烟气脱硫废水（精选9篇）
烟气脱硫废水 篇1
一、概述
目前, 国内电厂脱硫多采用湿式石灰石膏法处理工艺, 烟气脱硫后排出的废水中含有大量亚硝酸盐、亚硫酸盐、有机物等还原性物质, 采用德国STEULER公司的废水中和还原处理工艺, 有效去除了废水中的还原性物质 (COD) 、六价铬、氟离子等。以某电厂脱硫废水处理为例, 经过中和还原等工艺的综合运用, 实际运行, 出水指标 (COD) 低于100mg/L、六价铬低于0.5mg/L、氟离子低于10mg/L。处理过程简便高效, 操作自动化程度高。脱硫废水处理能力达到并超过设计能力。
二、脱硫废水出入口构成及成分
烟气脱硫 (FGD) 废水的水质由燃煤发电机组的脱硫工艺、烟气成分、灰及吸附剂等多种因素决定。脱硫废水中的杂质除了大量的可溶性氯化钙之外, 还包括氟化物、亚硝酸盐等, 重金属离子如砷、铅、镉、铬离子等, 还有不可溶的硫酸钙及细尘等。根据脱硫废水入口的水质看:脱硫废水中主要的超标项目是p H值、悬浮物、汞、铜等重金属离子、氟的含量, 具体参数见表1。
三、脱硫废水处理系统
(一) 废水处理系统
1.废水处理工艺步骤
脱硫废水处理系统采用化学加药和泥浆连续处理废水。沉淀出来的固体物在沉淀池和澄清池中分离出来, 处理后的废水经砂滤进入出水箱, 经pH调节罐调节达到标准后排放。废水处理系统分为:还原沉淀、一级澄清、除氟、二级澄清、中和、砂滤和检验排放等。
具体工艺步骤如下:
(1) 从FGD来的脱硫废水流入水质调节槽缓冲。水质调节槽的液位控制废水泵的启停和流量调节阀的开度, 废水以较为恒定的流量进入沉淀反应槽。
(2) 脱硫废水自水质调节槽至沉淀反应槽后, 在沉淀反应槽加入石灰浆使重金属离子形成难溶的氢氧化物沉淀, 然后加入还原剂使六价铬在此处被还原成三价铬。三价铬与氢氧根结合, 生成氢氧化铬沉淀。
(3) 脱硫废水溢流进入沉淀槽, 沉淀上部圆筒形为沉淀区, 下部为截头圆锥状的污泥区, 内部设有导流筒。经过澄清的废水溢流入除氟反应槽。用泵将污泥排入泥浆缓冲槽。
(4) 来自污泥脱水系统的滤液和沉淀槽上部出来的清水进入除氟反应槽, 加入石灰浆调pH至11.5, 同时加入除氟剂, 使除氟剂与氟化钙在此碱性条件下反应, 生成极难溶解的物质。除氟反应槽出来的废水进入除氟反应槽继续反应, 出水含氟量低于10mg/L。
除氟反应槽底部设有空气管, 鼓入氧化空气, 以降低废水的COD指标。除氟反应槽出来的废水经提升泵送至澄清槽。
(5) 脱硫废水经过除氟处理后通过提升泵送入澄清槽, 澄清槽上部圆筒形为沉淀区, 下部为截头圆锥状的污泥区, 内部设有导流筒。经过澄清的废水溢流进入中和槽, 用泵将污泥排入泥浆缓冲槽。
(6) 经过澄清的废水溢流进入中和槽后, 加入适量的工业盐酸, 调节废水的pH至6～9。中和后的废水由泵送至砂滤器。
(7) 中和后的废水进入砂滤器, 通过连续运行的砂滤器进一步除去悬浮颗粒。废水进入砂滤器由下向上通过砂层, 处理后的净水由上部出水口排出进入排水槽。
(8) 经砂滤后的净水进入排水槽, 在排水槽内进行p H检查, 以使最终的出水pH维持在6～9范围内。处理合格的废水排往电厂的排放口。不合格的废水由排水泵排往中和槽重新处理。
2.废水处理物理、化学反应机理
(1) 用石灰乳沉淀法进行中和处理。从FGD来的脱硫废水以恒定流量进入沉淀反应槽, 药剂制备系统来的石灰乳按不同的比例加入沉淀反应槽A、B, 将沉淀反应槽A的pH控制在6.5～7.5, 沉淀反应槽B的p H控制在8.5～10。
(2) 六价铬 (Cr6+) 还原处理。六价铬的化合物是剧毒物质, 为了去除有害的重金属铬, 必须将六价铬还原成三价铬, 并与氢氧根结合生成氢氧化铬沉淀。如果还原不彻底, 六价铬化合物在pH为10时也将不能生成沉淀而进入废水排放。
采用新的还原剂Na2S2O4, 可以直接在碱性条件下还原六价铬。
废水由沉淀反应槽A自流至沉淀反应槽B, 同时在沉淀反应槽B入口处二次投加石灰浆和还原剂, 调节pH在9.5～10.5, 六价铬在此处被还原成三价铬;同时, 三价铬与氢氧根结合, 生成氢氧化铬沉淀。各种重金属的氢氧化物在pH9.5～10.5条件下也达到比较完全的沉淀。
铬离子还原可以用比如Na HSO3这类在酸性环境下p H为2.0～2.5的弱还原剂, 或在中性或碱性高pH值下采用如Na2S2O4这样的强还原剂进行还原。
该工程脱硫废水采用碱性条件下的强还原剂Na2S2O4。剩余的Cr3+作为金属氢氧化物沉淀下来, 并在随后的沉淀池中和别的金属氢氧化物和硫酸钙一起被除去。形成的亚硫酸盐将在随后的除氟槽中被氧化成硫酸盐。
(3) 除氟处理。由沉淀槽上部出来的清水, 溢流进入除氟反应槽, 用石灰浆将废水调至pH为11.5, 加入价格低廉的除氟剂, 使除氟剂与硫酸钙及氟化钙在此碱性条件下反应, 生成极难溶解的物质硫酸钙铝复合盐和氟化钙铝复合盐, 出水含氟量远低于排放指标。还原剂的加入由连续的氟离子测量来控制。同时会进一步发生硫酸盐沉淀, 形成的污泥在随后的澄清池中去除掉。
(4) 废水的絮凝。在废水处理过程中沉淀出来的氢氧化物和化合物, 颗粒都很细, 分散在整个体系中, 很难沉降。
(5) 沉淀-固体物从废水中分离。在沉降阶段, 固体物质从液体中分离出来, 絮凝阶段形成的大颗粒絮凝物沉淀到澄清池的底部。
(6) 砂滤。废水进入砂滤器砂滤能有效去除悬浮物, 砂滤后的净水流入pH值最终控制槽。
(7) 检验排放。砂滤后的废水进入pH值最终控制槽, 使最终的出水pH维持在7～8范围内。对最终控制槽内的净水进行定时采样分析, 若指标不达标, 则将废水返回系统前级重新处理。若一切正常, 则排水槽中的水直接排放。
(二) 药剂制备系统
配制必要的化学药品, 装入相应的储罐和供给槽, 并送到各用料点。药剂制备系统包括:熟石灰浆液制备系统;盐酸投加系统;聚合铁投加系统;还原剂投加系统;PAM絮凝剂投加系统;除氟剂投加系统。
1.熟石灰浆液制备系统
熟石灰粉经加料器定量向石灰浆配制槽供料, 同时定量加入水, 搅拌混合均匀, 配制成10%的浆液。为防止配制槽内和供浆管内的悬浮物沉淀, 两台石灰循环供浆泵连续运行, 分别向沉淀反应槽和除氟反应槽供浆。
2.盐酸投加系统
盐酸直接由盐酸计量泵定量送往中和反应槽。同时也定期将盐酸送往pH计电极点。
3.聚合铁投加系统
聚合铁直接由聚合铁计量泵分别定量送往沉淀反应槽和除氟反应槽入口。
4.还原剂投加系统
定期取一定量的还原剂投入配制槽内, 配置成一定浓度的溶液。经计量泵定量送往废水处理系统的沉淀反应槽。
5.PAM絮凝剂投加系统
配制的PAM溶液直接由计量泵分别定量送往沉淀反应槽的出口和澄清槽中心管入口。
6.除氟剂投加系统
除氟剂粉经加料器定量向除氟剂浆配制槽供料, 同时定量加入水, 通过搅拌器搅拌混合均匀, 配制成10%的浆液。为防止配制槽内和供浆管内的悬浮物沉淀, 除氟剂循环供浆泵连续运行, 向除氟反应槽供浆。
(三) 污泥脱水系统
污泥脱水系统分为:污泥缓冲浓缩、污泥压滤、清洗等。
1.污泥缓冲浓缩
为了缓冲废水处理系统24 h/d连续运行, 而污泥脱水系统16 h/d运行的差异, 在澄清槽后设有污泥浓缩槽, 沉淀槽底部和澄清槽底部的污泥送到污泥浓缩槽内浓缩, 上部清水随压滤机产生的滤液一起回至废水处理系统, 下部污泥被分别用进料泵和压滤泵送至压滤机。
2.污泥压滤
污泥浓缩槽底部污泥用进料泵送往压滤机。通过压滤机压滤形成滤饼, 达到一定压力时打开压滤机将滤饼排掉。滤饼直接落入底层的装车泥斗, 定期装车外运。滤液排入废水处理系统除氟反应槽进行除氟及后续工艺处理。
3.清洗
压滤机装备有滤布酸洗再生系统, 定期用稀盐酸清洗滤布上形成的垢膜。对滤布进行酸洗再生, 恢复滤布的通透性, 减少过滤阻力。
四、运行效果
每天自行监测数据及环保部门不定期抽样化验数据表明, 至今出水一直稳定达标排放。产生的污泥干固率大于65%。废水的出口实际分析结果见表2。
五、结语
脱硫废水的水质成分复杂, 应根据废水的特点进行针对性的处理, 通过化学中和、还原等多种工艺的综合运用, 可达到良好的处理效果, 将主要控制指标Cr6+、F-、SS、COD处理至排放标准以下, 经过实际运行, 脱硫废水处理能力达到并超过设计能力。
烟气脱硫废水 篇2
印染废水和烟气脱硫联合治理的试验研究
论述了碱性印染废水牙口中小型锅炉烟气除尘脱硫联合治理的`试验研究.利用锅炉原有湿式除尘系统,既保证了除尘效果,又达到烟气脱硫和净化废水的作用,脱硫效果良好.预处理后的废水,用铁屑和粉煤灰、生化池作为后续处理,可实现达标准排放,取得了啦好的环境效益和经济效益.
