石灰湿法

石灰湿法（通用9篇）

石灰湿法 篇1

随着国家环保节能及循环经济等政策的贯彻执行，火力发电厂烟气排放必须在满足相关政策的要求，石灰石———石膏湿法脱硫作为电厂尾气处理重要方式，正广泛应用于新建或改造电厂项目中。

1 石灰石———石膏湿法脱硫的基本工艺流程

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。

2 工程实例

河南华润电力首阳山有限公司2×600MW超临界燃煤机组，大唐辽源热电厂2×33MW燃煤机组，南阳鸭河口电厂二期工程，遵循“经济建设与环境保护协调发展”的原则，同期配套建设两台石灰石———石膏湿法、一炉一塔烟气脱硫装置。脱硫效率大于95%。

2.1 工程特点

吸收塔浆池搅拌采用脉冲悬浮系统取代了侧进式搅拌器。脉冲悬浮系统的喷嘴把浆液喷向吸收塔底部，防止底部浆液沉积。脉冲悬浮泵有两个吸入管，通常情况下使用低位的吸入口。脉冲悬浮泵启动时，浆液取自高位吸入口，运行一段时间后，底部的固体沉积物被悬浮起来，然后转换至低位吸入口运行。

2.2 存在的主要问题及解决情况

根据常规设计，浆液循环泵出口不设出口门，浆液循环泵在设计时可以满足启动要求。在南阳鸭河口电厂运行中发现，如果要在脱硫系统运行期间进行浆液循环泵的解体检修，需要临时降低机组负荷，或采取气囊进行封堵，防止烟气泄漏。

在吸收塔内浆液循环泵、脉冲悬浮泵、石膏排出泵入口处设置了FRP滤网，防止大的固体颗粒细如泵内对造成设备破坏，运行中发现部分FRP滤网断裂，在后续工程中要严格控制滤网强度，确保脱硫系统正常运行。

温湿度较大的粉尘，经过烟道后温度降低，热水蒸气很容易凝结。解决办法是在施工过程中一定要保证烟道保温施工质量。

碎石机、皮带输送机在运行过程中容易产生扬尘，造成二次污染。解决办法是在碎石之前将石子实施喷水处理，皮带输送机上加防尘罩。

结合现场实际，对系统进行局部优化改进，在大唐辽源热电厂运行过程中上述存在问题基本得到解决，系统运行正常。

3 结语

通过对石灰石———石膏湿法脱硫系统的学习与研究，针对运行中出现的问题进行分析与处理，制定相关的防范措施，保证机组脱硫系统安全稳定运行，更好地完成国家节能降耗，节能减排任务，努力实现良好的生态环境和碧水蓝天工程，促进国民经济又好又快发展。

参考文献

[1]周至祥, 段建中, 薛建明编著.火电厂湿法烟气脱硫技术手册[M].中国电力出版社, 2006.

[2]孙克勤主编.电厂烟气脱硫设备及运行[M].中国电力出版社, 2007.

石灰湿法 篇2

石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术

摘要：我国的大气环境污染是典型的煤烟型污染,由燃煤排放的SO2所造成的酸雨已危及24个省、市、自治区.治理大气污染的根本途径之一是采取有效的脱硫措施,减少点、面排放源的`SO2排放量.针对我国的具体情况,开发切实可行的脱硫技术,卓有成效地控制燃煤烟气中排放的SO2量.近年来.国际国内研制、开发了多种脱硫技术,在此就石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术作一些简单探讨.作 者：张魏魏 ZHANG Wei-wei 作者单位：铜山县环保局环境监察大队,江苏,铜山,221116期 刊：环境科技 ISTIC Journal：ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：2008,21(z2)分类号：X5关键词：湿法脱硫 吸收塔

石灰石—石膏湿法脱硫滤液利用 篇3

2012年是中国实施安全生产“十二五”规划重要一年。国家“十二五”节能减排的新形势、落实企业安全生产主体责任的新要求，高危行业项目投产的新挑战，都给安全生产工作提出了新的更高的要求。照国家环保部统一要求，各火力发电厂脱硫系统旁路挡板应全部进行铅封或取消旁路挡板。这对脱硫及机组的安全运行提出了更高的要求。

1 目前湿法石灰石—石膏烟气脱硫布置及其特点

湿法石灰石—石膏烟气脱硫成为世界上应用最多的一种烟气脱硫工艺。湿法石灰石—石膏烟气脱硫需要配备：a)烟气系统;b)吸收塔系统;c)制浆系统;d)石膏脱水系统;e)排放系统;f)工艺水系统;g)废水处理。c～g系统可采用集中控制的优点有：a)占地面积小;b)投资减低;c)可以相互备用，设备可靠性增大;d)减少环境污染的可能性等等。但也有其缺点：a)远端机组管路过长极易造成管路的堵塞;b)设备管路集中造成管路集中磨损;c)增加了环境集中污染的可能性;d)分离出浆液分配问题等等。

2 各浆液来源及利用

2.1 各浆液液来源

滤液来源：a)石膏浆液在真空皮带脱水机中分离出的水分;b)废水旋流器低流浆液;c)石膏旋流器顶流(见图1)。

稀浆来源：a)脱水区地坑水;b)石膏旋流器顶流浆液;c)滤液;d)石膏旋流器顶流及底流由石膏罐切至稀浆罐时。

稀浆密度比滤液大许多，稀浆至远端机组管路极易堵塞。滤液密度低且含有石灰石成分。滤液成分等参数合乎制浆系统用水。

Ca CO3等计算[1]如下。

SO2计算：某厂装机容量2×660+2×600(MW)，按照日耗煤量20 000 t/d，含S 0.6%计算。日产生的SO2为240 t/d。

Ca CO3及石膏计算：脱S需要Ca/S比为1.05[2]，石灰石纯度为95%，石膏纯度为90%根据脱硫总反应式2CaCO3+2SO2+O2+4H2O圮2CaSO4·2H2O+2CO2[2]可得出需要的石灰石量为415 t/d，产生的石膏为675 t/d。

石膏浆液在真空皮带脱水机中分离出的水分计算：石膏浆液中含水为40%，通过计算可得到滤液为450 t/d。

浆液制备耗水计算：制石灰石浆液时H2O/Ca CO3为1.1需要耗水量为456 t/d。

2.2 浆液利用及利弊

大唐国际宁德发电有限责任公司分离出浆液的利用方式比较单一：将滤液输送至稀浆罐，然后由稀浆泵向各机组分配。由于远端机组稀浆管道过长管道处于不畅通状态，这样造成稀浆只向近端机组输送。在低负荷时由于脱硫塔的蒸发量减少，导致近端机组吸收塔浆液位过高。最后造成吸收塔除雾器得不到有效冲洗，造成严重后果者除雾器完全堵塞，最后只能通过停机处理。通过以上计算滤液水量完全满足石灰石浆液制备的用水。

