属离子和烟尘等,为了防止硫化物的污染,要对含硫烟气进行脱硫处理。
按工艺特点目前主要可分湿法、半干法和干法3种烟气脱硫技术,中国烟气脱硫技术和其应用比例如图1所示,大部分燃煤电厂采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺。
湿法脱硫工艺为避免系统内污染物富集,须排放一部分废水以维持系统内污染物浓度,这部分废水主要含有大量悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属等污染物。
脱硫废水水质特点及其可能危害影响见表1。
图1中国烟气脱硫技术与其应用占比表1脱硫废水水质特点及可能危害影响2湿法脱硫存在的主要问题某公司2×330MW机组采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置,每台机组对应一座脱硫塔,烟气系统不设GGH和旁路烟道,增压风机与引风机合并设置,脱硫系统压降通过引风机克服,两台机组共用一座210m高内衬钛钢烟囱,每台机组脱硫设施原设计配置三台脱硫浆液循环泵,原脱硫设施设计脱硫出口二氧化硫排放浓度200mg/Nm3以下,为了进一步满足日益严格的污染物排放标准,2015年,通过对脱硫设施实施提效改造,目前,每座脱硫塔配置五台脱硫浆液循环泵,设计脱硫效率98.99%,在脱硫设施出口新增湿式除尘器,经过改造后,净烟气二氧化硫排放浓度达到35mg/Nm3以下,满足超低排放指标要求。
火电厂脱硫吸收塔结垢原因分析及防治措施
火电厂脱硫吸收塔结垢原因分析及防治措施发布时间:2021-12-22T04:02:42.323Z 来源:《中国电业》(发电)》2021年第15期作者:胡云龙周志忠[导读] 石灰石-石膏湿法脱硫是目前我国火电厂常用的一种脱硫方式,华能沁北电厂#3机组脱硫超净改造后采用双塔湿法脱硫。
华能沁北发电有限责任公司河南济源 459012摘要:石灰石-石膏湿法脱硫是目前我国火电厂常用的一种脱硫方式,华能沁北电厂#3机组脱硫超净改造后采用双塔湿法脱硫。
吸收塔结垢为湿法脱硫中常见的问题之一,吸收塔结垢不仅影响脱硫吸收塔的运行效率,还会加速吸收塔相关设备的磨损,危机脱硫系统的安全稳定运行。
本文以华能沁北电厂#3机组脱硫系统为例,对吸收塔结垢成分进行化验分析,并采集#3机组脱硫系统运行参数,结合数据分析归纳总结吸收塔结垢原因,并提出防治措施。
希望能够对脱硫系统的运行调整起到一定的参考作用。
关键词:燃煤发电;湿法脱硫;吸收塔结垢1 华能沁北电厂#3脱硫系统简介我厂超净改造后,#3脱硫吸收塔采用湿法脱硫,双塔运行方式。
吸收塔布置如图所示。
从锅炉排出的烟气通过引风机先后进入一级吸收塔、二级吸收塔,烟气经过吸收塔时,烟气中的SO2、SO3、HCl、HF等酸性成分被吸收,经过除雾器时,除去烟气中携带的雾滴,防止因雾滴沉降造成设备腐蚀,每层喷淋装置对应1台浆液循环泵,经洗涤和净化的烟气流出二级吸收塔,经烟道除雾器后进经烟囱排放。
吸收塔浆液池中的石灰石/石膏浆液由循环泵送至浆液喷雾系统的喷嘴,产生细小的液滴沿吸收塔横截面均匀向下喷淋。
SO2、SO3与浆液中石灰石反应,生成亚硫酸钙和硫酸钙。
在吸收塔浆池中鼓入空气将生成的亚硫酸钙氧化成硫酸钙,硫酸钙结晶生成石膏。
经过脱水机脱水得到副产品石膏。
2 吸收塔结垢原因分析2.1脱硫吸收塔结垢成分分析在#3脱硫系统检修期间,发现#3脱硫一级塔内部烟气进出口处以及氧化风出口处有严重的结垢现象,对垢样化验,成分占比如下:氢氧化钙亚硫酸钙硫酸钙碳酸钙氧化镁二氧化硅三氧化二铝三氧化二铁1.22% 2.05% 47.59% 21.28% 8.08% 10.38 6.76 0.38对半年内#3脱硫一级塔吸收塔浆液分析报告汇总归纳,其成分如下:pH值密度碳酸钙亚硫酸钙酸性不溶物5.8 1180Kg/m3 1.88% 1.12% 18.25%2.2结垢原因分析:通过日常运行情况得知,我厂#3脱硫一级塔pH值波动范围较大,在4.5值6.0之间,而当pH值较低时,亚硫酸钙溶解度明显提高,随着吸收塔浆液pH值的上升,亚硫酸钙溶解度下降,在吸收塔内部烟气进出口处以及氧化风出口处等干湿交界处极易形成亚硫酸钙软垢,随着烟气和氧化风的作用最终形成硫酸钙硬垢。
石灰石—石膏湿法 烟气脱硫工艺影响因素
石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺的影响因素分析摘要:本文主要讲述了工业石灰石—石膏湿法低浓度二氧化硫烟气脱硫工艺的影响因素分析,通过对石灰石—石膏法分析开辟了新运用前景。
0前言二氧化硫是主要大气污染物之一,严重影响环境,威胁人们的生活健康。
削减二氧化硫的排放量,保护大气环境质量,是目前及未来相当长时间内我国环境保护的重要课题之一。
目前,国内外处理低浓度SO2烟气的方法有许多,钙法是采用石灰石水或石灰石乳洗涤含二氧化硫的烟气,技术成熟,生产成本低,但吸收速率慢、吸收能力小、装置运行周期短。
针对传统脱硫方法存在的缺陷,本文阐述了主要钙法在处理低浓度二氧化硫烟气脱硫工艺的影响因素分析,这些影响因素分析解决资源合理利用问题。
获得了良好的社会效益和经济效益。
1常用湿法烟气脱硫技术介绍1.1石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺原理该法是将石灰石粉磨成小于250目的细粉,配成料浆作SO2吸收剂。
在吸收塔中,烟气与石灰石浆并流而下,烟气中的SO2与石灰石发生化学反应生成亚硫酸钙和硫酸钙,在吸收塔低槽内鼓入大量空气,使亚硫酸钙氧化成硫酸钙,结晶分离得副产品石膏。