作 者：薛福连 XUE Fu-lian 作者单位：沈阳市辽中县化工总厂,辽宁辽中,110200刊 名：染整技术英文刊名：TEXTILE DYEING AND FINISHING JOURNAL年，卷(期)：200830(12)分类号：X791关键词：碱性印染废水 中小型锅炉 烟气脱硫
火力发电厂烟气脱硫废水处理 篇3
关键词：火电厂,烟气脱硫,废水处理
我国的人口众多, 同时水资源也比较匮乏。 特别是最近几年, 随着我国经济的不断发展和进步, 水资源短缺的问题也逐渐的显现出来了, 这将非常严重的影响我国社会的和谐发展。 所以该怎么样去充分的对我国的水资源进行保护成为了一个继续解决的问题。 其中, 在水资源使用上火力发电厂是用水量最大的。 如何在火力发电厂强化水资源管理, 提升水资源的使用率已经成为了处理火力发电厂烟气脱硫废水的主要方式。 可以说对火力发电厂的废水进行处理不但能够提升企业自身的经济效益, 同时还会给企业带去一定的整体效益。 可是当前我国的火电厂废水的解决工作, 在处理技术上还存在很多的不足之处, 暂时没有能力去实现废水的回收使用, 所以对脱硫废水进行研究, 是需要很多部门一起进行关注的一个问题。
1 烟气脱硫废水的主要特点
在解决脱硫废水的时候, 应该先要对废水的水质的特点去进行考虑, 按照具体的水质特点去进行分析, 才可以非常有效的解决脱硫废水的处理问题。 脱硫废水中的杂质可以说主要就是在烟气脱硫过程中所出现的锅炉烟气和脱硫剂。 煤中的重金属在进行燃烧的时候, 出现很多的化合物, 化合物会随着烟气进到吸收塔里, 然后会在塔中混合生成石灰石。 火电厂烟气的特点为: 第一, 废水是弱酸性的, p H通常是在4到6 之间, 这个标准比我国的相关污水排放标准要低。 第二, 废水中的杂质含量比较高, 一般是石膏颗粒或者是一些氢氧化物悬浮的颗粒。 第三, 废水种的阳离子以钙和镁还有铁与铝等重金属的离子含量最高, 所以对环境也就有着非常强的污染性, 并且因为它的p H值并不高, 所以在处理上有很大的困难。
脱硫废水里面的含有很多不同的重金属种, 并且这些重金属的浓度都很大, 所以在进行处理的时候不能令其中含有的这些重金属都处理掉, 特别是在碱性的条件下去溶解的金属元素, 所以, 在对废水进行处理的时候还是需要去进一步的减少废水中的重金属含量的。 使用可以和多种重金属离子去进行难溶的化合物去进行溶解, 并且选择使用的比较广泛的有机硫去当做重金属沉的淀剂。 其次在脱硫废水里主要的悬浮物就是石膏, 除了石膏之外就是在烟气里的飞灰以及被添加进去的碳酸钙和一些亚硫酸钙, 这些含有的物质有很高的浓度, 并且他们的颗粒都不是很大, 因此沉降的性能就不是很好, 如果只是依靠重力去进行分离是不能够使其达到标准的。 为缓解固体颗粒的沉降的性能, 需要在废水里添加絮凝剂以及助凝剂。
2 烟气脱硫废水主要的处理工艺
2.1 脱硫废水处理工艺
最近几年, 我们国家所使用的烟气脱硫废水进行处理的技术可以说在不断的被优化, 这主要是因为以往在进行废水处理过程中所使用的技术没办法达到现在废水处理的标准要求了。 当前在进行废水处理的时候, 主要的处理工艺是把除尘水从废水排除的区域使其进入到废水的调节槽中。 主要是在废水的调节槽中去进行废水水质和废水水量的均化。然后再使废水进入到反应槽中并且加入Na OH溶液, 同时进行搅拌, 尽量将p H值调整到8 或者9, 形成氢氧化沉淀物。 然后将其放入混合的反应槽中去使用自动的计量泵定量的添加有机硫, 这样可以使污染物按照氢氧化物的形式进行沉积。
2.2 脱硫废水处理工艺的特点
1) 处理工艺链被简化了, 同时节约了用地以及减少了工程投资。 2) 使用旋流器新技术极大的缩短了废水的固液分离时间, 保障了废水能够进行达标的排放, 并且净化器的底部锥形污泥斗可以令沉降的污泥成层的去进行压缩沉淀, 同时排出污泥中含水率也会降低。 3) 废水的澄清以及污泥池分离, 可减少合为一体的澄清污泥浓缩池、 废水澄清以及污泥浓缩产生干扰的状况, 减少出水不达标的情况产生。 4) 新工艺使用的动力设备并不多, 这不但减少了能耗, 同时还降低了设备的维护成本。
2.3 其它脱硫废水处理方法探究
1) 反渗透浓缩法。 反渗透浓缩法是当前经常使用的脱硫废水的再次处理的方式。 一般都是先去除浓缩中包含的过饱和离子, 再把处理之后的浓缩液当做是原水再次去进入反渗透的系统。 这样能够提升回收率同时减少反渗透的成本。 可是在浓缩液里, 因为含有阻垢剂, 过饱和的离子不容易被去除, 处理的效果一般不理想。
2) 废水的蒸发的浓缩。 废水蒸发浓缩工艺主要是预处理软化系统去进行处理的, 然后才是把蒸汽从压缩系统中去进行蒸发和浓缩, 蒸发之后的二次蒸汽在被压缩完成后进入到蒸发器中然后进行二次的使用, 然后并且结晶, 在结晶后将产生的二次蒸汽会再次进行固液的离心分离。 这种工艺的系统低碳并且环保, 物料能够循环的使用, 热效率很高, 能耗相对不高, 可以节约能源, 极大的降低使用成本; 温差也不大, 不会出现结垢与腐蚀的情况, 设备使用的时间长。
蒸发结晶的系统, MVR会将很多的水分去蒸发掉, 同时换热的效率也是非常高, 使用的消耗也不高, 结晶阶段的再次蒸发结晶可以使结晶的纯度与质量得到保障, 同时还能够保障整个系统的安全运行。 同时结晶的系统还可以完成硫酸钠以及氯化钠各自的结晶, 使得生成的资源能够被重复使用, 氯化钠的纯度也可以得到的提升, 适当处理后还能够当做化工原料去使用, 这样能够强化资源的合理使用。
3 结束语
结合上文所说, 伴随着现代会经济的快速发展, 需要去进行废水处理的企业也越来越多, 而我国对于国家经济的可持续发展以及对于环境保护的标准也不断在进行着更新, 老旧的处理烟气脱硫废水的技术已经不能够适应社会的发展需要了。 所以伴随着时代的进步, 使用新的技术去处理并解决烟气脱硫问题也开始在很多大的电厂进行了实际应用, 可以说这一新技术的使用对于解决我国烟气脱硫废水处理有很大的推动作用, 所以我们更要坚持从企业自身具体情况出发, 恰当的去对国外的有关脱硫的先进技术进行引进, 并且开发适合我国自身国情的处理废水的技术, 只有这样才可以真正使好我国烟气脱硫废水的处理工作更上一层楼。
参考文献
[1]王学飞.脱硫烟气旁路取消后的相关研究[J].锅炉技术, 2014.
[2]龙世国, 徐恩强, 卢相霖.烟气脱硫技术的发展现状与趋势[J].科技创业家, 2014.