石灰石浆液制备过程水的控制：石灰石浆液制备用水配备有工艺水及滤液。工艺水压力比滤液水压高，运行时两路水不得并联使用。使用滤液时水量不足时石灰石浆液制备用水使用工艺水。当滤液比较多时，可适当向稀浆罐输送。通过稀浆泵再向各个机组输送。

3 经济效益

a)厂用电：减少了一级泵的输送降低了厂用电率。按照稀浆泵运行电流为100 A，日运行时间10 h计算1年可省125 000 kW·h;

b)减少脱硫用水量。滤液输送至石灰石浆液制备使用减少了石灰石浆液制备使用的工艺水量为456 t/d;

c)除雾器得到有效冲洗降低除雾器堵塞可能性，按照一年停机清理除雾器一次计算可节省一次启停机费用。

4 结语

合理利用好分离出的浆液可以有效提高经济效益，同时提高脱硫及机组的安全稳定运行。

摘要：叙述了石灰石—石膏烟气脱硫废水的利用,在此基础上提出了如何合理利用脱硫废水。对经济性、安全可靠性进行分析,得出了合理的结论。

关键词：石灰石—石膏烟气脱硫,废水,经济,可靠性

参考文献

[1]阎维平,刘忠,王春波.电站燃煤锅炉石灰石湿法烟气脱硫装置运行与控制[M].北京:中国电力出版社,2005:8-31,133-139.

石灰湿法 篇4

石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理技术

摘要：针对国华宁海发电厂二期(2×1000MW)湿法烟气脱硫工程废水处理系统调试及运行的特点.分析了石灰石-石膏法脱硫废水的来源、水质和处理流程,对废水处理的运行参数和废水处理系统合理化运行的`规律进行了总结.提出了废水处理的合理化建议,供同行在火电厂废水处理运行时参考.作 者：吕新锋 L(U) Xin-feng 作者单位：神华浙江国华浙能发电有限公司B厂,浙江宁海,315612期 刊：华电技术 Journal：HUADIAN TECHNOLOGY年，卷(期)：2010,32(8)分类号：X701.3 X703关键词：石灰石-石膏湿法烟气脱硫 废水处理 流程 水质特点

石灰石-石膏湿法脱硫技术的优化 篇5

关键词：湿法脱硫,技术问题,脱硫效率

1 前言

当前石灰石—石膏湿法脱硫技术在燃煤电厂得到广泛的推广应用, 在实际应用中如果不能针对具体情况正确处理结垢、堵塞、腐蚀等的技术问题, 将达不到预期的脱硫效果。以下就该法的工艺原理、存在的技术问题、处理方法及影响脱硫效率的主要因素进行探讨。

2 石灰石-石膏湿法脱硫工艺

1) 从电除尘器出来的烟气通过增压风机进入烟气换热器GGH, 烟气被冷却后进入吸收塔, 并与石灰石浆液相混合。浆液中的部分水份蒸发掉, 烟气进一步冷却。烟气经循环石灰石稀浆的洗涤, 可将烟气中95%以上的硫脱除。同时还能将烟气中近100%的氯化氢除去。在吸收器的顶部, 烟道气穿过除雾器, 除去悬浮水滴。

2) 离开吸收塔以后, 在进入烟囱之前, 烟气再次穿过烟气换热器, 进行升温。吸收塔出口温度一般为50-70℃, 这主要取决于燃烧的燃料类型。烟囱的最低气体温度常常按国家排放标准规定, 大部分脱硫烟道都配备有旁路挡板 (正常情况下处于关闭状态) 。在紧急情况下或启动时, 旁路挡板打开, 以使烟道气绕过二氧化硫脱除装置, 直接排入烟囱。石灰石—石膏浆液沿喷淋层下落过程中它与上升的烟气接触。烟气中的SO2溶入水溶液中, 并被其中的碱性物质中和, 从而使烟气中的硫脱除。石灰石中的碳酸钙与二氧化硫和氧 (空气中的氧) 发生反应, 并最终生成石膏, 这些石膏在吸收塔中从溶液中析出。石膏浆液由吸收塔中抽出, 经浓缩、脱水和洗涤后落入石膏库储存, 然后由汽车运走。

3 脱硫设备的结垢、堵塞与解决办法

3.1 结垢、堵塞机理

1) 石膏终产物浓度超过了浆液的吸收极限, 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, 石膏晶体将在悬浮液中已有的石膏晶体表面进行生长, 当饱和度达到更高值时, 就会形成晶核, 同时, 晶体也会在其它各种物体表面上生长, 导致吸收塔内壁结垢。

2) 在系统的氧化程度低下, 甚至无氧化发生的条件下, 可生成一种反应物为Ca (SO3) 0.8 (SO4) 0.21/2H2O, 称为CSS-软垢, 使系统发生结垢, 甚至堵塞。

3) 吸收液pH值的剧烈变化, 低pH值时, 亚硫酸盐溶解度急剧上升, 硫酸盐溶解度略有下降, 会有石膏在很短时间内大量产生并析出, 产生硬垢。而高pH值亚硫酸盐溶解度降低, 会引起亚硫酸盐析出, 产生软垢。在碱性pH值运行会产生碳酸钙硬垢。

4) 灰垢在吸收塔入口干/湿交界处十分明显.高温烟气中的灰分再遇到喷淋液的阻力后, 与喷淋的石膏浆液一起堆积在入口。

3.2 解决办法

1) 采用强制氧化工艺, 使氧化反应趋于完全, 控制亚硫酸钙的氧化率在95%以上, 保持浆液中有足够密度的石膏晶种。

2) 严格除尘, 严防喷嘴堵塞。

3) 控制吸收塔浆液中水份蒸发速度和蒸发量, 运行中控制溶液中石膏过饱和度最大不超过130%。

4) 控制溶液的PH值, 尤其避免运行中pH值的急剧变化;吸收液中加入二水硫酸钙或亚硫酸钙晶种。

5) 向吸收液中加入添加剂酸。适当的增大液气比也是系统结垢、堵塞的重要技术措施。

6) 提高锅炉电除尘的效率和可靠性 , 使FGD入口烟尘在设计范围内。

4 硫系统的腐蚀与防腐

4.1 腐蚀机理

1) 烟气中的SO2、HCl、HF等酸性气体在与液体接触时, 生成相应的酸液, 其SO3﹣、Cl﹣、SO4﹣对金属有很强的腐蚀性, 对防腐内衬亦有很强的扩散渗透破坏作用。

2) 金属表面与水及电解质形成电化学腐蚀, 在焊缝处比较明显。

3) 结晶腐蚀, 溶液中的硫酸盐和亚硫酸盐随溶液渗入防腐内衬及其毛细孔内, 当系统停运后, 吸收塔内逐渐变干, 溶液中的硫酸盐和亚硫酸盐析出并结晶, 随后体积发生膨胀, 使防腐内衬产生应力, 产生剥离损坏。

4) 环境温度的影响。由于蓄热式换热器故障或循环液系统故障, 导致塔内烟温升高, 其防腐材料的许用应力随温度升高而降低。

5) 浆液中由于含有固态物, 落下时对塔内物质有一定的冲刷作用.