因此过程主要分为吸收和氧化两个步骤:(1)SO2的吸收石灰石料降在吸收塔内生成石膏降,主要反应如下:CaCO3+SO2+1/2H2O=CaSO3·1/2H2O+CO2CaSO3·1/2H2O +SO2+1/2H2O=Ca(HSO3)2(2)亚硫酸钙氧化由于烟气中含有O2,因此在吸收过程中会有氧化副反应发生。
在氧化过程中,主要是将吸收过程中所生成的CaSO3·1/2H2O氧化生成CaSO4·2H2O。
2CaSO3·1/2H2O+ O2+3H2O =2CaSO4·2H2O由于在吸收过程中生成了部分Ca(HSO3)2,在氧化过程中,亚硫酸氢钙也被氧化,分解出少量的SO2:Ca(HSO3)2+1/2O2+ H2O=CaSO4·2H2O+ SO2亚硫酸钙氧化时,其离子反应可表达为:CaSO3·1/2H2O+H+ Ca2++ HSO3—+1/2H2OHSO3—+1/2O2 SO42—+H+Ca2++ SO42—+2H2O CaSO4·2H2O由以上反应可见,氧化反应必须有H+存在,浆液的PH值在6以上时,反应就不能进行。
影响石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统可靠性的原因及防治对策
收 稿 日期 : 0 8 0 — 8 2 0 —80
作 者 简 介 : 春 华 (9 8 ) 男 , 吴 1 6一 , 高级 工程 师 , 事 电力 环 保 工 程 及 职 业 卫 生评 价 _ 作 。 从 T -
影 响
表示 为装 置运 行 时间扣 除装 置强 迫 降负荷 和强 迫 带
负 荷 运行 时 间 的差 值 与实 际要 求 装 置 运 行 时 间之 比。本文 就相关 问题作 以分 析 , 出 防治对 策 。 提
1 影响 F GD 系 统 可 靠 性 的 因 素
1 1 设计 条件 对 F . GD系统 可靠 性 的影 响 1 1 1 烟气 特性 对脱 硫 系统 可靠性 的影 响 . .
由于氧 化装 置设 计不 合理 , 反应罐 直 径较 大 , 如 氧化
空 气分 布 不 均匀 , 反 应 罐 区域 的设 备 布置 不 合 理 或 等 因素使 氧化 不充 分 , 而 发生 大量 结垢 , 块堵 塞 从 垢
硫 固体产 物 , 要增 大设 备 容量 , 需 同时 给 固体 副产物
学工 艺参 数也 比较 高 , 任何 设 计失误 或 设备 容量 、 类 型选择 不 当都 将影 响脱 硫 系统 的可靠 性 。如 强制 氧 化 装 置会 由 于设 计不 当造 成 氧 化不 充 分 , 不 仅 会 这 发 生结 垢 , 还会 影 响脱硫 效 率 和石膏 纯度 , 使脱 硫装
An lsso a t r n le cn me l tn e GD ay i fF co sI f n igLi /i S o eW tF u me
Sy t m la lt n e a i n s e Re i bi y a d Pr c uto i
湿法烟气脱硫系统中石灰石品质的要求.
石灰石贮仓:直径 15 米,高 21 米,填料到 17 米左右,即有效,石灰石料粒密度为 1.2-1.4t/m ,自填坡 800m ,填到 17 米需要物料
4000t。
2- SO3
+
SO2+
H2O→
-
2HSO3
2、MgCO 3 含量过高容易阻碍石灰石的溶解从而降低脱硫效率,这主要是 2+
因为 Mg 的存在对氟-铝钝化膜的形成有很强的促进作用,这种钝化膜 的包裹引起石灰石的溶解速率降低,也就降低了石灰石的利用率。另一方 面,易溶的镁盐在吸收塔内累积,浆液中高浓度的镁离子和亚硫酸根离子 将降低石灰石的溶解速率,从而增加石灰石耗量。
二、 其它(主要包括 SiO2、Al 2O3 和 Fe2O3 等惰性物质)
浆液中的惰性物质通过石膏旋流器的顶流,大部分都返回了吸收塔,因此惰性 物质在 FGD 系统内有一个累积的过程。过高的飞灰浓度对 FGD 系统是不利的,主 要有以下影响:
1、惰性物质含量过低将降低石膏品质和石灰石反应活性(与白云石类似)。
3、高含量可溶性盐在塔内浆液中的浓度富集,会导致循环浆液浓度过 高,致使系统运行负荷增大,耗电量也增加。
4、镁离子在结晶过程中也是一种晶体污染物,它将显著地降低副产物地 结晶性能。碳酸镁最终可以转化为硫酸镁影响石膏的纯度,同时也需要更 多的冲洗水。
5、MgCO3 的另一种形态是白云石,其中含有 1:1 的 Ca 和 Mg 。白云石通常 在 FGD 系统中是不可溶解的,常作为一种惰性物质排放。石灰石中白云石的含量 十分重要,因为白云石中将带走与 Mg 等量的 CaCO3,从而增加了石灰石的消耗 量,降低了石膏品质。同时白云石对石灰石的溶解活性是有害的,因此白云石含量 越高,石灰石的反应活性越低。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统吸收塔喷嘴堵塞分析及对策
4l
· 故 障 分 析 · 塞分 析 及 对 策
申卫 武
(山 西大 唐 国际 运城 发 电 有 限 责任 公 司 ,山西 运城 0446O2)