烟气脱硫废水 篇4
摘要：采用化学--微滤膜一体化工艺处理烟气脱硫废水,效果好,操作简单,自控性强,但会出现膜污染现象.通过观察膜污染物形貌、改变运行方法、进行化学清洗,研究了膜污染的`问题及其解决办法.结果表明,Ca、Al、Mg等离子的沉淀造成膜通量的下降,引起膜污染;选择好的运行方式,可以减少膜污染;定期的物理清洗和化学清洗可以使膜性能基本恢复到初始状态.作 者：周卫青 刘俊峰 李进 作者单位：周卫青,刘俊峰(华北电力科学研究院有限责任公司,北京,100041)
李进(北京交通大学,北京,100044)
烟气脱硫废水 篇5
截至2015年底,全国已投运火电厂烟气脱硫机组容量约8.2×108k W,占全国火电机组容量的82.8%,占全国煤电机组容量的92.8%。作为烟气脱硫的主要方法,石灰石—石膏湿法脱硫在2015年全国新投运烟气脱硫项目中占到市场份额的90%以上,该法已成为国内火电厂烟气脱硫工艺的首选。
2 湿法烟气脱硫废水的产生、水质特点
在石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺中,随着烟气中氯化物的溶解,吸收液中氯离子的浓度会不断提高,氯离子浓度过高会使脱硫产物石膏的品质降低,无法满足商业出售的要求,故通常控制吸收液中氯离子含量低于20000mg/L。这就需要排放一定量的废水,这就是脱硫废水,脱硫废水主要来自石膏水力旋流器、浆液分离系统以及清洗系统。
脱硫废水的水量和水质与脱硫工艺、烟气成分(受煤的成分影响)和吸收浆液(受石灰粉品质影响)有关。其主要污染特点为p H值较低、悬浮物和重金属元素含量较高。
脱硫废水的主要处理方法有以下3种:(1)灰场堆放;(2)蒸发;(3)通过中和、混凝、沉淀、澄清等一系列工艺对废水进行处理后排放,该方法为目前国内电厂脱硫废水普遍采取的处理方法。
3 脱硫废水处理工艺流程介绍
河北大唐王滩发电厂一期工程建设4台60×104k W燃煤汽轮发电机组,废水产生量为25t/h,设计日处理能力600 m3/d,设计进水悬浮物浓度1%。该废水是弱酸性的高盐废水,其主要的污染因子为较低的CODcr、酸碱度、SS、氟化物及一些标准限制的金属离子。湿法脱硫废水处理工艺应该说是比较成熟地,“p H调节+混合絮凝+澄清沉淀”是国内较为普遍采用的处理工艺,一般可以使之达标排放,工艺流程如图1所示。
3.1 p H调节
从石膏脱水间送来的脱硫废水先进入调节池,调节池底部设曝气管,对废水进行搅拌调节;然后经泵提升进入中和、混合、絮凝三联箱,在中和箱向废水添加Na OH溶液,调节p H值至8~9,废水经PH调整后一方面将部分酸根、卤族离子中和为相应的无机盐,另一方面将使部分轻、重金属离子反应生成氢氧化物以便沉淀析出。
3.2 混合絮凝
在混合反应槽1内添加有机硫(TMT-15),有机硫是选择性重金属络合物,对Cr3+/Hg2+/Cd2+等重金属离子有很强的络合能力,且络合后生成的重金属络合物的溶度积大都在10~20以下,可以保证对废水中重金属离子的处理达标。在混合反应槽2中投加PFS(复合铁,硫酸氯铁)和PAM(聚丙烯酰胺),PFS和PAM的配合使用,可使已结晶析出的无机盐、重金属络合物及SS的细小矾花积聚成为较大颗粒,以便于在废水进入沉淀槽后更快的沉降。
3.3 澄清沉淀
废水经中和絮凝后溢流进入斜板沉淀槽,斜板沉淀槽依据浅层沉淀理论设计,由下部进水,经配水管配水后对废水进行澄清,上清液自流入清水池,达标后排放。
3.4 污泥处理
沉淀槽沉淀污泥静压排至污泥浓缩池,经浓缩后由泵提升至板框压滤机脱水后外运。部分污泥回流至中和箱,为三联箱的结晶反应提供晶种,回流量通过变频调节。脱水机排出的滤液及脱水机清洗污水重力流入废水调节池,废水间冲洗水和设备放空水通过室内明沟汇入废水调节池,设污水泵(一开一备)将滤液送入调节池处理。
3.5 加药系统
氢氧化钠、有机硫、复合铁、絮凝剂等加药系统设4组配药箱和4组计量泵(一用一备,变频调速),完成向三联箱自动在线调节计量加药。污泥浓缩池投加絮凝剂。废水处理系统的加药管路和污泥管路设自动冲洗装置以防止管路阻塞。
3.6 控制逻辑
整个系统设置在线p H计、浊度仪、污泥界面仪、超声波液位计、压力传感器等自动化仪器,保证系统实现自动化运行。同时系统设置出水旁路,当废水出水达不到标准(p H、浊度仪),出水旁路上的电动门自动打开,同时自动关闭排放管线上的电动门,废水回到废水调节池;当出水达标,则系统排放管线上的电动门自动打开,旁路门自动关闭,正常向外排放。
4 运行中存在的问题及改进措施
脱硫废水处理系统自投运以来,对出水水质进行了监测,事实证明处理效果能够达到《火电厂石灰石—石湿法脱硫废水水质控制指标》(DL-T997-2006)的规定要求,但经过长时间的运行后也存在着一些问题。
4.1 主要问题
系统按4台机组设计,运行初期投运的只有2台机组,且进水量约为150 m3/d,仅为设计处理能力的1/4,废水处理系统不能连续运转处于开开停停的状态,即使在4台机组投运后也未能满负荷运行;同时由于电厂本身降低成本的需要,外购的石灰粉和粉煤灰含杂质较多,造成脱硫浆液本身的品质不好,而且脱硫浆液一、二级旋流效果也非常不好,废水中悬浮物浓度高达8%,与1%的设计浓度相差8倍,严重超出了各构筑物的设计处理能力,造成废水调节池、p H调节槽、混合反应槽1.混合反应槽2.沉淀槽等构筑物底部污泥沉积、排污管堵塞;尤其由于悬浮物浓度过高超出沉淀槽的处理能力,造成沉淀槽下部斜板被压塌变形,使沉淀槽基本丧失了沉淀澄清的功能,也就是说由于悬浮物浓度过高,严重影响澄清沉淀效果,出水无法达标,需重新进行处理,如此恶性循环造成废水处理系统无法正常运转。
4.2 改进措施
2010年初,受业主委托,我们组织技术人员对脱硫废水处理系统现场考察并进行了提升改造:(1)将原有废水旋流器改造成高效废水旋流器,并定期更换石膏旋流器喷嘴,提高浆液一、二级旋流系统的旋流水平,大幅度降低进水悬浮物浓度;(2)在脱硫废水进入废水调节池前设置初沉池,对废水中的大颗粒悬浮物进行固液分离,减小了脱硫废水后续工序的负荷;(3)将澄清沉淀槽的斜管支撑上移1m,扩大污泥区,延长水力停留时间,以适应进水浓度较高的水质变化,确保出水悬浮物达标;(4)增大加药量,由于氢氧化钠是根据p H在线自动调节加药量的不需要改造,而有机硫、复合铁、絮凝剂等是根据之前的设计负荷和进水量定时调节加药量的,现在进水水质发生了较大变化,需加大有机硫、复合铁、絮凝剂的加药量以适应水质的变化;(5)缩短加药管路和污泥管路反冲洗的时间间隔,由于进水悬浮物浓度增大使各构筑物更容易沉积污泥,为此,需重新进行调试,缩短反冲洗的时间间隔以适应水质的变化;(6)将板框压滤机滤液排至清水池,由于废水悬浮物浓度较大造成污泥产生量成倍增长,每天产生的滤液有60m3~70m3,经化验其水质符合排放标准,为此可将这部分滤液直接排至清水池,以减轻系统负担,节约能源。通过对系统进行的这些改造,并重新进行系统调试,系统运行良好,各项排放指标均符合标准。同时由于系统能够正常连续运行,避免了间断运行造成的污泥沉积,排泥管路堵塞的问题。
5 结语
“p H调节+混合絮凝+澄清沉淀”的处理工艺是非常成熟的脱硫废水处理工艺,处理工艺简单、工程投资少、运行维护费用低,处理效果良好,但由于脱硫废水处理系统和脱硫系统必须同时投运,设计人员在设计时不能准确确定水质水量情况,脱硫废水的水质和水量受脱硫系统工艺、燃煤品质、石灰粉品质影响,变化幅度较大,投运后极易造成系统超负荷运转,故障率较高,维护工作量大,甚至无法正常投运。为此在进行脱硫废水处理工艺设计时,加强对已投运项目进行现场调研,适度提高系统处理能力是保证脱硫废水处理系统正常运行的必由之路。
参考文献
烟气脱硫废水 篇6
钢铁工业在从原料准备到钢铁冶炼以至成品轧制的生产过程中,几乎所有工序都要用水,都有废水排放,其特点是废水量大,污染面广。我国水资源匮乏,钢铁企业又是用水大户,为确保资源充分合理利用,钢铁工业用水存在的问题急需解决。济钢每年产生大量的工业废水,这些废水一部分经过简单处理后称为中水( 或除盐水) 被循环利用;一部分经过深入处理达标后排放。随着国家环保标准的逐步提高,废水处理费用也是水涨船高,加之中水( 除盐水) 资源的回收再利用效益十分可观,因此提高中水循环利用率,降低排放量及废水深度处理费用,是一项重要的节能减排措施。