4.2 防腐技术

1) 合理控制浆液的pH值。

2) 选择合理的FGD (脱硫设备) 烟气入口温度, 并选择与之相配套的防腐内衬, 选择与入口烟温, 塔内设计温度不相匹配的内衬材料是致命的错误。

3) 严把防腐内衬的施工质量。

4) 吸收塔现场制作过程中保证焊口满焊, 焊缝光滑平整无缺陷, 内支撑件及框架不能用角钢、槽钢、工字钢, 应用圆钢、方钢为主, 外接管不能用焊接, 要用法兰连接。

5) 选择合理的防腐材料。

5 GGH结垢、堵塞

5.1 堵塞原因

1) 我国燃煤灰分高、灰的粘性大。FGD入口烟气中粉尘浓度过大, 会引起GGH堵塞, 也会影响脱硫效率。

2) 从除雾器出来的烟气仍然带有少量水和浆液, 使得净烟气侧传热原件表面变湿并粘结石膏颗粒, 当GGH回转到原烟气侧时, 在原烟气高温的作用下液滴中的水分蒸发, 其中的石灰石和石膏浆液颗粒则粘结在换热器表面。

3) 吸收塔液面产生大量的泡沫, 造成的泡沫从吸收塔原烟气入口倒流入GGH, 导致GGH堵塞, 高温原烟气穿过GGH时, 原烟气中的灰尘首先被吸附在泡沫上, 随着泡沫水分的蒸发进而吸附在换热器表面, 其次是泡沫中携带的石灰石和石膏浆液颗粒粘附在换热器表面, 形成结垢。

5.2 解决办法

1) GGH运行中每8小时至少对GGH受热面进行蒸汽吹扫一次, 保持受热面清洁。

2) GGH正常运行时, 应密切注意其前后压差的变化情况, 发现异常变化时, 及时投入GGH蒸汽吹扫。

3) GGH正常运行前后压差在300-400Pa, 若大于正常值的1.5倍时, 应进行高压水在线冲洗, 直至冲洗至正常压差为止。

4) GGH停运前对GGH全面进行一次蒸汽吹扫, 达到停运后受热面清洁不积灰。

5) GGH停运后应对GGH受热面清洁及腐蚀情况进行检查, 发现GGH受热面有堵塞现象时, 启动低压水冲洗系统对GGH受热面进行清洗。

6) 对GGH本体及受热面腐蚀情况进行检查, 如发现有腐蚀现象, 应及时做防腐处理。

7) GGH长期运行, 每月应启动高压冲洗水泵对GGH冲洗一次。

8) 除雾器定期冲洗, 保证除雾器的效果。

9) 注意吸收塔浆液的密度, 防止吸收塔浆液浓度过高, 合理调整浆液浓度。

6 结束语

通过以上方法可基本解决实践中的脱硫技术问题, 使脱硫效率达到设计要求, 确保脱硫系统长期稳定的运行。

参考文献

[1]环境工程[M].成都科技大学出版社.

[2]工业脱硫技术[M].化学工业出版社.

[3]洁净煤发电技术[M].中国电力出版社.

石灰湿法 篇6

关键词：烟气脱硫,数学模型,脱硫效率

0 引言

石灰石-石膏湿法脱硫技术由于具有脱硫效率高、运行可靠性高、煤种适应性强和脱硫剂资源丰富等优点, 得到了世界各国的广泛应用, 是目前世界上应用最广泛、整体技术最成熟的火电厂烟气脱硫技术。据统计, 各国采用此烟气脱硫技术的发电机组容量占脱硫机组总容量的80%以上。对于脱硫系统来说, 最重要的是脱硫效率和经济性。

1 石灰石湿法烟气脱硫原理

某1000MW机组的脱硫系统不采用GGH, 采用把增压风机与引风机合并的方式。脱硫烟气从引风机出口进入吸收塔, 与石灰石浆液逆流接触反应, 反应后的烟气经过除雾器进入烟塔, 排入大气。此方式的石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统由以下子系统构成:烟气系统、吸收塔系统、石灰石浆液制备系统、石膏脱水及储存系统、工艺水及工业水系统、压缩空气系统、浆液排放及收集系统和事故喷淋系统。

2 脱硫效率机理模型建立

石灰石浆液从喷嘴喷出到降落到浆液池的这部分区域为浆液吸收二氧化硫的反应区。为了便于计算, 对吸收塔模型做以下假设:

(1) 塔内吸收过程遵照双膜理论。

(2) 不考虑进入塔内烟气中的二氧化碳对脱硫的影响。

(3) 认为塔内石灰石浆液吸收二氧化硫的反应为瞬时反应。

(4) 浆液液滴下落过程中, 认为无液滴碰撞, 且液滴大小均匀。

依据以上假设, 可建立如图1所示的喷淋吸收塔脱硫物理模型。在吸收塔内反应区中沿其高度方向将反应区均分为i个小单元, 由于二氧化硫与脱硫剂发生反应, 当脱硫烟气从z断面流动到z+dz断面时, 其中二氧化硫含量将发生变化, 如图2所示。

沿吸收塔喷淋区塔的高度方向积分, 得:

从而可得吸收塔反应区脱硫效率:

式中, PA0为吸收塔喷淋前二氧化硫分压, Pa;PA为吸收塔喷淋后二氧化硫分压, Pa;P为气相总的压强, Pa;G为气体流量, mol/s;L为吸收塔浆液流量, m3/s;dD为浆液液滴直径, m;ud为浆液液滴速度, m/s;v为烟气速度, m/s。

3 各参数与脱硫效率的关系

(1) SO2入口浓度与脱硫效率的关系。

当电厂燃煤的含硫量增加时, 烟气SO2含量就会随之增加, 石灰石-石膏湿法脱硫工艺中, 其他运行条件不变时, 脱硫效率将随着烟气含硫量的增加而降低。出现这种现象是因为当烟气SO2含量升高时, 吸收塔浆液液相中的石灰石就会被消耗得较快, 这样会造成液膜的吸收阻力增加。但是当烟气含硫量特别低 (小于1000mg/m3) 时, 含硫量的增加对浆液中石灰石的消耗量影响很小, 却增加了吸收塔入口SO2浓度与达到平衡时的浓度差, 反而使气膜的吸收推动力增加了, 也就是会使气膜吸收速率增加, 从而提高了脱硫效率, 但这时密度较小, 一般电厂的脱硫烟气含硫量不会小于此值。图3为烟气SO2含量与脱硫效率的关系曲线。

(2) 吸收塔入口脱硫烟气流量与脱硫效率的关系。

由于机组负荷或煤质的影响, 进入吸收塔的烟气流量会有明显的变化, 烟气流量的变化会引起液气比和塔内烟气流速的变化。当烟气流量增加时, 液气比和吸收塔浆液p H值都会降低, 这样会使脱硫效率随之降低。但是随着烟气流量的增加, 进入吸收塔的烟气流速会增加, 这样会使喷淋浆液密度有所增加, 会增加吸收塔内单位体积的含浆液量, 也就是增加了浆液与烟气的接触面积, 从而使传质系数有所增加, 最终增加了二氧化硫的吸收量, 使脱硫效率有所增加。根据现场运行情况和仿真结果, 脱硫烟气流量的增加对液气比的影响比对烟气流速的影响要大, 所以, 当脱硫烟气流量增加时, 系统的脱硫效率会随之降低。图4为吸收塔入口烟气流量与脱硫效率的关系曲线。