Abstract:This paper introduced the blockage at sh0wer layer 0f absorber during operation of wet limestone-gypsum FGD system in Shan xi Datang Intem ati0nal Yuncheng P0wer Generation Co.Ltd.,combining with the design,oper- ation and maintenance of this insta1lation, the blocking cause was analyzed and the I_easonable prl eVention measure was proposed. K ey wOrds:limestone·gypsum FGD;absorber;nozzle;blockage;optimizing operation
摘 要 :介 绍 了山 西 大唐 国 际运 城 发 电有 限 责 任 公 司石 灰 石一石 膏 湿 法烟 气脱 硫 系 统在 运 行 中吸 收 塔 喷淋 层 堵 塞 的 问题 ,结 合 该 套 设施 的设 计 、运 行及 维护 情 况 ,分 析 了堵 塞 的原 因 ,提 出 了合理 的 防 治措 施 。 关键 词 :石 灰 石 一石 膏 湿 法 烟 气脱 硫 ;吸 收塔 ;喷嘴 ;堵 塞 ;运 行 优 化 中 图分 类 号 :TM621.8 文 献 标 识 码 :B 文章 编 号 :l0O3—9171(201O)o3 041_o3
石灰石-石膏湿法烟气脱硫影响脱硫效率的因素及最佳解决办法探究
石灰石-石膏湿法烟气脱硫影响脱硫效率的因素及最佳解决办法探究摘要:烟气脱硫是现代环保工程中关键的一环,而石灰石-石膏湿法烟气脱硫是一种常用的脱硫技术。
本论文旨在探究影响石灰石-石膏湿法烟气脱硫效率的因素,并提出最佳解决办法。
通过研究和分析不同因素对脱硫效率的影响,可以为湿法烟气脱硫工程的设计和优化提供理论依据。
关键词:石灰石;烟气脱硫;设备改进引言:随着工业化进程的加快和能源消耗的增加,大量的烟气排放给环境带来了严重的污染问题。
其中,烟气中的二氧化硫(SO2)是主要的污染物之一,它不仅对大气环境造成危害,还对人体健康产生不良影响。
为了减少和控制烟气中的SO2排放,烟气脱硫技术成为了重要的环保措施之一。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫是一种常用的脱硫技术,其具有成本低、脱硫效率高等优点,被广泛应用于工业领域。
然而,脱硫效率受到多种因素的影响,如石灰石特性、石膏特性、烟气特性等,因此深入研究这些因素对脱硫效率的影响,寻找最佳解决办法,对于提高脱硫工艺的效率和环保效果具有重要意义。
1、石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺概述1.1石灰石-石膏湿法烟气脱硫原理石灰石-石膏湿法烟气脱硫是一种常用的脱硫工艺,其原理基于石灰石和石膏之间的化学反应。
主要步骤如下:一是烟气吸收。
烟气经过预处理后,进入脱硫塔,在塔内与喷射的石灰石石浆接触,烟气中的SO2被吸收到石灰石石浆中形成硫酸钙(CaSO3·1/2H2O)。
二是氧化反应。
硫酸钙在脱硫塔中被氧化为石膏(CaSO4·2H2O),氧化反应主要由氧化剂催化进行。
三是分离。
石膏颗粒在脱硫塔中与石灰石石浆一起被排出,通过分离装置将石膏颗粒从石灰石石浆中分离出来,形成脱硫石膏。
四是石膏处理。
脱硫石膏进一步处理,经过脱水、干燥等工艺,得到可回收的石膏产品。
1.2工艺流程石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的基本流程如下:一是烟气预处理。
烟气经过除尘装置进行粉尘和颗粒物的去除,确保脱硫系统的稳定运行。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统运行分析
o . f 5 4~ 5 6 f ra s r e l r y n n a cn h e u p u ie l e g so t tt mp r t r f GGH. . o b o b rsu r ,a d e h n i g t e d s l h rz d fu a u l e e a u e o e
摘 要 :为 了使 脱 硫 系 统 能 以 更 经 济 、 节 能 的 方 式 运 行 , 对 烟 气 脱 硫 系统 中 吸 收 塔 、 浆 液 循 环 泵 、 气 一气 加 热 器 ( a—a etr g s s ae ,GGH) g h 、增 压 风 机 、 除 雾 器 等 重要 设 施 的 运 行 状 况 进 行 了 分 析 , 同 时 从 脱 硫 剂 耗 量 、 电耗 、 水 耗 等 方 面 对 系统 运 行 状 况进 行 了详 细 的 评 价 。认 为 :脱 硫 系统 阻 力 主要 源 于吸 收 塔 、GGH 和 烟 道 ; 系统 电耗 主 要 源 于 烟 气 系统 、S 吸 收 系统 。提 出 了 应 提 高 液 气 比 、控 制 装 置 入 1 S 1的 质 量 浓 度 、吸 收 塔 浆 液 p 值 取 : 0 2 H 54 5 6 增加 GGH 净 烟 气 出 口温 度 等 优 化 运 行 建 议 。 .~ .、 关 键 词 :烟 气脱 硫 ; 节能 ;吸 收塔 ;优 化 运 行 中 图 分 类 号 :X7 1 3 0 . 文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 :10 —9 X( O 0 0 —0 30 0 72 O 2 1 )20 2 —4
火电厂湿法脱硫系统脱硫塔入口烟道积垢原因分析及对策
火电厂湿法脱硫系统脱硫塔入口烟道积垢原因分析及对策关键词:湿法脱硫脱硫塔脱硫系统以某660MW机组为例,对于石灰石-石膏湿法脱硫系统中脱硫塔入口干-湿交界而区域大量积垢的原因进行了研究,分析了该区域的垢样组成,初步总结了脱硫塔入口烟道积垢的发生过程,并针对该问题提出了解决对策。