济钢320m2、400m2烧结机均采用的是旋转喷雾半干法烧结烟气脱硫技术,该技术是利用水和石灰混合制成浆液,在脱硫塔内进行雾化脱硫,脱硫后副产物为干态粉状石膏,没有废水产生,不会造成二次污染。济钢320m2、400m2烧结脱硫系统自投产以来一直使用的是新水,因此如果能够利用废水完全替代或部分替代脱硫系统所用新水,将实现以废治废的目的,同时还可以降低脱硫系统新水消耗,降低运行成本。
1 旋转喷雾半干法脱硫工艺简介
由烧结机主抽风机排出的烟气被分为两路进入脱硫塔内,石灰粉由灰仓输送进入消化罐加水消化制成浆液,浆液由浆液泵输送到脱硫塔顶罐,经旋转雾化器雾化成雾滴与进入塔内的烟气接触发生脱硫反应后,经布袋除尘器净化后的烧结烟气由增压风机排入烟囱排放。烟气中: 二氧化硫小于100mg / m3、氮氧化物小于100mg /m3、粉尘小于30mg / m3。旋转喷雾半干法烧结烟气脱硫工艺流程图如图1 所示。
2 脱硫系统处理企业废水( 中水) 的工业试验
2. 1 济钢中水成分化验
为了能够确保安全地进行脱硫系统中水应用工业试验,对济钢各区域的中水成分进行了详细的检验分析,检验数据如表1 所示。从表1 中可以看出,济钢各个区域可供回收的中水中氯离子的含量较高平均含量为189. 7mg /L,最高到250mg /L。
济钢中水中较高的氯离子含量,可能给脱硫系统带来以下危害: 一是造成脱硫系统的设备腐蚀二是过高的氯离子含量会导致脱硫系统烟气结露温度升高,出现糊布袋事故。因此需制定详细的试验方案及措施有序推进,避免对系统安全运行造成影响。
2. 2 脱硫系统处理中水试验流程图
脱硫系统使用中水试验流程图如图2 所示。
2. 3 脱硫系统处理中水试验方案安排
在脱硫系统开展中水应用试验前,为保证系统运行安全,制定了详细的中水应用方案。试验时间为期1 个月,共分4 个阶段进行,采取分步试验方案,逐步使用中水替代新水,每次试验结束后,都要根据试验数据的变化情况对试验结果做出分析和评价后,再进行下一阶段试验。烧结脱硫处理中水试验方案如表2 所示。
2. 4 脱硫系统中水试验可能存在问题及采取措施
2. 4. 1 可能存在的问题
因为中水( 浓盐水) 含有较多的Cl-,主要可能带来两个问题: 一是可能造成脱硫系统管道和设备腐蚀; 二是中水中的Cl-会和脱硫剂中的Ca2 +反应生成Ca Cl2,Ca Cl2有很强的吸湿能力。烟尘中Cl-的含量增大,烟尘的露点会升高,可能会导致烟尘在除尘器中结露,糊除尘布袋或导致除尘器压差异常增大。
2. 4. 2 采取技术措施
为避免出现上述问题,所以在中水应用过程中制定了详细的试验方案,采取多项措施措,避免影响系统运行安全,具体措施如下:
1) 试验各项数据由原来的1h记录1 次改为30min记录1 次,如有某些指标突然发生较大变化时,应随时做好特别记录。
2) 每日取一个脱硫外排灰试样,送质检中心进行化验,化验项目为: Cl-、Ca O、S,出现数据异常立即停止试验。
3) 每阶段试验结束后,都要根据试验数据的变化情况对试验结果做出分析和评价,再对中水( 浓盐水) 用量进行调整。
4) 每阶段试验后,要进入除尘器内部,检查除尘器、烟道的腐蚀情况,出现异常立即停止使用中水。
5) 出现除尘器压差异常增大。要增大浆液的浓度,提高烟尘的脱硫塔出口温度,避免出现糊布袋现象。如果除尘器压差达到1700Pa,应立即降低中水( 浓盐水) 的使用量或停止使用中水( 浓盐水) 。
6) 设备腐蚀。中水( 浓盐水) 成分复杂,会对管道、罐体、阀门和泵等有腐蚀,应加大巡检力度,并对发现的设备问题做好记录。
7) 做好预案,避免出现糊布袋事故。
该脱硫工艺浆液浓度、烟气中氯离子含量以及烟气露点温度的关系图如图3 所示。根据试验数据,目前脱硫石膏中氯离子含量为0. 5% ~ 1. 0% ,按照经验目前的烧结烟气结露温度在65 ~ 70℃ 左右。使用中水后,脱硫灰中Ca Cl2含量升高0. 46% ,达到1% ~ 2% ,从图3 可以看出,按照目前的浆液浓度,结露温度将提高到70 ~ 75℃ 左右,随着中水成分的波动,很容易造成糊布袋事故。
针对此问题主要采取以下措施: 一是除尘器入口烟气温度控制在80℃ 以上,极端情况不得低于77℃ ,避免出现结露糊布袋事故; 二是需将雾化器总喷浆浓度保证在15% 以上,将烟气的结露温度降低到75℃以下。
3 脱硫系统中水应用效果
通过逐步的试验研究及工业试验,目前济钢320、400m2烧结机烧结脱硫循环系统用水已经全部采用中水,每年可以处理废水15 万m3,同时可以同比例降低新水消耗,达到节约水资源的目的,而且通过采取有效的安全保障措施. 目前2 个脱硫系统保持稳定运行。
4 效益分析
济钢利用烧结烟气脱硫系统处理企业废水,使得企业废水得到了有效的利用,大幅降低了公司废水处理费用,按照目前烧结烟气脱硫每日可消化中水450m3计算,每年可消化中水量为148500m3。废水处理费用按照5 元/m3进行计算,每年可降低公司废水处理费用74. 25 万元。
5 结语
通过采取一系列的技术研究并采取有效措施,济钢利用烧结脱硫系统处理企业废水的目的得以实现,达到消化废水、降低新水消耗的目的,但是应用过程中也存在一定的风险。经过研究分析,针对可能存在的问题,通过控制合理的浆液浓度、调整除尘器入口烟气温度等措施,确保了脱硫系统在废水处理过程中的运行安全,实现以废治废的目的,取得了较好的效果。
参考文献
[1]刘凯.浅析钢铁企业废水处理技术方法[J].耐火材料,2008,42(6):470-472.
[2]邹家庆.工业废水处理技术[M].北京:化学工业出版社,2003.
烟气脱硫废水 篇7
据国务院发布的《能源发展“十二五”规划》(国发[2013]2号),2010年我国煤电装机容量6.6×108 kW,预计2015年煤电装机容量将达到9.6×108 kW,年增长率7.8%。另据中国电力企业联合会的统计,截至2013年底,具备脱硫能力的燃煤机组比例接近100%。由于石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺具有脱硫效率高、适用性广、可靠性高的特点,被燃煤电厂普遍采用。
为提高水的综合利用率,电厂一般将反渗透浓水、循环水排污水等各类排水作为湿法烟气脱硫系统工艺水源。脱硫系统排放废水成为燃煤电厂系统末端水质最恶劣的废水。因此,对脱硫废水进行深度处理,实现脱硫废水“零排放”已成为燃煤电厂规划设计、环保升级改造工作面临的新挑战。
1 常规处理方法与回用途径
1.1 脱硫废水的排放量
燃煤电厂运行中,一般通过控制脱硫吸收塔内浆液Cl-浓度来确定废水排放量。以某2×600 MW机组为例,脱硫废水排放量为17.3 m3/h(吸收塔浆液Cl-质量分数20 kg/m3)[1]。若工艺水水质较差或者需要控制更低的Cl-质量分数,则脱硫废水排放量会有所增加。
1.2 脱硫废水的水质特征
脱硫废水中的污染物成分及含量与煤种、脱硫工艺与运行方式、烟尘量、石灰石品质、石膏脱水效果、SCR系统氨逃逸率[2]等多种因素有关。通过多个电厂的监测数据发现,脱硫废水的水质特点主要有:1)pH值为4～6.5,呈酸性;2)悬浮物含量高,一般在10000～15 000 mg/1之间;3)含有微量的汞、铅、铬等重金属离子和砷、硒、氰化物等污染物;4)含有大量Ca2+、Mg2+阳离子和Cl-、等阴离子,溶解性固体总量(TDS)一般在25 000～60 000 mg/l之间,其中Cl-含量一般在5 000～20 000 mg/l之间。由此可见,脱硫废水具有高含盐量、高硬度、高Cl-的特征,具有较强的腐蚀性和结垢性。
1.3 常规处理方法和水质
国内脱硫废水常规处理工艺一般采用加石灰中和(碱化)、絮凝、沉降处理后,经澄清/浓缩、pH调整达标后回用或排放。该工艺主要去除了悬浮物和大部分重金属、氟化物。出水水质达到《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》(DL/T 997—2006)标准。但系统出水仍具有含盐量高、Cl-、F-含量高和痕量重金属的特点。废水中还可能存在的硒、硝酸盐、有机物等成分不能通过常规处理工艺去除,仍可能对水体造成一定污染[2]。
1.4 传统的回用途径
(1)用于水力冲灰或灰场喷洒:对于采用水力冲灰系统的燃煤电厂,可以将经过常规处理的脱硫废水排水作为冲灰水[3]。例如西柏坡发电厂于2000年6月投运的全厂废水处理系统,其所有厂区废水均用于水力除灰,实现厂内闭式循环使用[4]。也有部分采用干除灰的电厂,将脱硫废水用于干灰调湿、灰场喷洒,但消耗水量小。