(3) 吸收塔塔内烟气流速与脱硫效率的关系。

当脱硫吸收塔其他参数保持不变时, 塔内烟气流速的增加, 会使液膜厚度变小, 传质阻力就会变小, 从而增加了总的传质系数;另外, 会使吸收塔内从喷嘴喷出的液滴的下落速度变小, 增加了喷淋区内单位体积的持液量, 从而增加了传质面积。但由于液气比对脱硫效率的影响较以上两点要强, 所以, 随着烟气流速的增加, 脱硫效率反而会减小。工程上, 如果保持进入吸收塔的脱硫烟气流量不变, 而又提高塔内的烟气流速, 可以达到提高脱硫效率的目的。减小吸收塔的直径可以达到这样的效果, 能明显降低整个脱硫工程的造价。

当吸收塔的直径不变时, 脱硫效率随烟气流速的增加而减小;入口烟气量不变, 通过改变吸收塔直径而改变烟气流速时, 脱硫效率随烟气流速的增加而增大, 可是, 脱硫吸收塔内除雾器的性能会限制塔内烟气流速的提高。综合考虑, 一般塔内烟气流速为3~4.5m/s。图5为同一吸收塔内烟气流速与脱硫效率的关系曲线。

(4) 吸收塔浆液p H值与脱硫效率的关系。

浆液p H值是脱硫运行过程中重要的控制参数之一。高p H值有利于二氧化硫的吸收, 但不利于碳酸钙的溶解;低p H值有利于碳酸钙的溶解, 却不利于二氧化硫的吸收。另外, p H值越来越高, 石膏的结晶会趋于小颗粒发展, 会使石膏结晶包裹在碳酸钙小颗粒上, 影响碳酸钙的溶解。实际运行中, p H值一般应维持在5.3左右。图6为p H值与脱硫效率的关系曲线。

(5) 液气比与脱硫效率的关系。

在其他参数一定的条件下, 液气比的增加, 就相当于吸收塔塔内喷淋密度的增加, 使脱硫烟气和浆液的接触面积增大, 从而增加了吸收的推动力, 最终提高脱硫效率。但是液气比的增加也有一定的限制:液气比增加到一定值时, 脱硫效率再提高会很缓慢;提高液气比的途径就是增多浆液循环泵的投入量, 增加了脱硫的运行成本;会使吸收塔内的压力损失增大, 增加风机的耗电量。综合考虑, 应使液气比维持在12~18L/m3。图7为液气比与脱硫效率的关系曲线。

(6) 吸收塔吸收区高度与脱硫效率的关系。

吸收区高度增加意味着喷嘴到浆液池液面的高度增加, 会使喷淋浆液和脱硫烟气的接触时间加长, 反应进行得更完全, 从而提高了系统的脱硫系数。但是塔高的增加直接增加了工程建设的投资, 也会增大吸收塔内的压力损失, 增加厂用电量, 增大系统的运行成本。所以一般的吸收高度为12~15m。图8为吸收区高度与脱硫效率的关系曲线。

4 结语

通过对石灰石-石膏湿法脱硫系统的研究, 得到脱硫效率的数学模型, 进而对整个脱硫系统进行仿真, 最终得到各因素与脱硫效率的关系, 对电厂运行人员选择运行参数有一定的指导意义。

参考文献

[1]佘同元, 李荫堂, 孟海燕.燃煤发电厂主要脱硫技术性能分析[J].陕西电力, 2009, 37 (3) :47-50

[2]王彬.石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统优化[D].济南:山东大学, 2010

[3]马苗云.燃煤电厂湿法烟气脱硫系统优化控制的仿真运行研究[D].保定:华北电力大学, 2012

[4]胡剑琛.电站锅炉脱硫制浆系统优化研究[D].广州:华南理工大学, 2012

[5]余鹏, 王森, 曾庭华.1000MW机组无旁路湿法石灰石-石膏烟气脱硫系统运行风险分析及控制措施[J].广东电力, 2012, 25 (2) :116-119

[6]杜雅琴, 刘雪伟.脱硫设备运行与检修技术[M].北京:中国电力出版社, 2012

[7]李海, 管一明, 王飞.影响湿式石灰石烟气脱硫系统脱硫效率的因素分析[J].电力环境保护, 2007, 23 (2) :28-30

[8]王峥, 王建国, 邴守启, 等.石灰石-石膏湿法烟气脱硫效率影响因素[J].煤气与热力, 2011, 31 (9) :A01-A04

[9]侯鹏飞.石灰石湿法脱硫性能指标在线监测与控制策略的优化设计[D].太原:山西大学, 2011

[10]雷达.石灰石-石膏湿烟气脱硫节能探讨[J].化工技术与开发, 2011, 40 (9) :60-62

[11]薛龙, 刘延泉.火电机组石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统优化[J].仪器仪表用户, 2012, 19 (2) :67-69

石灰湿法 篇7

1 供热锅炉使用该法脱硫的原理及流程实例介绍

太原市东山热源厂现有3台64 MW(90 t/h)燃煤热水锅炉，承担着东山地区300多万平方米热用户的冬季采暖任务。锅炉原设计配套使用的脱硫除尘方式为麻石水膜脱硫除尘，设计除尘效率为95%，设计脱硫效率为60%。随着城市排放标准的提高，人们对环境质量要求的提高以及全国节能减排工作的展开，该脱硫方式已不再满足要求，故在2011年东山热源厂将原有的麻石水膜脱硫除尘系统拆除，改造为国内外应用较为广泛的布袋除尘，石灰石—石膏湿法烟气脱硫系统。这项改造旨在实现除尘效率不小于99%，脱硫效率不小于98%，烟尘排放浓度不大于30 mg/Nm3,SO2排放浓度不大于60 mg/Nm3。

石灰石—石膏湿法烟气脱硫的主要原理是在脱硫吸收塔内采用石灰石浆液作为脱硫剂吸收烟气中的SO2，同时增加反应中的氧气含量，通过复杂的气、液、固三相反应过程，使混合液最终氧化为石膏，反应过程如下:

图1是东山热源厂脱硫工艺流程图，现有的三台锅炉配备了三台布袋除尘器，烟气经三台引风机引入同一座脱硫吸收塔，采用“三炉一塔”的方式进行脱硫，如图1所示，引风机出口烟气设有脱硫旁路，在脱硫系统出现故障的情况下，打开脱硫旁路挡板门，将除尘后的烟气直接排向烟囱。