合理加装导流板来改善入口烟道气流分布和优化系统运行方式可以有效解决该问题。
1概况由于我国火电厂大部分己取消了脱硫旁路,因此脱硫系统的运行情况将直接影响机组的正常运行。
脱硫塔入口烟道为典型的干-湿交界面,极易发生结垢,甚至造成堵塞。
该区域结垢的发生与原烟气含尘浓度、烟道的布置及气流均匀性都有直接的关系,同时入口烟气流速对吸收塔内部流场分布也具有明显的影响。
本文对某发电公司660MW机组出现的脱硫塔入口烟道干-湿交界面结垢堵塞原因进行深入研究,并提出了一系列解决对策,期望对于今后类似机组的类似问题起到指导和帮助作用。
某发电公司660MW超临界直流炉,配套建设石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统。
脱硫系统入口烟气量2206020m3/h,入口烟温120℃,入口烟气SO2浓度6400mg/m3,入口烟气粉尘浓度30mg/m3,脱硫系统主设备参数见表1。
表1FGD主要设备选型参数2存在的问题该发电公司660MW机组脱硫系统在历次停机检修中发现入口烟道干-湿交界面存在少量结垢现象,但是该系统在拆除GGH后,仅运行3个月后机组开始出现明显异常,增压风机入口压力由原来的-800~-400Pa增长为正压+400~700Pa,随后在系统高负荷运行时,增压风机出现明显喘。
为了减缓增压风机的喘振,该机组只能降负荷运行,但是增压风机电流与满负荷时相差不多。
机组停运检修时从人孔门处发现垢物大量堆积导致该区域烟气流通面积明显减少,系统阻力大幅提高。
同时检修了除雾器,发现其未发生结垢和堵塞,因此可以确定增压风机喘振的原因就是吸收塔入口烟道处大量积垢引发堵塞。
入口烟道内产生大量垢物不仅产生系统阻力,影响增压风机的正常运行,同时改变了烟气的停留时间和分布特性,对塔内氧化风管、搅拌器等设备的正常工作带来安全隐患。
几种密度计在湿法脱硫系统的应用和常见问题分析
几种密度计在湿法脱硫系统的应用和常见问题分析摘要:本文主要介绍了某电厂石灰石—石膏湿法脱硫系统密度计的应用和常见问题,通过对比不同密度计的缺点和优点,提出改进建议。
并针对在使用过程中常见的问题,提出解决方法。
关键词:脱硫浆液;密度计引言电厂湿法烟气脱硫系统的运行中,需要对吸收塔内浆液密度、石灰石浆液箱密度、粉仓浆液箱密度和湿磨循环泵中间管道密度进行测量。
浆液密度影响脱硫设备的结垢、管道设备磨损,影响吸收塔石灰石浆液的补给。
浆液密度测量的准确性,对脱硫系统运行的安全性占据十分重要的位置。
1.核密度计1.1核密度测量原理核密度计利用能量衰减法对密度进行测量核密度计放射源通常为同位素铯或钴,核密度计将检测到的射线能量变化电量转化为4-20mA电流信号,输出到计算机,作为密度显示。
核密度计能够提供高精度的密度测量,并能迅速反应被测密度的变化。
实际测量精度可达到±0.1kg/m³。
1.2核密度计优缺点优点:测量精度高,相应速度快,非接触式测量,适用寿命长。
缺点:由于核密度计采用同位素放射源,使用单位需要得到政府主管部门的使用许可。
办理《辐射安全许可证》,同时对维护人员要求非常高,必须经过培训和考试;另外当管道出现结垢和堵塞,将会发出错误信号。
1.3核密度计在某电厂湿法脱硫系统中的应用1.3.1核密度计在吸收塔浆液测量的应用吸收塔排出浆液的浓度由核密度计测定。
该仪表安装在吸收塔石膏排出泵至脱水系统的排放母管上。
密度信号可通过开启或关闭石膏旋流器给料阀向脱水系统供应石膏浆液来控制吸收塔反应池内浆液的含固量。
浆液浓度达到“高”值时,打开石膏旋流器给料阀。
浆液密度达到“低”值时,则关闭石膏旋流器给料阀,此时所有的浆液会返回到吸收塔。
吸收塔浆液浓度应控制在11wt%-17wt%范围之内。
1.3.2吸收塔密度过高对脱硫系统的影响石膏过饱和会在吸收塔内生长针状石膏,形成结垢和堵塞,人工难以清理。
吸收塔密度应维持在10-17%,不能超过20%,否则会在吸收塔内壁设备,喷淋层等生长出硬垢。
脱硫塔干湿界面结垢原因分析及处理方法
脱硫塔干湿界面结垢原因分析及处理方法摘要:现如今,随着我国经济的飞速发展,烟气脱硫技术是目前公认的最经济、最行之有效的方法,也是世界上大规模商业化应用的脱硫方法。
烟气脱硫方法以石灰石—石膏湿法脱硫工艺为主,是目前世界上最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺。
热电部10#炉采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺,“一炉一塔”的配置方案。
脱硫系统投运以来运行维护费用较低,可靠性高,但存在较为突出的问题是干湿界面结垢严重,运行中无法清除,长周期运行将造成装置烟气阻力增大能耗升高,同时存在较大安全隐患。
文章分析了干湿界面的结垢机理以及危害,详细阐述了相关技术改进措施,通过技术改造较好解决了结垢问题。
关键词:脱硫塔;干湿界面;结垢原因分析;处理方法引言火力发电历史悠久,湿式石灰石石膏法脱硫法便是电厂主要的烟气脱硫方法之一,它的主要特点是:原材料价值低,投资、运行成本低,技术成熟,应用广泛。
通过在线数据和各种相关实验方法比对,实现了本厂湿法脱硫系统监督试验的最优化。
此研究是为了优化脱硫系统的节能方式,完善火力电厂的湿法脱硫技术,进一步提高脱硫设备运行的稳定性,并提高环境效益和经济效益。
其成果对火力电厂的湿法脱硫系统运行具有一定的指导意义和应用价值。