(2)用于除渣系统:对于采用水力除渣或湿式除渣系统的燃煤电厂,有电厂尝试将脱硫废水作为除渣系统补水。但据报道,这种回用途径受到渣系统闭式循环水量的限制,还会引起系统堵塞、设备及管道腐蚀问题而影响系统可靠性[5]。
燃煤电厂目前已普遍采用干除灰、灰渣综合利用等措施,除灰、除渣系统已不具备回用大部分废水的能力。
2 脱硫废水“零排放”技术
废水“零排放”又称零液体排放(ZLD),一般是指电厂不向外部水域排放任何废水,所有离开电厂的水都是以蒸汽的形式蒸发到大气中,或是以少量的水分包含在灰和渣中[6]。目前,国内外燃煤电厂脱硫废水“零排放”技术主要采用热蒸发处理工艺,该工艺包括蒸发浓缩工艺和烟道蒸发工艺。
烟道蒸发工艺是将脱硫废水用泵送到除尘器前烟道,经喷嘴雾化后在烟道内蒸发,废水中不溶物与盐类与飞灰一起被除尘器捕集而达到不排废水的目的[7,8]。烟道蒸发技术要求除尘器前烟气温度较高,存在雾化效果差、运行不稳定等问题,对机组和煤种的适用性不足。
蒸发浓缩工艺是利用蒸发器将脱硫废水进行浓缩,产品水回用,而浓缩水可通过结晶、干燥工艺转化为固体盐进行处置。这类技术对废水水质、机组和煤种的适用性广,具备较广的应用前景。
2.1 蒸发工艺概述
由于蒸发工艺可以达到浓缩溶液、获得固体溶质、制取纯净溶剂等目的,在化工、食品、海水淡化等行业得到广泛应用。蒸发过程中溶剂汽化需要吸收大量汽化热,因此蒸发操作是大量耗热的过程[9]。目前,在化工行业主要采用多效蒸发(MED)工艺来提高加热蒸汽的利用率和改善传热条件,从而降低蒸发单元的能耗。为减小蒸汽耗量,又研发出采用机械蒸汽再压缩(MVR或MVC)技术的蒸发器。MVR(MVC)技术是将二次蒸汽经机械驱动的压缩机绝热压缩后送入蒸发器的加热室,二次蒸汽经压缩后温度升高,与器内沸腾液体形成足够的传热温差,故可重新作为加热剂用。这样,只需补充一定量的压缩功,便可将二次蒸汽的大量潜热加以利用。通常使用电动机作为压缩机的驱动装置。
2.2 国外应用情况
美国国家环境保护局(EPA)于2013年4月发布的《用于蒸汽动力发电厂的废水控制指南建议》,给出了美国145个采用湿法烟气脱硫工艺的发电厂所使用的脱硫废水处理工艺,见图1。其中,物理沉淀池有63个,占44%;化学沉淀法有36个,占25%;生物处理法有6个,占4%;其他方法12个,占8%;而零排放系统有28个,占19%。
欧美国家的燃煤电厂废水“零排放”系统应用较多的是M VR降膜蒸发器,蒸发器可回收废水中75%～95%的水。根据HPD公司资料,蒸发浓缩每吨水耗电量为18～35 kWh[10]。剩余含量5%～25%的浓缩液可以掺入飞灰至灰场或进入结晶器制得固体。典型的蒸发器布置如图2所示。
Aquatech公司在意大利ENEL电力公司实施的5个电厂(单台机组最大容量660 MW)脱硫废水“零排放”项目,均采用预处理软化+蒸发浓缩+强制循环结晶工艺[2]。美国Latan燃煤电站2号机组(容量850MW)采用Aquatech公司提供的2×30 gpm(并列运行,总量为13.6 m3/h)的蒸发器。蒸发器进水水质:TSS为30 000 mg/1,其中Ca2+含量4 250 mg/l,Mg2+含量950mg/l,Cl-含量10 000 mg/l,硫酸根1 320 mg/l;蒸发器出水TDS小于10 mg/l[11]。
2.3 国内应用情况
截至目前,国内已投入脱硫废水“零排放”系统的燃煤发电厂主要有河源电厂和恒益电厂(机组容量均为2×600 MW),均投产1年以上。这2家电厂均选择蒸发浓缩+结晶工艺,分别采用“二级预处理+蒸发结晶”和“两级卧式MVC+两效MED工艺”。
河源电厂脱硫废水“零排放”系统处理量为22 m3/h,系统投资9 750万元[12]。预处理系统采用两级反应+沉淀和澄清处理,一级投加石灰,二级投加碳酸钠软化水质[13]。蒸发结晶处理采用四效立管强制循环蒸发结晶工艺,结晶通过离心机和干燥床制得固体结晶盐。蒸发器管程列管采用纯钛管,蒸发室采用钛/Q235复合板。系统工艺流程见图3。
蒸发器一次蒸汽来自电厂,蒸汽参数:温度135～150℃,压力0.3～0.5 MPa(a)。一效、二效、三效、四效的二次蒸汽参数分别为:温度120～130℃,压力0.2～0.3 MPa(a);温度100～110℃,压力0.1～0.15 MPa(a);温度80～90℃,压力0.03～0.07 MPa(a);温度50～70℃,压力0.01～0.03 MPa(a)[14]。运行中,控制脱硫系统吸收塔氯离子浓度控制8 000～15 000 mg/l;系统水质见表1,预处理系统出水钙离子小于5 mg/l,蒸发系统出水TDS小于30 mg/l,回用于电厂循环冷却水系统;蒸发浓缩液TDS达300 g/l,氯离子达到饱和浓度;产生的固体结晶盐达到二级工业盐标准,以约80元/t的价格出售。该系统运行情况良好,水质较稳定,设备结垢量小。
mg/l
该系统运行能耗高,处理1 t废水消耗蒸汽约0.28 t,,综合费用约为180元/m3(药耗、能耗、设备折旧与人工费用等)[15];对混凝澄清系统的运行控制要求严格,特别要防止澄清池翻池现象的发生。
恒益电厂脱硫废水“零排放”系统设计处理量为20 m3/h,系统总投资约6 000万元。引进美国卧式薄膜喷淋MVC蒸发/结晶处理系统,由两级MVC+两效MED+卧式圆盘结晶器组成,换热管和蒸发器外壳均采用钛材;卧式MVC蒸发器换热管水平设置,废水走管外,加热蒸汽走管内,液体经喷嘴喷淋到换热管的外面形成薄膜,经加热后产生蒸汽。工艺流程见图4。
蒸发器进水为常规处理,除去悬浮物。蒸发系统水质见表2[16],出水回用至电厂工业用水。两级卧式MVC蒸发器设有2台蒸汽压缩机(可一用一备,也可同时运行),系统只需开机时提供生蒸汽,压缩机实际运行温升可达18℃;卧式MVC蒸发器浓水温度达1 10℃;两效MED蒸发器主体设计与MVC类似,需要生蒸汽量为0.59 t/h;卧式圆盘结晶器需要生蒸汽量为0.33 t/h;系统设置有在线刮刀和除垢清洗单元。系统能耗相对较低,处理1t废水,耗电20～25 kWh,耗蒸汽0.05～0.06 t。
mg/l
该系统的能耗与多效工艺相比大幅下降。但由于蒸发系统进水未经软化处理,水质结垢倾向严重,投入除垢清洗次数较多。同时,未软化的废水经浓缩后CaCl2含量高,引起溶液沸点升高幅度大,增加了系统能耗[10]。系统产生的结晶固体盐含有重金属成分,需按照固体废物处理,处理费用高,增加了成本。据了解,该电厂正在实施改造,增加预处理软化系统。
2.4 2种蒸发工艺的比较与分析
针对脱硫废水的高含盐量、高硬度、高Cl-的特征和蒸发器能耗高的特点,选择蒸发浓缩工艺的重点是考察系统的能耗和蒸发器设备的防腐蚀、结垢性能。
比较国内脱硫废水蒸发工艺的应用实例可以看出(见表3),采用多效蒸发技术与机械蒸汽再压缩技术均能实现脱硫废水“零排放”的要求。在节能方面,多效蒸发需要消耗大量蒸汽,适合在蒸发装置周边有废热或廉价的蒸汽源供其使用的场合;对于蒸汽源少或价格较贵的地方,采用机械蒸汽再压缩(MVR或MVC)技术比多效技术在降低运行能耗方面有明显优势。
实践证明,在蒸发系统前设置水质软化系统降低Ca2+、Mg2+含量,能显著降低蒸发系统的结垢倾向,减少设备维护时间,提高系统运行可靠性和稳定性;有利于控制溶液沸点上升从而降低系统能耗;产生的结晶盐可以出售获得收益。
3 结论
半干法烟气脱硫装置脱硫效率探讨 篇8
随着我国紧急的迅猛发展, 能源消费总量随之提高, 能源产量也由此随之增长, 在这一宏观背景下, 诸如SO2等一系列严重的气态污染物也由此不断向人类居住环境排放, 对人类健康造成了很大的负面影响。在众多烟气脱硫技术中, 烟气脱硫是一项能偶对SO2污染进行有效控制的技术, 循环半干法在脱硫过程中, 至少体现出如下优势, 一是投资费用相对较低, 二是设备系统相对简单, 三是脱硫效率高, 并且, 值得注意的是, 由于该方法不存在对环境产生二次污染, 因此该方法被越来越多地应用于时间工作之中。
本文铜鼓哦对现有的半干法脱硫装置进行研究后认为, SO2和含湿Ca (OH) 2颗粒的反应是脱硫反应主要反应过程[1], 基于这一要点, 本文针对含湿Ca (OH) 2颗粒内部的Ca2+、SO2、HSO3-、SO32-等成分, 对这些成分的反应机理进行分析、并在研究的基础上建立了相应的脱硫反应模型, 形成了脱硫效率的表达式[2], 通过回归分析了Ca/S相对湿度等主要影响因素与脱硫效率之间的关系, 进一步建立了数学模型, 从而能够对循环半干法脱硫装置的运作过程进行准确地预测。
二、增湿脱硫反应机理