烟气从塔的中下部进入吸收塔，在吸收塔内加入石灰石浆液，吸收塔循环泵将塔釜的浆液送至塔上部的喷淋层，浆液由喷嘴均匀喷淋出，与烟气形成逆向接触，通过旋击、冲击与泡沫吸收过程，使浆液中的碳酸钙与烟气中的二氧化硫充分反应，生成亚硫酸钙。脱硫后的净烟气通过塔体上部设置的两级除雾器除去夹带的雾滴后排出吸收塔，进入烟囱。同时，向塔釜鼓入空气，将生成的亚硫酸钙氧化为硫酸钙，为防止其沉淀，需用搅拌器不断搅拌。塔釜上层的清液通过浆液循环泵再送至上部喷淋层进行吸收反应，塔釜下层的石膏浆液通过石膏排出泵到达石膏旋流站，石膏浆液经过两级脱水后得到含水率小于10%的石膏，石膏进入石膏库，剩余滤液进入滤液罐通过滤液泵再次返回吸收塔。在吸收塔附近设置有集水坑，可用来调节塔釜的浆液高度。塔体上部的除雾器配备有除雾器冲洗水箱和冲洗水泵，对除雾器进行定期冲洗。

脱硫剂的原料石灰石经过除尘后储存在石灰石储仓，制备石灰石浆液时，符合细度要求的石灰石通过螺旋称重机加入石灰石浆液罐，与工艺水混合制成浆液，该过程是自动化一体完成的。制备好的石灰石浆液由浆液泵送至吸收塔。为了满足吸收塔的检修需要，设置事故浆液池存放吸收塔内的浆液。

石灰石浆液罐，滤液罐，集水坑及事故浆液池均设有搅拌器以防止浆液沉淀。

2 供热锅炉使用石灰石—石膏湿法烟气脱硫系统的优点

供热锅炉的主要用途是输出高温热水，比电站锅炉系统简单，烟气温度低，不产生蒸汽，无汽轮机，脱硫工艺也相对简化。它的优点主要体现在:

1)该法对SO2吸收能力强，脱硫效率高。在上例中，吸收塔入口处SO2的浓度为2 338 mg/Nm3(按含硫量1.5%计算)，设计烟温为150℃，在BMCR工况下处理风量为690 000 m3/h(每台炉230 000 m3/h×3台炉)，液气比(L/G)取16 L/Nm3，钙硫比(Ca/S)取1.1，烟气在塔内的停留时间为3.5 s。烟气从塔的中下部斜向下进入塔内，在夹室中处于旋流状态，进行SO2的初步吸收，烟气旋流进入塔底部，再以旋流加速通过内筒孔，烟气方向从下向上的转变形成剧烈的液面冲击，使SO2进一步被吸收，同时，塔底吸收液表面被烟气冲击推动，使吸收液沸腾，烟气从内筒上升时夹带大量的液沫，大部分的SO2被吸收，上升至塔上部的烟气再与喷淋层喷出的吸收液逆流接触，残余的SO2被吸收。整个吸收系统阻力较小，为1 200 Pa，出口净烟气中的SO2浓度不大于60 mg/Nm3，脱硫效率达98%以上。

2)脱硫吸收剂石灰石资源丰富。石灰石来源广泛，价格便宜，破碎磨细简单且钙利用率高，使得该法脱硫应用广泛。

3)该法脱硫煤种适应性强，可靠性高，技术成熟。由于良好的吸收性能，无论是高硫煤还是低硫煤，通过运行控制均可实现高效脱硫目的。该法脱硫历史时间长，经过几代的改进后，技术趋于成熟，稳定性好，也得到了广泛的使用。

4)该法脱硫环境效益显著。东山热源厂使用该法脱硫后，SO2的排放总量为69 t/年，实现减排放量3 324 t/年(与之前使用的麻石水膜脱硫除尘方式比较得出)，大大改善了厂区及周边的生产、生活环境，也为热源厂自身的可持续发展创造了良好的条件。按国家统计局每排放1 t SO2造成的经济损失约为2万元计算，使用该法脱硫间接经济效益可达6 648万元/年。

同时，由于供热锅炉容量小，脱硫系统设计合理，所有的浆液均得到合理利用，少量的粉尘杂质最终掺杂在石膏内，基本不会对环境造成二次污染。

3 供热锅炉使用石灰石—石膏湿法烟气脱硫系统的缺点

3.1 建设初期投资成本和运行维护费用大

在本案中脱硫系统属于改造项目，从方案设计，拆除原有系统及新建脱硫系统，所有工作只能在两个采暖季的间隙完成，工期仅有六个月时间。由于石灰石—石膏湿法烟气脱硫系统工艺复杂，吸收塔防腐周期长，订货设备多，整个改造投资约是锅炉本体价值的1.2倍。

系统建成后，增加的成本主要有:

1)石灰石粉的消耗量:东山热源厂每炉每小时的耗煤量为13 t/h，根据煤的燃烧效率及化学反应式可以计算出石灰石粉的消耗量约为1.752 t/h，太原市冬季采暖天数为151 d，考虑到初末寒期锅炉的实际运行不能达到BMCR工况，故石灰石粉的年最大消耗量为6 349 t。2)新增电耗量:系统新增常用电负荷1 339.85 k W，年增加电耗为485.56万k Wh。3)新增水耗量:脱硫产生的总水耗约为12 t/h，年增加水耗4.35万t。4)系统运行维护增加的人工成本:由于供暖是24 h连续运行的，按照三班两运转的班制，至少应增加DCS操作工3名，板框过滤工3名，石灰石制浆工3名，现场巡检工3名。

3.2 烟囱排烟温度低造成白雾现象

湿法脱硫后的净烟气温度较低，仅有50℃～60℃。低温湿烟气易形成酸雾腐蚀烟囱，在一定的气象条件下，低于烟气露点温度的排烟会形成白雾现象，这样不利于烟气的上升及污染物的扩散。对于电站锅炉，可考虑增设烟气换热器(Gas Gas Heater，简称GGH)来提高排烟温度，降低烟气对烟囱的腐蚀，同时可降低脱硫系统的入口烟气温度，提高脱硫效率，但GGH造价昂贵，对供热锅炉无益。本案中，改造前后排烟温度差别不是很大，烟囱的防腐条件可以满足需求，白雾现象只造成视觉差异及污染物扩散范围的差异，无论是否增设GGH都不会再改变脱硫本身的效率。

3.3 烟气设置了脱硫旁路，从保护环境的角度看不利于减排

2011年12月，山西省环保厅发布消息，新建燃煤电厂和钢铁企业烧结机烟气脱硫设施不得再设置烟气旁路，对现有脱硫烟气旁路也要逐步取消。供热行业在冬季减排方面对太原市二级天气的天数也有很大贡献。电站锅炉一般的点火方式为投油点火，设置旁路主要是为了减少投油点火对除尘设备及吸收塔的影响。而供热链条式锅炉烘炉及点火均采用木柴，对除尘设备及吸收塔不存在不良影响，且烟气走旁路时由于阻力减小易引起锅炉负压，降低燃烧效率，因此取消旁路理论上是可行的。取消脱硫旁路后，脱硫系统及除尘系统将与锅炉主体形成串联系统，这对脱硫系统运行的稳定性和可靠性提出考验。通过系统的合理设计，提高运行人员的管理水平及操作控制能力，增加运行人员的熟练程度，以及应对突发事故的能力等措施，无旁路运行是可以实现的。