1干湿界面结垢的形成及危害1.1脱硫工艺简介石灰石—石膏湿法脱硫工艺采用价廉易得的石灰石粉料作脱硫剂,将石灰石粉与水混合搅拌制成新鲜脱硫剂浆液,浆液经制浆泵输送至脱硫塔循环泵吸口,与塔底浆液混合后进入脱硫塔。
浆液通过喷淋层的高效喷嘴雾化后与烟气充分接触,使烟气中的二氧化硫(SO2)与浆液中的氧化钙(CaO)进行反应生成亚硫酸钙(CaSO3);从脱硫塔下部浆池鼓入空气将亚硫酸钙强制氧化并结晶生成石膏(CaSO4·2H2O)。
吸收塔内的浆液经排浆泵送到石膏旋流器进行一级脱水,浓度为50%的底流进入真空皮带,进行再次脱水至含水量小于10%的石膏,并输送至石膏库储存;部分石膏旋流器的溢流再经废水旋流器处理,溢流通过废水泵送至废水处理系统。
石灰石-石膏法湿法烟气脱硫工艺介绍、技术特点、常见问题及解决办法
石灰石-石膏法湿法烟气脱硫工艺介绍1、研究背景我国是以煤炭为主要能源的国家,煤炭占一次能源消费总量的7 0%左右。
煤炭造成的大气污染有二氧化碳、二氧化硫、氮氧物和粉尘等。
控制二氧化硫排放已成为社会和经济可持续发展的迫切要求。
目前,全世界烟气脱硫工艺共有200多种,经过几十年不断的探索和实践,在火电厂上应用的脱硫工艺仅在10种左右,主要包括有:石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺;旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺;炉内喷钙加尾部烟道增湿活化脱硫工艺;循环流化床锅炉脱硫工艺;海水脱硫烟气工艺;电子束烟气脱硫工艺以及荷电干式喷射法烟气脱硫等工艺。
2、工艺流程石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺是目前应用最广泛的一种脱硫技术,其基本工艺流程如下:锅炉烟气经电除尘器除尘后,通过增压风机、GGH(可选)降温后进入吸收塔。
在吸收塔内烟气向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤。
循环浆液则通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中,以便脱除SO2、SO3、HCL和HF,与此同时在“强制氧化工艺”的处理下反应的副产物被导入的空气氧化为石膏(CaSO4•2H2O),并消耗作为吸收剂的石灰石。
循环浆液通过浆液循环泵向上输送到喷淋层中,通过喷嘴进行雾化,可使气体和液体得以充分接触。
每个泵通常与其各自的喷淋层相连接,即通常采用单元制。
在吸收塔中,石灰石与二氧化硫反应生成石膏,这部分石膏浆液通过石膏浆液泵排出,进入石膏脱水系统。
脱水系统主要包括石膏水力旋流器(作为一级脱水设备)、浆液分配器和真空皮带脱水机。
经过净化处理的烟气流经两级除雾器除雾,在此处将清洁烟气中所携带的浆液雾滴去除。
同时按特定程序不时地用工艺水对除雾器进行冲洗。
进行除雾器冲洗有两个目的,一是防止除雾器堵塞,二是冲洗水同时作为补充水,稳定吸收塔液位。
在吸收塔出口,烟气一般被冷却到46—55℃左右,且为水蒸气所饱和。
通过GGH将烟气加热到80℃以上,以提高烟气的抬升高度和扩散能力。
最后,洁净的烟气通过烟道进入烟囱排向大气。
石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔系统故障及处理
Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2020年第14期·79·文章编号:2095-6835(2020)14-0079-02石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔系统故障及处理苏胜男1,赵杰2(1.山东省中鲁环境工程评估中心有限公司,山东济南250000;2.山东省环境保护科学设计院有限公司,山东济南250000)摘要:汇总分析了石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔系统运行过程中出现浆液循环泵全停、泵压力低、泵出口管或出口膨胀节破裂、泵振动、浆液流量下降、液位异常、氯离子浓度高、pH 计指示故障等的原因,提出了可采取的处理措施,对提高脱硫吸收塔系统的可靠性具有一定的指导作用。
关键词:石灰石-石膏;脱硫吸收塔;火力发电厂;脱硫效率中图分类号:X773文献标识码:ADOI :10.15913/ki.kjycx.2020.14.030火力发电厂尤其是燃煤电厂普遍配套建设烟气脱硫系统,其中石灰石-石膏法脱硫技术是目前唯一大规模商业化应用的脱硫方法,具有技术成熟、运行可靠、脱硫效率高、吸收剂利用效率高、燃料适应性好等优点[1]。
石灰石-石膏法脱硫系统庞大,辅助设备较多,部分企业欠缺运行经验,导致运行过程异常,影响了脱硫效果,导致烟气排放监控数据异常,带来了较大的环境风险。
通过总结分析石灰石-石膏湿法脱硫主体吸收塔系统长期运行中可能遇到的故障,提出合理化的处理措施,可提高脱硫吸收塔系统稳定运行的可靠性。
1脱硫吸收塔系统石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔多采用圆柱体结构喷淋塔型式,烟气从吸收塔下侧进入,与吸收浆液逆流接触,在塔内进行吸收反应,经吸收剂洗涤脱硫后的净烟气,通过吸收塔的除雾器后排出吸收塔。
吸收塔主要设备有喷淋层及喷嘴、除雾器、浆液循环泵、氧化风机、搅拌器等。
2吸收塔主要故障及处理2.1浆液循环泵全停浆液循环泵用于吸收塔内石膏浆液的再循环,运行过程中出现全停情况的主要原因有:①电源中断;②吸收塔液位过低或液位计故障引起浆液循环泵保护跳闸;③吸收塔液位控制回路故障。