氢氧化钙与二氧化硫气体通过反应后, 会生成亚硫酸钙, 这是该反应的总体描述[3-5]:在外置的混合器或反应器内, 对循环灰和Ca (OH) 2进行加水增湿预处理, 由此形成一层液膜, 这层液膜会附于脱硫剂表面, 因此能够与原烟气进行充分接触, 随着时间的进行, 原烟气中的二氧化硫气体会逐渐渗入并溶解与液膜表面, 从而与Ca (OH) 2发生后续的化学反应, 与此同时, 在热烟气条件下, 水分会逐渐蒸发。整个反应表达如下。
Ca (OH) 2+SO2=Ca SO3.1/2H2O+1/2H2O
上述化学反应的整个蒸发过程可细分为两个阶段, 一是恒速干燥反应阶段, 二是降速干燥反应阶段[6, 7]。具体而言, 在第一个反应阶段过程中, 增湿脱硫剂的自由液体表面面积较大, 从而相对容易失去内部水分, 从而使表面容易达到饱和状态。该阶段蒸发速率一方面先对较快, 另一方面也能够保持相对稳定的蒸发速度。总之, 该阶段会完成大部分的SO2吸收过程。具体反应过程可表述如下:SO2向气/液界面传递到, 并由此迅速溶解成活性较浅的离子, 并与溶解于水的Ca (OH) 2发生化学反应。碳酸钙作为反应生成物扩散出反应区, 并保持反应持续进行。烟气湿度和脱硫剂蒸发表面等因素会影响此阶段的持续进间长度, 即临界干燥时间[8]。
当反应流程进行到第二阶段, 也就是降速干燥反应阶段时, 会出现两个反映特点, 一是蒸发速度降低, 二是和脱硫剂颗粒温度升高, 干燥速度也随之持续降低, SO2吸收反应逐渐减弱, 这主要是由于脱硫剂表面含水量的下降而形成。脱硫剂含水量到反应器出口时, 蒸发与反应速度极慢, 达到平衡水分状态。
二、数学模型的建立
以下假设是推出脱硫效率与主要相关因素之间函数关系的前提, 分列如下:
(1) 烟气为绝热冷却过程, 该假设基于反应器进行了整体保温为前提;
(2) 在反应器内, 粒子与烟气的流动为柱塞流;
(3) 粒子的分布在反应器内任一截面上都呈均匀分布状态;
(4) 喷入反应器或混合器的水全部在脱硫剂粒子表面呈均匀分布状态;
(5) Ca (OH) 2与SO2在液相的反应为快速瞬时反应;
(6) 只在液相中进行脱硫剂与气体的反应, 蒸发结束后, 整个反应过程终止;
取一微元段dz于反应器, 所得方程如图2所示:
Vd PA=RTdn A (1)
T为烟气温度, V为烟气体积流量, Pa为烟气体积, J/K.mol;, K;n A为SO2物质的量, PA为SO2气体分压, R为气体常数。
设A, m2为断面截面积, S, m2/m3为单位体积烟气中液膜的表面积;则SO2气体被吸收的摩尔数n在dz微元段中可以用如下关系式表示 (式中的NA为SO2的传质通量) :
dn A=-NASAdz (2)
图2微元段内SO2浓度变化示意图
将 (1) 和 (2) 式综合之后, 可得:
Vd PA/ (RT) =-NASAdz (3)
设U为烟气流速, 由于V=U.A, 由此可得:
Ud PA/ (RT) =-NASdz (4)
设ρm=, 为烟气摩尔密度, 则RT=
对 (4) 式进行整理后, 可得:
(5)
(6)
根据双膜传质理论[11-14], 可对SO2传质通量进行计算, SO2从气相向气液界面的传质通量可表达为:
NA=kg (PA-Pi) (7)
基于此, 根据前文所述逇假设条件, 结合亨利定律:Ci=HPi, 在液相中SO2的传质通量表达式如下:
NA=Ekl Ci (9)
其中, E为化学吸收增强因数, kl为SO2液相传质系数;
联立 (7) , (8) , (9) 可得:
NA= (10)
式 (10) 中
把 (10) 式代入 (6) 并积分:
(11)
式中:Pa;tre为有效反应时间, PAin为反应器入口的分压, PAout为反应器出口处SO2分压。
(12) FW=Kw (Pw-Pgas) (13)
其中, PW为烟气湿球温度下的饱和蒸汽压, Pgas为烟气中水蒸汽分压, Kw为水的蒸发系数, FW为水的蒸发通量。
将 (13) 代入 (12) , 再通过积分运算后可得:
(14)
式中:Pa;tev为液膜蒸发时间, Pgasin为反应器入口处水蒸气的分压, Pgasout则为反应器出口处水蒸气的分压。
根据假设 (6) tre=tev, 则 (11) =-1* (14) , 基于此, 总脱硫率的计算方程为:
(15)
二.回归实例分析
很多因素都会影响脱硫效率, 一般来说, 在众多因素中, 有如下主要因素对半干法烟气脱硫装置产生显著影响, 一是决定于出口烟气的相对湿度的反应塔出口对绝热饱和温度的趋近程度, 二是是Ca/S比。
可通过烟气出口相对湿度来表示出口水蒸汽分压, 在H2O-SO2-Ca (OH) 2系统中E又是Ca/S的函数, 本文对Ca/S与脱硫效率之间的关系进行权重分析、得到如下关系式:
η=1-exp[f (RH, Ca/S) ]
并且, 在回归分析了我公司的多套脱硫装置经过大量运行后产生的数据可知, 在进口烟气温度120-160℃, 反应器入口SO2浓度1500~4000mg/Nm3的范围内波动, 反应器出口相对湿度在30%~45%范围内波动, Ca/S比处于0.8~1.8之间, 进口烟气含水量处于5-7.5% (V/V) 状态的条件下, 可得到如下结果:
1. 单元回归
1.1 Ca/S-η之间的关系
回归方程为:η=1-exp (1.309-2.666×x1)
相关系数r=99.95%
1.2RH-η之间的关系
回归方程为:η=1-exp (1.8693-0.1004×x2)
相关系数r=99.91%,
2. 多元回归
回归方程为:
η=1-exp (-0.948×x1-0.1699×x2+0.13946×x1^2+0.00184×x2^2-0.05×x1×x2+5.3)
通过方差分析可知, 在α=0.01下, 该方程具备显著差异, 因此该结果具有较高信度。
脱硫效率与相对湿度的关系在当Ca/S=1.4时,
当RH=40%, 脱硫效率与Ca/S的关系曲线
脱硫效率随着随道烟气出口相对湿度的增加而上升, 从而显著提高了脱硫效率。脱硫效率在钙硫比小于1时几乎随钙硫比呈现出直线上升状态, 而一旦钙硫比大于1之后, 脱硫效率开始呈现出平缓增加状态, 出现这一结果的原因在于, 反应随着钙硫比的持续增加面非常接近于气液界面, 化学吸收增强因数E无法进一步明显增加, 脱硫效率也会由此平缓上升。综合图3与图4可知, 回归曲线非常接近实际测试曲线, 两者之间拟合度明显, 因此上述脱硫效率的计算式具有较高的可信度。
三、结论
1、通过确定脱硫效率主要影响因素的回归方程和建立数学模型, 本文得出了半干法烟气脱硫装置脱硫效率的函数关系是, 从而为实际工作提供参考;
2、随着烟气相对湿度的增加, 半干法脱硫装置的脱硫效率会明显提高。
浅谈烟气脱硫 篇9
SO2是一种无色具有强烈刺激气味的气体, 易溶解于人体的血液和其他黏性液。大气中的SO2会导致呼吸道炎症、支气管炎、肺气肿、眼结膜炎症等。同时还会使人的免疫力降低、抗病能力变弱。
SO2在氧化剂、光的作用下, 能生产硫酸盐气溶胶, 能使人致病, 增加病人死亡率。研究表明, 当硫酸盐浓度为100μg/m3左右时, 每减少10%的浓度能使死亡率减少0.5%。
SO2还能与大气中的飘尘黏附, 当人呼吸时吸入带有SO2的飘尘, 会使SO2的毒性增强。在高浓度SO2环境中, 对植物会带来极大危害, 叶片表面产生坏死斑甚至叶片直接枯萎脱落;在低浓度SO2环境中, 植物的生长机能受到影响, 造成产量下降, 品质变坏。
SO2对金属, 特别是对钢材的腐蚀, 给国民经济带来很大损失。据估计, 工业发达国家每年因金属腐蚀造成的直接损失约占全部国民经济总量的2%~4%。
2 我国能源的结构
我国的能源结构特征是以煤为主。
从总量上看, 我国水能资源、煤炭资源、石油资源和天然气资源分别居世界第1位、第2位、第12位和第24位。煤炭资源总量为5.6万亿t, 其中已探明储量为1万亿t, 占世界总量的11% (石油占2.4%, 天然气占1.2%) 。从人均可采储量, 仅为世界平均水平的1/2。而我国石油和天然气资源短缺, 人均水资源亦相对不足, 煤炭成了保障国家能源安全最重要的资源。
随着我国经济的发展, 石油、天然气和水电等清洁能源所占的比率逐步上升, 新能源和再生能源也得到了迅速发展。但是, 我国能源资源的基本特点 (富煤、贫油、少气) 决定了煤炭在一次能源中的重要地位, 以煤炭为主的格局在今后一段较长时间内仍将存在。
3 二氧化硫 (SO2) 的形成原因