3.4 脱硫经验不足，运行中存在较多问题

由于太原市供热锅炉多为小容量锅炉，多使用麻石水膜脱硫除尘方式，对于石灰石—石膏湿法烟气脱硫技术的认识尚不足，更谈不上经验，对于该系统的操作运行和管理，只能靠厂家的培训指导以及摸索。由于运行介质为腐蚀性的，经常会出现跑冒滴漏以及堵塞的现象，也常常由于阀门操作不当影响脱硫效率，整个行业的脱硫管理水平有待提高。

4 结语

石灰石—石膏湿法烟气脱硫系统虽然前期投资大，甚至超出供热锅炉本身的价值，但其脱硫效果好，煤种适应性强，环境效益显著，适合在供热行业大力推广。针对各行业目前均存在的脱硫系统使用率低的问题，政府应加强管理，通过各种技术手段以及强制政策法规等进行监管，各行业各企业也应从自身可持续发展的角度，积极使用新技术，共同致力于减少燃煤造成的环境污染。

摘要：结合供热锅炉使用石灰石—石膏湿法烟气脱硫技术的实例,简单分析了这种脱硫技术的工艺流程、吸收原理及优缺点,指出该技术是一种高效的、应用广泛的脱硫技术,值得推广应用。

关键词：石灰石—石膏,烟气脱硫,供热锅炉,脱硫效率

参考文献

[1]杨海平.燃煤锅炉烟气脱硫除尘系统改造[J].煤气与热力,2008,2(9):1-3.

石灰石湿法烟气脱硫中的数模研究 篇8

关键词：湿法脱硫 (FGD) ,液滴下落模拟,SO2吸收模拟,石灰石

引言

我国是燃煤大国, 随着工业化进程, 能源消耗占世界的8-9%, 能源组成中燃煤约占75%, 而SO2排放量的90%来自于燃煤, 而燃煤产生的污染已经成为我国大气污染的主要来源之一[1,2,3]。因此环保工作的重点之一是治理SO2污染, 在我国要防治SO2污染, 控制火电厂、工业锅炉及窑炉等三大项烟气源的排放是关键, 而烟气脱硫技术是解决烟气排放污染的主要途径。目前, 我国已有石灰石/石膏湿法、氨水脱硫法、海水脱硫法、循环流化床法等十多种工艺的脱硫装置。目前由于湿法脱硫工艺中的固硫剂价廉易得、副产物便于利用、煤种适应范围宽, 并有较大幅度降低工程造价的可能性, 是世界上应用最多、最为成熟的技术[4,5,6]。因此现阶段我国大力发展湿法脱硫技术[7], 其中石灰石/石膏湿法是主流的湿法脱硫技术。

本文系统分析研究了石灰石/石膏湿法工艺技术原理, 通过对系统的合理假设, 结合实际项目数据, 提出了一套关于石灰石/石膏湿法脱硫工艺的数学模型。根据这套数学模型可以对整个脱硫系统进行分析研究, 并指导工艺的改进。同时也可以对运行数据进行验证, 为烟气脱硫装置的运行参数提供可靠的技术资料。

一、石灰石/石膏湿法烟气脱硫化学原理

石灰石/石膏湿法数学模型的建立是基于对湿法烟气脱硫过程中发生的一系列物理化学反应的深刻认识。到目前为止, 国内外研究湿法烟气脱硫技术的文献很多[8,9,10,11], 对脱硫过程模型的研究大都围绕着下面四个子过程进行:SO2吸收子过程、脱硫剂溶解子过程、中间产物氧化子过程以及脱硫产物结晶子过程。主要的化学反应过程如下:

◆水的电离

◆SO2的吸收

◆脱硫剂的溶解

◆中间产物的氧化

◆脱硫产物的结晶

二、石灰石/石膏湿法烟气脱硫数学模型

石灰石/石膏湿法脱硫数学模型的建立是以吸收塔内部为中心。首先对喷淋层到浆液池之间的空间进行了细化分层, 以一个浆液滴作为计算单元, 计算出每一层上浆液滴以及烟气的变化状况。接着对时间进行网格划分, 利用时间向前向后差分计算下一时间层上各种参数的变化情况, 直至最后一层。最后利用二分法计算出口分压, 求出脱硫效率。具体的建模过程分为以下几个方面:

a) 浆液滴的下落过程的模拟

在本文中, 假设浆液滴的下落过程为球体在气体中的下落进行处理。利用流体力学[12]中的公式, 下落过程满足:

其中ud和ug分别是浆滴和烟气的下落速度, ρd和ρg分别是浆滴和烟气的密度, d是浆滴的直径, l是浆滴下落高度, t是浆滴下落时间, μg是烟气的黏度。

我们利用欧拉法来计算浆液点的速度, 以0.01秒为一个步长, 计算各个步长上的浆液速度ud, 然后用ud乘以步长的时间得到一个步长时间内浆液下落的距离, 然后把各个步长内浆液下落距离相加, 使得它等于喷淋层的高度, 这样也得到这个喷淋层的分割层数。同时本文参考[13]中的研究结果并考虑到浆液滴下落过程中聚并的因素, 在计算中浆液滴的直径设为0.0029m。

b) SO2吸收过程的模拟

本文中SO2的吸收过程主要分为以下几个方面:

a) SO2扩散传质系数的计算

根据参考文献[9]中的研究, SO2在浆滴表面被吸收, 传质通量的方程式为:

其中: 由于本文篇幅有限, 具体的计算方程不再展开。

b) 网格上各点的Ca (OH) 2和Ca SO3溶解或结晶速率的计算

正数表示沉淀, 负数表示溶解。

c) 六价硫离子浓度分布的计算

六价硫离子浓度的微分方程为

本文中对此方程进行离散计算:用差商代替导数, 即 其中C指某个元素浓度, h指离散的间隔。在每个网络点上求解方程上所需的各个元素的浓度。

d) 总钙浓度分布的计算

总钙浓度的微分方程为

本文中对此方程的计算方法同六价硫离子浓度德计算。

e) H+浓度的计算

本文中利用“离子电荷平衡式”和“离子平衡方程式”计算出H+浓度。

离子电荷平衡式:

离子平衡方程:

f) SO2分压的计算

根据本文中以上的计算可以算出浆液点里硫离子的总浓度, 即可以算出烟气里SO2的分压。分压计算公式为:

c) SO2脱硫效率的模拟

我们采用二分法来计算出口分压, 以求出脱硫效率。首先猜测一个SO2出口分压, 根据上述液滴下落模型采用显示三点格式计算出出口第一层浆液滴内各离子的浓度分布情况, 计算结果作为下一层的输入, 由此一直计算到进口处, 比较最后层的分压和进口分压。如果计算值过大, 则减少出口分压, 反之, 则加大出口分压, 最后直至相等。