石灰石石灰法湿法烟气脱硫技术
化学成分,如氯化物。在酸性环境中,它们对金属(包括 不锈钢)的腐蚀性相当强。目前广泛应用的吸收塔材料是 合金C-276,其价格是常规不锈钢的15倍,为延长设备的 使用寿命,溶液中氯离子的浓度不能太高。为保证氯离子 不发生浓缩,有效地方法是在脱硫系统中根据物料平衡排 出适量的废水,以清水补充。
1.反应原理
用石灰石或者石灰浆液吸收烟气中的SO2,首先生成亚 硫酸钙:
石灰石:CaCO3+ SO2+0.5H2O→CaSO3•0.5H2O+CO↑ 石灰:CaO+ SO2+0.5H2O→CaSO3•0.5H2O
然后亚硫酸钙再被氧化为硫酸钙。
石灰石石灰法湿法烟气脱硫反应机 理比较表格
石灰石系统和石灰系统的主要区别
②结要原因,特别是硫酸钙结构坚硬、 板结,一旦结垢难以去除,影响到所有与脱硫液接触的阀 门、水泵、控制仪器和管道等。硫酸钙结垢的原因是SO42和Ca2+的离子积在局部达到过饱和。为此,在吸收塔中要 保持亚硫酸盐的氧化率在20%以下。亚硫酸盐的氧化需要 在脱硫液循环池中完成,可通过鼓氧或空气等方式进行, 形成的硫酸钙发生沉淀。从循环池返回吸收塔的脱硫液中, 还因为含有足量的硫酸钙晶体,起到了晶种的作用,因此 在后续的吸收过程中,可防止固体直接沉积在吸收塔设备
③除雾器堵塞:在吸收塔中,雾化喷嘴并不能产生尺 寸完全均一的雾滴,雾滴的大小存在尺寸分布。较小的雾 滴会被气流所夹带,如果不进行除雾,雾滴将进入烟道, 造成烟道腐蚀和堵塞。除雾器必须保持清洁,目前使用的 除雾器有多种形式(如折流板型等),通常用高速喷嘴每 小时数次喷清水进行冲洗。
④脱硫剂的利用率:脱硫产物亚硫酸盐和硫酸盐可沉 积在脱硫剂颗粒表面,从而堵塞了这些颗粒的溶解通道。 这会造成石灰石或石灰脱硫剂来不及溶解和反应就随产物 排除,增加了脱硫剂和脱硫产物的处理费用。因此脱硫液 再循环池中的停留时间一般要达到5~10min。实际的停留 时间设计与石灰石的反应性能有关,反应性能越差,为使 之完全溶解,要求它在池内的停留时间越长。
600MW机组烟气脱硫系统的结垢问题分析
条件将导致不 同的垢体产生 。在介绍 国华宁海 A
厂 石 灰 石 一 膏 脱 硫 装 置 工 艺 系 统 的基 础 上 ,结 石 合 系 统 内部 垢 物 形 成 情 况 进 行 理论 分 析 .并 有 针 对 性 地 提 出 了系 统 结垢 防 治 方 法 。
2 G o u i hi o e eea o o, t , i hi h j n 6 2 C ia . u h a n a P w r nrtnC . Ld N n a Z e ag3 1 , hn ) N g G i g i 1 5
Ab ta t T i p p rit d c stetc ncls u t no e leG sD s l r ain( G sr c: hs a e r u e h e h ia i ai f t u a e uf i t no t o w F u z o F D)sse fr6 0 ytm o 0
内部 结 垢 是 影 响 石 灰 石 一 膏 湿 法 烟 气 脱 硫 石 系 统 (GD) 全 稳 定 运 行 的主 要 因素 之 一 。 在 不 F 安 设 置 烟 气 换 热 器 ( G 的 脱 硫 系统 中 , 垢 主 要 G H) 结 发 生 在 脱 硫 塔 内部 塔 内件 及 除 雾 器 表 面 。这 些 垢
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脱硫塔入口烟道结垢问题浅析
脱硫塔入口烟道结垢问题浅析樊彦玲;祝文;马稳锋【摘要】结垢是石灰/石灰石-石膏湿法脱硫系统运行过程中常见的问题之一,可引起系统阻力增加,设备堵塞,直接威胁整个脱硫系统的安全稳定运行.针对天津某公司4×410 t/h烟气脱硫系统入口烟道结垢问题,深入分析其成因及危害,并提出了相应的处理措施,通过后期检查证明处理措施有效,效果明显.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2017(043)001【总页数】2页(P65,87)【关键词】脱硫塔;结垢;湿法脱硫【作者】樊彦玲;祝文;马稳锋【作者单位】西安西矿环保科技有限公司,陕西西安 710075;西安西矿环保科技有限公司,陕西西安 710075;西安西矿环保科技有限公司,陕西西安 710075【正文语种】中文【中图分类】X701.3天津某公司4×410t/h烟气脱硫设备采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺,入口烟气量4×480 000m3/h,入口二氧化硫浓度2 500mg/m3,入口粉尘浓度30mg/m3,要求出口二氧化硫排放浓度达到35mg/m3(标)以下,出口粉尘排放浓度达到5mg/ m3(标)以下。
脱硫塔内配有四层喷淋,两级屋脊式+1级管式除雾器,烟气进气口布置在喷淋层和塔底浆液池之间。
本项目停炉期间,分别对1#和4#脱硫塔塔内部检查,发现1#和4#脱硫塔入口烟道均出现大量块状垢质堆积:距离脱硫塔塔壁1~2m的范围内较多,烟道中间堆积的厚度约为50~200mm,烟道的内部支撑件上也结满了块状垢质。
石灰/石灰石-石膏湿法系统运行过程中结垢形成机理非常复杂,其影响因子也非常多。
不同的系统运行条件会产生不同的结垢类型,不同类型的结垢可能会相互促进及影响。
浆液池中浆液回流以及入口烟气的颗粒物沉积为其中最常见的形成机理。