二氧化硫 (SO2) 主要形成于燃料的燃烧。当燃料中的硫在燃烧过程中与氧发生反应, 主要产物就是SO2和SO3, 实际上, 无论是烧氧化焰还是还原焰, SO3的生成量都较小。在还原状态下, 还有其他形式的硫化物生成, 如一氧化硫 (SO) 及其二聚物 (SO) 2, 少量一氧化二硫 (S2O) 等。由于这些硫氧化物的化学反应能力强, 所以在各种氧化反应中仅以中间产物的形式出现。
燃料燃烧时, 过剩空气系数大于1, 则全部生成SO2;过剩空气系数小于1, 有机硫主要生成SO2, 另外还有少量S、H2S、SO等。在完全燃烧时, 约有0.5%~2.0%的SO2进一步氧化生成SO3。
4 我国二氧化硫 (SO2) 污染现状
我国是世界上最大煤炭生产和消费国, 也是世界上少数几个以燃煤为主要能源的国家之一, 我国排放SO2有90%来源于煤。随着我国经济的发展, 燃煤量不断增加, SO2的排放量也不断增加。1995年我国SO2的排放量达2370万t, 超过欧洲和美国, 居世界第1位。按照目前我国的能源政策, 到2020年, 煤炭在一次能源供应结构中仍将占63.1%。若不采取有效的能源措施, 2020年我国的二氧化硫排放量将达到3500万t。
SO2大量排放造成城市空气污染严重, 导致我国200多万km2面积经常出现酸性降雨。
5 酸雨的形成原因
酸雨通常是指酸碱度指数的p H值低于5.6的酸性降雨。我国酸雨的化学特征是p H值低, 有的地区平均降雨的p H值低于4.0, 硫酸根、铵和钙离子浓度高于欧美国家, 而硝酸根浓度低于欧美国家。在我国酸性降雨中, 硫酸根和硝酸根的比例大致为6.4:1, 属硫酸性酸雨, 这种情况表明, 降雨呈酸性的主要原因是大量SO2的排放, 因此, 对于我国实际情况而言, 控制SO2排放是控制酸雨污染的主要途径。
6 酸雨的危害
酸雨危害是多方面的, 对人体健康、生态系统和建筑设施都有直接和潜在的危害。酸雨可使儿童免疫功能下降, 慢性咽炎、支气管哮喘发病率增加, 同时可使老人眼部、呼吸道患病率增加。
酸雨还可使农作物大幅度减产, 特别是小麦、大豆、蔬菜很容易受酸雨危害, 导致蛋白质含量和产量下降。酸雨对森林和其他植物危害也较大, 可使其他植物叶子枯黄、病虫害增加, 造成大面积死亡。
酸雨对森林的影响在很大程度上是通过对土壤的物理化学性质的恶化作用造成的。在酸雨的作用下, 土壤中的营养元素钾、钠、钙、镁会释放出来, 被雨水溶解、流走。所以长期的酸雨会使土壤中大量的营养元素被淋失, 造成土壤中营养元素的严重不足, 从而使土壤变得贫瘠。此外, 酸雨能使土壤中的铝从稳定态中释放出来, 使活性铝的增加而有机络合态铝减少。土壤中活性铝的增加严重地抑制林木的生长。
7 二氧化硫排放源
二氧化硫的人为排放源有:以煤和石油为燃料的各种工业窑炉 (包括砖瓦焙烧窑炉) 、垃圾焚烧、生活取暖、柴油发动机、金属冶炼、造纸等。
8 砖瓦窑炉烟气的排放标准
自1997年1月1日起实施的《工业窑炉大气污染物排放标准》 (GB 9078-1996) , 对砖瓦焙烧窑炉的有害气体排放标准做了严格的规定:新建或改建的窑炉, 在一类区禁止排放任何烟尘及SO2、HF、CO、HCl、NOx等有害污染物。二类区内二氧化硫最高允许排放浓度为850 mg/Nm3;氟化物最高允许排放浓度为6 mg/Nm3。三类区内SO2最高允许排放浓度为1200 mg/Nm3;氟化物最高允许排放浓度为l5 mg/Nm3。
9 我国控制酸雨的措施
《工业窑炉大气污染物排放标准》 (GB 9078-1996) 的实施, 为我国控制酸雨和SO2污染、改善环境质量提供了法律依据。在借鉴各国酸雨和SO2污染控制经验的同时, 结合我国的国情, 国家环保总局提出了以下重点措施: (1) 把酸雨和SO2污染防治工作纳入国民经济和社会发展计划; (2) 从源头抓起, 调整能源结构, 优化能源质量, 提高能源利用率, 减少燃煤产生的SO2; (3) 抓好工业SO2排放治理工作; (4) 抓紧研究开发适合国情的SO2治理技术和设备; (5) 加强环境管理, 强化环保执法。
1 0 煤中硫存在的形态
1 0.1 无机硫
煤中无机硫来自矿物中各种含硫化合物, 包括硫铁矿硫和硫酸盐硫, 其中以黄铁矿硫 (Fe S2) 为主, 还有白铁矿 (Fe S2) 、砷黄铁矿 (Fe As S、黄铜矿 (Cu Fe S2) 、石膏 (Ca SO4·2H2O) 、绿矾 (Fe SO4·7H2O) 、方铅 (Pn S) 、闪锌矿 (Zn S) 等。
1 0.2 有机硫
有机硫的化学结构较复杂, 目前还未完全了解煤中有机硫的化学成分。不过大体上可以测定出煤中有机硫以五种结构的官能团存在于其中: (1) 硫醇类R一SH; (2) 硫化物或硫醚类R-S-R'; (3) 含噻吩环的芳香体系; (4) 硫醌类; (5) 二硫化物RSSR'或硫蒽类。
煤中硫根据是否可燃, 又分为可燃硫和不可燃硫。有机硫、硫铁矿硫和单质硫都能在空气中燃烧, 都是可燃硫。硫酸盐硫不能在空气中燃烧, 是不可燃硫。
煤中各种形态硫的总和称为全硫, 即硫酸盐硫、硫铁矿硫、单质硫和有机硫的总和。
我国产的煤中主要含硫的形式是黄铁矿和有机硫, 硫酸钙和硫酸镁的含量比较低。因而燃煤中二氧化硫在达到800℃之前几乎全部释放出来, 二氧化硫释放曲线的峰值一般出现在600℃以下。
1 1 脱硫工艺的评价原则
脱硫工艺的评价原则主要包括: (1) 脱硫效率, SO2排放浓度和排放量必须满足国家和当地的环保法规, 并且在进行少量的技术升级后有进一步提高脱硫效率的能力, 以适应今后更为严格的环保要求; (2) 技术成熟、运行可靠、经济合理; (3) 脱硫装置布置合理, 占地面积较少; (4) 吸收剂、水和能源消耗少, 运行维护费用较低; (5) 吸收剂有可靠的来源, 且质优价廉; (6) 对脱硫装置能够很好地防止腐蚀、结垢; (7) 脱硫副产品、脱硫废水能得到合理的利用或处置; (8) 对风机等设备的影响尽可能少; (9) 脱硫工程建设投资尽可能省。
1 2 烟气脱硫类型
烟气脱硫方法按脱硫剂的形态可分为湿法、干法以及介于两者之间的半干法。
运行实践表明, 湿式石灰——石膏法是运行最可靠技术, 烟气的脱硫率可达90%以上;炉内喷钙和管道喷射等干法工艺, 脱硫率一般为50%~70%;属半干法工艺的喷雾干燥法脱硫率一般为70%~95%, 脱硫能耗较低, 但存在喷雾嘴易堵塞磨损等问题;海水脱硫工艺利用天然海水为吸收剂, 工艺简单, 投资和运行费用较低, 适于沿海地区;电子束辐照法利用高能电子束照射产生的光化学反应, 用氨为吸收剂, 生成硫氨等混合肥料, 脱硫率约为80%, 脱硫脱硝同时完成, 但其应用受吸收剂来源的限制。
就目前来讲, 砖瓦窑炉烟气脱硫宜采用湿法, 脱硫和除尘同时进行。目前采用的高效优质设备如板塔、泡沫塔用于脱硫, 具有75%~80%的脱硫率和95%~98%的除尘率。
烟气脱硫技术应用存在的主要问题: (1) 运行成本较高; (2) 我国是硫磺资源缺乏, 但天然石膏资源丰富的国家, 存在脱硫产出物无出路, 不得不作为固体废物抛弃。
1 3 钙基固硫剂的固硫机理
钙基固硫剂是指主要成分为含钙化合物的固硫剂, 常见的有石灰石、石灰、消石灰、电石渣和白云石等。他们来源比较广、价格低, 因而成为目前使用最广泛的固硫剂。钙基固硫剂在煤燃烧过程中主要有四类反应:
1 3.1 热解反应
1 3.2 合成反应
1 3.3 中间产物的氧化和歧化反应
1 3.4 固硫产物在高温下分解
反应中的O又同CO和H2反应, 生成二氧化碳和水蒸汽。
1 4 石灰石——石膏湿法烟气脱硫系统构成和运作
将石灰石根据要求磨成一定粒度的粉状, 同时还应控制石灰石的纯度在90%以上, 以保持石灰石的反应活性, 然后将石灰石粉送入浆池, 加水制备成固体质量分数为10%~15%的浆液。
吸收氧化系统可以分为三大部分:吸收塔、除雾器和氧化槽。吸收塔是烟气脱硫系统的核心装置, 要求气液接触面积大、气体的吸收反应良好、压力损失小而且使适用于大容量的烟气处理, 吸收塔的主要种类有喷淋塔、填料塔、双回路塔和喷射鼓泡塔等。砖瓦窑炉烟气脱硫多用喷淋塔。除雾器一般设置在塔的顶部或塔出口弯道后的平直烟道上, 另外还要设置冲洗水装置以定期冲洗除雾器。氧化槽主要用于接受和储存脱硫剂, 溶解石灰石。鼓风氧化Ca SO3, 结晶生成石膏。具体作法是在塔底设置浆池, 利用大容积浆池完成石膏的结晶过程, 就地强制氧化。
安装脱硫风机的原因是脱硫系统的阻力仅靠窑炉的排烟风机难以克服, 在一般情况下, 应安装助推风机, 也就是脱硫风机。
1 5 石灰石——石膏湿法烟气脱硫中SO2的吸收机理