三、模型验证

在某铝厂自备电厂, 烟气脱硫系统已经运行, 且运行参数被用于验证本文提到的模型。该烟气脱硫系统的计算工况为:烟气流量为554000Nm3/h, 吸收塔有4层浆喷嘴, 塔的内径为8.4m, 平均塔出口温度47℃, 入口SO2浓度4000mg/Nm3, 喷淋量16000 m3/h, 喷淋速度8m/s。改变吸收塔内浆液的p H值, 将模型计算得到的SO2去除效率与PH值的关系和实测所得的数据作一对比, 具体见图1所示。结果表明, 模型的计算结果与脱硫系统设计数据的建议值吻合较好。

四、结论

本文从化学和物理原理方面分析石灰石/石膏湿法脱硫工艺, 建立了相应的数学模型, 并对此模型进行了计算, 可以用于预测SO2去除效率, SO2分压分布情况等等。同时可以随时调整关键参数, 根据新的参数计算出相关的预测结果。经过已运行电厂烟气脱硫工程的运行数据验证, 计算较为准确, 可以为工艺系统设计、调试和运行提供相关的技术支持。

参考文献

[1]孙克勤, 钟秦.火电厂烟气脱硫系统设计、建造及运行[M].北京:化工工业出版社, 2005.

[2]冯玲, 杨景玲.烟气脱硫技术的发展及应用现状[J].环境工程, 1997, 15 (2) :19-24.

[3]王志轩, 朱法华, 刘思湄, 等.火电厂二氧化硫环境影响与控制对策[M].北京:中国环境科学出版社, 2002.

[4]崔一尘, 刘惠永.燃煤烟气脱硫技术发展及其应用前景[J].热电技术, 2001 (1) :19-24.

[5]赵鹏高.火电厂烟气脱硫关键技术与设备国产化规划要点摘要[J].电力环境保护, 2000, 16 (2) :28-32.

[6]王娟, 张慧明.中国电力工业烟气脱硫的现状及发展趋势[J].环境染治理技术与设备, 2004, 5 (6) :12-16.

[7]关多娇, 徐有宁.适合我国国情的烟气脱硫技术探讨[J].环境保护, 2005 (8) :53-56.

[8]林永明.大型石灰石一石膏湿法喷淋脱硫技术研究及工程应用[J].浙江大学, 2006.

[9]韩琪, 李忠华.石灰石/石青湿法烟气脱硫的化学过程研究[J].电力环境保护, 2002, 18 (1) :l-4.

石灰湿法 篇9

1 主要问题及处理

1.1 循环浆液中含固量高

通常情况下,吸收塔内浆液的含固量是10%~15%,最低不应低于5%.在一定范围内维持较高的浆液浓度,有利于提高脱硫效率和石膏纯度。但是,高含固量浆液对循环泵、搅拌器、管道和阀门的磨损明显加剧。由于调试期间密度计故障,不能很好地控制浆液密度,我公司4#吸收塔循环管线在试运行1个多月就发生了漏浆事件。检查后发现,弯头处磨损严重。另外,当含固量过高时,会影响亚硫酸盐的氧化。一般来讲,当吸收塔浆液的密度大于1 128 kg/m3时,就会影响氧化反应;当吸收塔浆液的密度大于1 200 kg/m3时,明显不利于氧化反应的进行。这在直接增加了石膏脱水的困难,同时,SO2出口浓度控制难度加大,脱硫效率明显下降。经过现场测试,石灰石浆液密度与脱硫效率的关系如图1所示。

为了更好地控制吸收塔的浆液浓度,特采取了以下措施:(1)改进密度监测。在设备运行过程中,要定期冲洗密度计,以提高其准确性,同时,还要定期取样,人工化验分析。(2)调节供浆浓度。将工艺控制参数供浆浓度从1 160~1 200 kg/m3调整到1 120~1 160 kg/m3后,在吸收塔液位允许的情况下,不仅能很好地控制吸收塔浆液浓度,还能减少供浆系统的磨损和堵塞现象的发生。(3)综合监测数据,避免表计不准的问题发生,调整石膏排放频率。工艺控制要求吸收塔浓度达到1 150 kg/m3后就要启动石膏脱水系统排出石膏。为了避免发生密度计不准的问题,综合考虑其他参数,比如循环泵电机电流、侧搅拌器电流等,含固量升高,循环泵和搅拌器的负荷增大,电流值升高,所以,循环泵的电流值在230~240 A、侧搅拌器电流值在13.5~14.5 A时,启动石膏脱水系统排放石膏。

1.2 石膏氧化不足

在烟气脱硫的化学过程中,O2将HSO3-氧化为SO42-,随着烟气中O2含量的增加,Ca SO4·2H2O的形成加快,脱硫效率也逐渐提高。考虑到经济性,一般控制脱硫系统氧化空气倍率(O2/SO2)为2~3.在运行中,如果实际参与的氧化空气量不足,则浆液中大量的亚硫酸钙不能转化成硫酸钙,导致石膏脱水困难,石膏品质下降,并且SO2向液相的溶解扩散速度减缓,导致脱硫效率下降。

在浆液p H值为4.5,烟气温度为50℃,烟气速度为1 m/s,入口SO2的质量浓度为1μg/m L的条件下,有无强制氧化对脱硫效率的影响如图2所示。从液气比对脱硫效率的影响图中可以看出,有强制氧化时的脱硫效率比无强制氧化时的要高1~2个百分点左右。

自我公司的脱硫系统投运以来,相继出现过脱硫塔运行参数不稳和石膏脱水困难等情况。综合分析,脱硫塔内氧化空气量不足可能是引发这一情况的重要因素之一。发现氧化不足现象后,检查氧化风机及其附属设施后发现,主要问题有以下2点:(1)风机入口滤网堵塞,氧化风机出口卸荷阀故障率高,导致风机出力不足;(2)氧化风机容量不足。

针对这些问题,特提出相应的解决办法:(1)定期清理滤网,对氧化风机出口卸荷阀进行技术改进,拆除原来的自动卸荷阀,更换为蝶阀加消音器手动控制,从而解决氧化风机出力不足的问题;(2)针对容量不足的问题,提出了以下整改方案,即在现有一塔2台氧化风机一用一备的情况下,在氧化风机出口增设一条管线,接入脱硫塔,氧化不足时,启动备用氧化风机(即2台氧化风机同时运行),以提高氧化倍率,实现氧化系统增容,进而改善脱硫系统的运行状况。

1.3 液位计指示不准

吸收塔必须保证一定的液位高度,才能使进入吸收塔的SO2充分反应。本脱硫系统的吸收塔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。在计算过程中,没有采用实时的浆液密度值,而是采用了一个固定值。当实际浆液密度低于该固定值时,DCS显示的液位会比实际液位偏低;反之,情况相反。因此,在该脱硫系统调试和运行过程中,吸收塔经常发生浆液溢流或烟气从塔体溢流口冒出的情况。