1)浆液回流:在湿法脱硫系统中,脱硫塔烟气入口处为浆液池浆液和烟气的最初接触区域,亦为干-湿交界面。
脱硫塔入口烟道处最初设计的不合理,烟气将极易在入口烟道处形成涡流,如果同时存在浆液池液面与烟气入口过近的问题,此处的涡流将直接导致浆液池浆液被卷吸回流至入口烟道处,造成该区域产生结垢;2)颗粒物沉积:脱硫系统入口处的烟气为含尘烟气,颗粒物重力沉积于入口烟道处产生块状垢。
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第20卷第5期电站系统工程V ol.20 No.5 2004年9月Power System Engineering Sep., 2004 文章编号:1005-006X(2004)05-0041-03石灰石/石灰湿法烟气脱硫系统的结垢问题哈尔滨工业大学杜 谦 吴少华 朱群益 秦裕琨 摘要:结垢是影响石灰石/石灰湿法烟气脱硫系统运行安全性的主要问题之一。
分析了湿法烟气脱系统中各类垢体的形成机理,并阐述了系统结垢的主要防治方法。
关键词:石灰石;石灰;湿法烟气脱硫;结垢中图分类号:X511文献标识码:AScaling Problem of Wet Limestone/Lime Flue Gas DesulfurizationDU Qian, WU Shao-hua, ZHU Qun-yi, QIN Yu-kunAbstract:Scaling is one of the main problems which relate the operation reliability of wet limestone/lime FGD. The mechanisms of scale formation of different types are analyzed, and the main methods of anti-scaling and scale removing are introduced.Key words:limestone; lime; wet FGD; scaling石灰石/石灰湿法烟气脱硫系统中各工艺过程均采用浆状物料,脱硫系统特别是脱硫塔易结垢而影响系统的运行。
美国20世纪80年代中期以前建设的湿式石灰石脱硫系统中,许多在吸收塔内部、除雾器和浆液管路内出现了不同程度的结垢,高硫煤电厂尤其严重[1]。
80年代后,通过对结垢问题的研究,采用了一系列的措施,结垢问题得到一定的解决,但仍是影响脱硫系统的安全性和稳定性的重要因素。
脱硫系统结垢会给系统的运行带来一系列危害。
垢体影响脱硫系统的物理过程和化学过程,造成系统阻力增加、脱硫效率下降,甚至还会影响脱硫产物中脱硫剂的含量及系统的氧化效果;垢层达到一定厚度后,可能脱落,砸伤喷嘴和防腐内衬;而结垢现象严重时甚至造成设备堵塞、系统停运。
本文对湿法脱硫系统结垢的原因进行了分析,并对具体的防垢措施进行了综述。
1 垢的形成机理1.1 “湿-干”结垢的形成在吸收塔烟气入口处至第一层喷嘴之间,以及最后一层喷嘴与烟气出口之间的塔壁面,属于“湿-干”交界区,这些部分最容易结垢,属于“湿-干”结垢。
由于浆液中含有CaSO4、CaSO3、CaCO3及飞灰中含有硅、铁、铝等物质,这些物质具有较大的粘度,当浆液碰撞到塔壁时,它们中的部分便会粘附于塔壁而沉降下来。
同时,由于烟气具有较高的温度,加快沉积层水分的蒸发,使沉积层逐渐形成结构致密,类似于水泥的硬垢。
连州电厂[3]的吸收塔“干-湿”界面区域严重的洗涤液富集、积垢现象,属于此类垢体。
气水分离器的结垢类型也属于“湿-干”结垢,它是由于雾滴所携带的浆液碰到折板而形成的[2]。
香港南丫电厂除雾器出现过堵塞现象[4]。
收稿日期: 2004-01-16杜谦(1973-),男,博士生。
能源科学与工程学院,150001另外,湿法脱硫装置中强制氧化系统的氧化空气管内也可能出现“湿-干”结垢。
氧化风机运行时,其出口风温可高达100 ℃,这使得由于氧化空气的冲击而附着在氧化风管内壁的石膏浆液很快脱水结块,随着运行时间的增加,也就逐渐形成了氧化空气管的大面积堵塞。
香港南丫电厂[4]和重庆电厂[5]湿法脱硫装置的氧化风机出口喷嘴都有被石膏堵住的现象。
1.2 结晶成垢1.2.1 硬垢的形成对于有石膏生成的浆液,当石膏终产物超过悬浮液的吸收极限,石膏就会以晶体的形式开始沉积。
当相对饱和浓度达到一定值时,石膏将按异相成核作用在悬浮液中已有的晶体表面上生长。
当饱和度达到更高值,即大于引起均相成核作用的临界饱和度时,就会在浆液中形成新的晶核,此时,微小晶核也会在塔内表面上生成并逐步成长结成坚硬垢淀,从而析出作为石膏结晶的垢[6]。
石膏产生均相成核作用的临界相对饱和度为140%[7]。
对于石灰石/石灰湿法脱硫系统,无论是采用自然氧化,还是采用强制氧化,都有石膏产生,在吸收塔脱硫浆液吸收SO2而产生的亚硫酸钙经氧化会生成硫酸钙。
电厂烟气中的氧量一般为6%左右,可氧化部分的亚硫酸钙,这种烟气自身含氧发生的氧化称为自然氧化。
自然氧化因锅炉和脱硫系统设计运行参数不同而程度各异[1]。
某一系统在操作时,因自然氧化浆液回路中浆液的氧化比例(CaSO4/CaSO4+CaSO3摩尔比)小于15%,亚硫酸钙在结晶沉淀的过程中会由于表面吸附作用吸附硫酸钙而引起共沉淀,使得脱硫浆液能始终使硫酸钙(石膏)低于或保持在饱和状态。
氧化比例超过这一水平,浆液回路会产生多于共沉淀而减少的硫酸钙。
这就使硫酸盐浓度增加,使系统处于过饱和状态,从而使得硫酸钙构晶离子的水平有可能大于临界饱和度。