当石灰石溶于水, 生产OH-, 而气相中的二氧化硫在水中被吸收, 就发生如下反应:
由于反应中H+被OH-中和, 反应向右进行, 向系统中送入空气, 则生成的二氧化碳被带走, 反应如下:
同时由于送入空气, 空气中的氧气与HSO3-和SO32-离子反应, 生成石膏沉淀:
这样就完成了整个脱硫反应。
16石灰石—石膏湿法脱硫工艺
石灰石—石膏湿法脱硫工艺是以石灰石 (或石灰) 做吸收剂洗涤烟气中的二氧化硫, 生产亚硫酸钙, 再与氧气进行反应, 最后生成石膏, 从而脱除二氧化硫, 达到净化烟气的目的。整个反应过程均在吸收塔内完成, 其主要工艺流程如下:
窑炉排烟风机出口的烟气, 由脱硫增压风机升压送入吸收塔。
当吸收塔采用的是喷淋塔时, 吸收塔上部为吸收区, 该区布置有喷淋层。循环泵将石灰石 (或石灰) 浆液、亚硫酸钙或石膏混合浆液送入喷嘴雾化, 经雾化的浆液自上而下通过吸收塔二氧化硫吸收区, 与气流接触产生化学反应, 生产亚硫酸钙后流入吸收塔下部的反应槽, 由风机送入空气, 亚硫酸钙氧化成硫酸钙 (二水石膏) 。
脱硫净化后的烟气至吸收塔顶烟囱排出。
17石灰石—石膏湿法脱硫工艺中增压风机
增压风机用于克服整个脱硫系统设备的阻力, 是保证脱硫系统运行的重要设备。
已建成的老砖窑炉在增设脱硫装置时另加增压风机, 以免因脱硫装置阻力而破坏了既定的窑炉热工制度;尚未建成的新砖窑炉的排烟风机和脱硫装置增压风机可合并设置。
18石灰石 (或石灰) 烟气脱硫系统中, 浆液循环池容量的确定
石灰石 (或石灰) 法系统的最重要特点之一是需要设置浆液循环池, 循环池是一个接受脱硫系统排液的容器, 并起着增加反应时间的作用。Ca SO3、Ca SO4及其他硅酸盐沉淀, 应使其产生在循环池中而不是在吸收塔中, 这一点很重要, 因为固体物在吸收塔中沉淀就会阻塞和阻碍系统运行。
在石灰石法和石灰法系统中, 发生在循环池的反应式如下:
18.1石灰石法系统
18.2石灰法系统
有关试验说明, Ca SO3和Ca SO4通常在循环池内大致按22.5:77.5的摩尔比共沉淀为固溶体, Ca SO3和Ca SO4在循环池内的这种共沉淀, 对脱硫系统的无垢运行是必不可少的。石灰石法系统脱硫剂在循环池内停留的时间为10 min左右, 而在石灰系统的停留时间为5 min左右。由于停留的时间不同, 石灰系统的循环池容积比石灰石系统的循环池容积小许多, 容积大小取决于处理烟气量、化学过量比、液气比及在循环池内停留的时间。
19烟气脱硫设备的腐蚀机理
窑炉排除的烟气中含有一定量的水蒸气, 另外还含有灰分和SO2、NOx、HCl和盐雾等各种腐蚀性成分, 例如SO2、NOx、HCl和盐雾等。由于在烟气脱硫过程中难免有酸、碱交替的过程, 设备较易腐蚀, 因而防腐要求比较严格, 脱硫设备的腐蚀主要有四种原因:
19.1化学腐蚀
化学腐蚀是烟道的气体腐蚀性物质与钢铁发生化学反应, 使设备被腐蚀, 这其中的酸性气体起主要作用。其反应方程式为:
19.2电化学腐蚀
金属表面有水和电解质时, 表面发生电化学反应, 导致设备中的金属逐渐被腐蚀。其方程式为:
19.3结晶腐蚀
在烟气脱硫过程中, 由于生成了可溶性硫酸盐或亚硫酸盐, 当液相渗入表面防腐层的毛细孔内, 设备停用时, 在自然干燥下生成结晶盐, 产生体积膨胀, 使防腐层产生内应力而破坏, 特别在干湿交替作用下, 腐蚀会加剧。
19.4磨损腐蚀
烟气脱硫过程中, 固体脱硫剂及烟气中的粉尘与设备表面不断摩擦, 使其磨损, 因而不断地“更新表面”, 材料逐渐变薄, 腐蚀加剧。
20烟气脱硫设备的环境腐蚀因素及影响
烟气脱硫设备的环境腐蚀因素主要有环境温度、固体物质作用、设备基体结构等。
环境温度影响是各种烟气脱硫装置共同存在的问题。温度对设备衬里的影响主要有: (1) 温度不同则选择的材料也不同, 如果选择不合适的材料将会造成较大损失; (2) 衬里材料和设备基体在温度作用下产生不同的线性膨胀值, 因而会导致两者粘结处产生热应力, 影响衬里使用寿命; (3) 温度使材料物理化学性能下降, 从而降低衬里材料的耐磨性和抗应力破坏能力, 加速材料的老化进程; (4) 在温度的作用下, 衬里内施工形成的缺陷如气泡、微裂纹等受热应力作用为介质渗透提供了条件。
固体物料对设备的影响主要体现在当其以浆液态从塔顶落下的过程中冲刷衬里表面, 如果衬里凹凸不平, 则会进一步加剧磨损。
设备基体砌体结构的影响主要是由于烟气脱硫设备大多是平板焊接结构, 为保证衬里防腐蚀质量, 设计和现场制作安装时必须要注意焊接和安装要求, 避免影响设备的防腐性能。
21湿法烟气脱硫中设备腐蚀解决的途径
湿法脱硫工艺中对设备腐蚀一直都是影响脱硫系统正常工作的问题, 解决的方法一般从两个方面入手:一是设备的材质;二是改进脱硫工艺。
湿法烟气脱硫系统对材质的耐蚀、耐磨、耐温、抗渗要求非常严格, 各国有关工作人员为研究合适的防腐材质付出了辛勤劳动。材质性能的不断提高使得脱硫装置防腐能力有所增强。主要有如下几个方面:
21.1玻璃鳞片涂料 (或胶泥)
他的耐腐蚀耐温等性能取决于合成树脂。一般和其他材料一起使用。国内目前生产这种涂料 (或胶泥) 的技术主要来自日本和美国。
21.2合金钢
合金钢的应用有两种方式, 一种是在关键部件上整体采用合金钢, 如吸收塔烟气入口烟道的壁板;另一种是在价格低廉的碳钢上衬合金箔形成复合板, 用于烟道和吸收塔内表面的防腐。
21.3橡胶材料
合成丁基橡胶作为防腐衬里具有耐磨、耐腐蚀、弹性好及化学稳定性好等特点, 有的性能甚至超过了合金钢, 因此这类橡胶可广泛用于该系统中。
21.4玻璃钢
玻璃钢作为衬里或整体用于防腐已显示出独特优势, 与高镍合金材料相比, 他造价低, 防腐效果好。目前我国应用较少, 其主要原因是缺少有关的制造技术和评价方法。
21.5复合结构
鳞片树脂涂料—玻璃钢衬里结构应用于该系统可大大改善防护层的抗渗性、耐磨性, 且增强了整体性和黏结力, 为解决湿法烟气脱硫除尘设备的防腐问题提供了一种简便而易推广的新途径。
21.6无机材料
无机材料中麻石、陶瓷等具有极其良好的性价比, 是符合我国国情的防腐材料, 因此, 可直接用其制作脱硫装置。
此外在材料选择上可采取优化组合方案。根据不同的环境条件, 应用不同的单一材料或组合材料, 充分发挥各种材料的长处。另外, 对施工质量应严格把关, 做到表面平整, 减少缝隙的产生。
22石灰石——石膏湿法脱硫中管道和设备结垢堵塞原因和防止措施
造成结构堵塞的原因主要有: (1) 溶液或料浆中水分蒸发, 导致固体沉积; (2) Ca (OH) 2或Ca CO3沉积或结晶析出, 造成结垢; (3) Ca SO3或Ca SO4从溶液中结晶析出, 石膏晶种沉淀在设备表面并生长而造成结垢。
除此之外, 在操作中出现的人为因素也不能忽视, 例如没有严格按操作规程, 加入的钙质脱硫剂过量, 或将含尘多的烟气没经严格除尘就进入吸收塔脱硫等。另一种结垢原因是烟气中的O2将Ca SO3氧化成Ca SO4 (石膏) , 并使石膏过饱和。
防止结垢堵塞的措施有: (1) 在工艺操作上, 控制吸收液中水分蒸发速度和蒸发量; (2) 适当控制料浆的p H值。因为随着p H值的升高 (料浆的碱性增强) , Ca SO3溶解度明显下降, 所以料浆的p H值越低就越不易造成结垢。但是, 如果PH值过低 (料浆的酸性太强) , 溶液中就有较多Ca SO3, 易使石灰石粒子表面纯化而抑制了吸收反应的进行, 并且p H值过低还容易腐蚀设备。故浆液的p H值应控制在适当一般采用石灰石浆液时, p H值控制在5.8~6.2; (3) 溶液中易于结晶的物质不能过饱和, 保持溶液中有一定的晶种; (4) 对于难溶的钙质吸收剂要采用较小的浓度和较大的液气比。如石灰石浆液的浓度一般控制小于15%; (5) 严格除尘, 控制烟气中的尘含量; (6) 设备设计时, 尽量使吸收塔持液量大, 气液相之间相对速度高, 有较大的气液接触面积, 内部构件少, 压力降小。另外, 还要选择表面光滑、不易腐蚀的材料制作吸收塔; (7) 使用添加剂也是防止设备结垢的有效方法。目前使用的添加剂有Ca Cl2、Mg (OH) 2、己二酸等。
如果是由于烟气中的氧气将Ca SO3氧化成为Ca SO4 (石膏) , 使石膏过饱和而引起堵塞的话, 其控制措施是通过强制氧化和抑制氧化的调节手段。既要将全部Ca SO3氧化成为Ca SO4, 又要使其在非饱和状态下形成结晶, 有效地控制结垢。
参考文献
[1]赵镇魁.烧结砖瓦生产技术350问[M].北京:中国建材工业出版社, 2010.