为了更好地控制吸收塔浆液液位,根据现场的运行条件,确定合理的运行液位,具体包括以下2点:(1)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,防止烟气泄漏;(2)修正吸收塔浆液密度来提高液位计显示液位,将液位控制在塔体溢流口至溢流排水口标高之间。

1.4 阀门内漏

阀门内漏会引起吸收塔或地坑液位异常升高。在调试和运行期间,出现过几次除雾器、循环泵等设备设施冲洗水阀内漏的现象。检查后发现,主要是阀门本体质量问题损坏,或者阀门电动头控制失灵造成的。因此,相关部门变更了阀门生产厂家,更换质量过关阀门。同时,还要加强实时监控和设备巡检,发现液位异常及时处理,从而很好地解决了这个问题。

1.5 吸收塔内浆液起泡

塔底浆液泡沫的产生是因为气体分散于液体中,形成了气-液的分散体。在泡沫形成的过程中,气液界面会急剧增加,因而体系的能量增加,其增加值为液体表面张力与体系增加后的气-液界面的面积的乘积,应等于外界对体系所做的功。如果液体的表面张力越低,则气-液界面的面积就越大,泡沫的体积也就越大。这说明,此液体很容易起泡。泡沫的产生必须具备3个条件:(1)只有气体与液体连续、充分地接触时,才能产生泡沫;(2)当气体与液体的密度相差很大时,才能使液体中的泡沫很快上升到液面,久而久之就形成泡沫;(3)表面张力越小的液体越容易起泡。

根据现场的运行调整情况,引起起泡溢流的原因有以下几点:(1)在锅炉运行过程中,投油、燃烧不充分,未燃尽成分随着锅炉尾部烟气进入吸收塔,导致吸收塔浆液的有机杂质增加。(2)锅炉后部除尘器运行情况不佳,烟气粉尘浓度超标。含有大量惰性物质的杂质进入吸收塔后,致使吸收塔浆液重金属含量增高。重金属离子增多导致浆液表面张力增加,从而使浆液表面起泡。(3)脱硫用石灰石中含过量的Mg O(起泡剂),与硫酸根离子反应产生大量泡沫。(4)脱硫装置脱水系统或废水处理系统不能正常投入,致使吸收塔浆液品质逐渐恶化。(5)液位计显示错误(不准确)。

影响吸收塔溢流的因素很多,但是,吸收塔浆液一旦出现起泡溢流情况后,必须及时妥善处理,以免引发严重的事故。对此,特采取以下措施:(1)在吸收塔排水坑中定期加入脱硫专用消泡剂。尽管确定液位仅高于塔体溢流口高度,但是,难免有吸收塔浆液泡沫从呼吸孔冒出。从实际运行情况来看,吸收塔内泡沫会高于实际液位表面1~2 m。而防止吸收塔溢流和喷沫现象的有效手段是加入适量的消泡剂。(2)核算氧化空气用量,避免浆液中有太多过剩空气。富余的空气都以气泡的形式从氧化区底部溢至浆液表面的,从而造成浆液动态液位虚假。这也导致吸收塔浆液泡沫增加的原因之一。(3)在保证氧化效果的前提下,适当降低吸收塔工作液位,减小浆液溢流量,防止浆液进入吸收塔入口烟道。(4)吸收塔补水控制。在设备正常运行的情况下,吸收塔补水主要是通过除雾器冲洗实现的,还有就是利用搅拌器、浆液泵、循环泵等的机封冷却水和一些浆液管路的冲洗水。在此过程中,要尽量控制进入吸收塔的水量。水喷淋可以减少泡沫的积累,所以,除雾器冲洗要在保证液位前提下多次少量进行,或者在呼吸孔加装喷水打散泡沫,防止泡沫溢出。(5)废水量控制。增加脱硫废水的排放量,降低吸收塔浆液重金属离子、Cl-、有机物、悬浮物和各种杂质的含量,保证吸收塔内浆液的品质,避免形成大量泡沫。(6)降低排出石膏时吸收塔浆液密度,加大石膏排出量,保证新鲜浆液的不断补入。(7)加强对吸收塔浆液、废水、石灰石浆液、石灰石粉和石膏的化学分析工作,有效监控脱硫系统的运行状况,发现浆液品质有恶化的趋势,要及时采取有效的处理手段。

1.6 石膏脱水困难

在脱硫系统运行的过程中,石膏脱水效果差,导致石膏含水率过大,石膏下料斗侧壁石膏堆积,甚至堵塞。沉积在下料斗侧壁上的石膏不规则地落到石膏皮带上还可能造成石膏皮带跑偏。

导致石膏脱水困难的原因有以下几点:(1)石膏浆液氧化不足。(2)石灰石品质太差。(3)受浆液中飞灰含量的影响。粉煤灰的粒径要比结晶石膏的粒径小得多,在真空皮带机上脱水时,细颗粒的粉煤灰很快通过石膏颗粒之间的间隙到达滤布表面,把滤布的细孔堵死,所以,皮带上的真空度就不能提高。(4)脱硫系统废水排放过少。由于旋流器顶流排出的废水中所含的细颗粒比例高,因此,加大废水排量可以减少浆液中细颗粒的比例。(5)真空度不够。真空度低的原因有很多,比如浆液分配器分配不均,导致真空度低,真空泵水密封不好、水量不足,真空泵管线泵体结垢,真空罐下降管水封效果不好等。

鉴于上述原因,特采取以下应对措施:(1)加强巡检,在保证现有氧化系统运行正常的基础上,对氧化系统进行技术改进。(2)加强对布袋除尘器的工艺控制,保证除尘效率。(3)延长滤布冲洗时间,及时更换破损滤布。(4)加大废水排放量,尽量减少浆液中细颗粒的比例。(5)严格石膏脱水系统的运行管理,增加巡检频率,发现问题及时调整。另外,将真空泵密封水由原来的工业水改为除盐水,尽量避免结垢现象的发生。

2 结束语

在应用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺技术的过程中,出现了含固量高、吸收塔溢流、浆液起泡、石膏脱水困难等问题。针对这些问题,特采取了相关的应对措施,收到了一定的实效,保证了系统的安全、稳定运行。

摘要：分析、总结了石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统运行过程中出现浆液含固量高、浆液氧化不足、液位不准、阀门内漏、吸收塔溢流和石膏脱水困难等问题的原因,并提出了一些改进措施。这对脱硫系统的正常运行有一定的指导作用。

关键词：脱硫系统,石灰石-石膏湿法,浆液,石膏

参考文献

[1]薛建明,王小明,刘建民,等.湿法烟气脱硫设计及设备选型手册[M].北京:中国电力出版社,2006.

[2]金新荣,任建兴.火电厂湿法烟气脱硫装置运行特性及注意事项[J].华东电力,2004,32(05).

[3]张健,吴红兵,于辰宏.天津陈塘电厂2×300 MW机组脱硫运行存在的问题分析及处理[J].资源节约与环保,2010(6).