对于湿法脱硫系统,也可在浆液槽内鼓入空气而将浆液中的亚硫酸钙氧化成42 电 站 系 统 工 程 2004年第20卷石膏,这种由于外界鼓入空气而发生的氧化为强制氧化。
某一系统采用强制氧化、固含物一定时,如果系统浆液的氧化比例达不到95%时,由于石膏晶种不够,浆液中石膏晶粒的异相成核作用将不能全部消耗掉所产生的硫酸钙,从而使得硫酸盐浓度超过临界饱和度。
如上所述,某一系统当浆液的氧化比例处于15%~95%之间时,硫酸钙构晶离子水平有可能大于临界饱和度,从而使得系统结垢。
对于湿法脱硫系统,产生石膏垢淀的临界氧化比例随系统浆液的固含量、系统运行参数的变化而改变。
1.2.2 软垢的形成CaSO 3・1/2H 2O 在水中的溶解度只有0.0043 g/100 g H 2O(18 ℃)。
湿法脱硫装置在较高的pH 值下运行时,由于吸收塔内吸收的SO 2在浆液中所存在S IV 离子主要以SO 32-形式存在,极易使亚硫酸钙的饱和度达到并超过其形成均相成核作用所需的临界饱和度,而在塔壁和部件表面上结晶,随着晶核长大,形成很厚的垢层,很快就会造成设备堵塞而无法运行下去。
这种垢物呈叶状,柔软,形状易变,称为软垢。
美国EPA 和TVA 的中试结果表明,对于利用石灰石作为脱硫剂的湿式脱硫系统,当pH >6.2时,仍会发生软垢堵塞。
在大多数实际的石灰石脱硫系统中,气液接触后的pH 值很少超过6.0,故石灰石脱硫系统比较少发生软垢堵塞[8]。
1.2.3 石灰系统中的再碳酸化问题在石灰系统中,较高pH 值下烟气中的CO 2的再碳酸化,使得CaCO 3过饱和,生成石灰石沉积物,总反应式为:O H CaCO Ca(OH)CO 2322+↓⇔+一般烟气中,CO 2的浓度达10%以上,是SO 2浓度的50~100倍。
美国EPA 和TVA 的实验证明,当进口浆液的pH ≥9时,CO 2的再碳酸化作用是显著的。
所以,无论从生成软垢的角度还是从CO 2的再碳酸化作用的角度,石灰系统浆液的进口pH ≥9时一定会结垢。
石灰石系统不存在CO 2的再碳酸化问题[8]。
1.3 沉积结垢的形成石灰石/石灰湿法脱硫浆液是一种含有固体颗粒的悬浮液,如果由于结构设计不合理、搅拌不充分、管道内流速过低等原因,造成浆液流速过低,不足以夹带其中的颗粒,就会引起固体颗粒沉积而堆积在容器底部或管道上。
2 垢体的防治湿法脱硫系统易结垢堵塞,故在脱硫塔的总体设计方面,应尽量使塔体简化,吸收塔设计越复杂,结垢的危险就越大。
因此,云石床不用再添加填料,吸收塔填料隔栅也不用布置那么复杂。
喷淋塔不设置隔栅,或者最好采用隔栅和测杆交叉布置。
同时对于各类垢型,在了解其形成机理的基础上,应相应采取适当的措施。
2.1 “湿-干”结垢防治“湿-干”结垢需要及时冲洗,冲洗结构一般选用喷嘴装置。
塔壁面处“干-湿”交界区的冲洗方式可采用连续冲洗或间隔冲洗,间隔冲洗的周期一般应小于30 min 。
气水分离器采用间隔冲洗,冲洗周期一般为30~60min 。
冲洗时应注意水的压力不宜过大,尤其是向下冲洗的喷嘴,否则容易发生飞溅而使烟气的含湿量增加。
具体的水压应根据喷嘴性能及其与气水分离器的距离来确定[2]。
对于氧化空气管内的“湿-干”结垢,可在氧化空气各支管上加装冷却水管,并在氧化风机运行时开启各冷却水门。
这样由于氧化空气温度将有一定程度的下降,加之氧化空气中含有大量水分,因而使附着在氧化风管内的石膏浆液水分难以蒸发,从而保持了一种相对湿润状态。
当氧化空气流过时,这些石膏浆液随之被重新带回吸收塔内[5]。
为确保不堵塞,同时可对氧化管道采用0.1~0.3 MPa 的水进行间隔的冲洗,间隔冲洗周期不大于20 min 。
对于整个冲洗系统,冲洗水量既要满足冲洗部位不结垢、不堵塞,又要保证吸收塔内液位的稳定。
如所有维持循环槽液位的补充水都用做冲洗水,还是不能保证冲洗部分不结垢,则要考虑冲洗装置的设计问题。
一般,对于清洗水的喷射问题,采用小角度多喷嘴方式不仅可以获得较好清洗效果,而且即使在出现喷嘴堵塞的情况时,所影响到未清洗面也比采用宽角度喷射清洗方式要小得多。
另外,对于清洗水还必须保证其质量,清洗用水必须没有可能造成喷嘴堵塞的悬浮物或小碎片[9]。
为满足要求,可在清洗水水泵入口处加装滤网。
2.2 结晶成垢的防治2.2.1 硬垢的防治要防止石灰石/石灰湿法脱硫系统石膏垢淀形成,就要充分和连续地限制整个脱硫系统流通回路脱硫介质中硫酸钙(CaSO 4)的饱和度不超过石膏结垢的临界饱和度。
2.2.1.1 选择合适的氧化方式对石灰石/石灰湿法脱硫系统,氧化比例小于共沉淀临界值和大于强制氧化临界值时,能使石膏维持一定的饱和度而不致结硬垢。
相应地为使系统不结垢,有两种方法:一种是抑制氧化,使系统的氧化率小于共沉淀临界值;另一种是强制氧化使系统氧化率大于强制氧化临界值。
(1) 抑制氧化。
通过向脱硫浆液添加抑制氧化物质(如硫乳剂)抑制氧化,控制浆液的氧化比例低于共沉淀临界值。
亚硫酸盐的氧化是一个复杂的自由基反应。
脱硫系统最早采用的抑制氧化添加剂是S 2O 32-,它是自由基接受体,可消耗自由基,阻止SO 32-的氧化。
后来实验发现S 2O 32-可通过在浆液中直接添加单质硫形成:S +SO 32-→S 2O 32- (1)元素S 以乳化硫形式加入,较S 2O 32-便宜得多,添加S 2O 32-的方法不再采用。
通过式(1)转化成S 2O 32-的量正比于添加乳化硫的数量。
所需乳化硫的数量主要取决于自然氧化程度,自然氧化取决于锅炉运行工况,主要为过剩空气量。
美国电厂脱硫抑制氧化系统浆液S 2O 32-浓度为100~4000ppm ,典型值为1 000ppm 。