玻璃鋼脫硫塔效率低下的原因分析
2017-04-24 18:53:18
石灰石-石膏濕法煙氣脫硫是濕法脫硫中常見的一種方法,但在工藝流程上仍存在許多問題。煙氣的進(jìn)口參數(shù)、吸收塔的吸收液?jiǎn)栴}、氧化風(fēng)量和除霧器的工作效率都對(duì)濕法脫硫的效率有很大的影響。但這些因素是相互交織的,只有綜合考慮各種因素,總結(jié)出解決這些問題的完美方案,才能提高脫硫的效率,為人類社會(huì)做出貢獻(xiàn)。
二氧化硫是主要的空氣污染物之一,燃煤電源是其主要來源.石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)成熟,運(yùn)行穩(wěn)定,成本較低,占世界脫硫市場(chǎng)的75%。石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝復(fù)雜,化學(xué)反應(yīng)步驟多,反應(yīng)條件要求高,為提高脫硫工藝效率,必須協(xié)調(diào)各種因素,提高脫硫工藝效率。
石灰石-石膏濕法煙氣脫硫是濕法脫硫常用的方法。它的脫硫吸收劑以石灰或石灰石為原料,將石灰石仔細(xì)磨成粉末,然后與水混合制成吸水漿料。以石灰為吸收劑原料,將石灰粉消化并與水混合制成吸水漿料。在吸收塔中,吸收漿料與煙氣混合,煙氣中的二氧化硫與吸收漿料中的碳酸鈣在空氣參與狀態(tài)下通過氧氧化反應(yīng),終得到石膏。
煙氣是除塵之后由引風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空間噴淋結(jié)構(gòu)。為了保證反應(yīng)的充分進(jìn)行,煙氣與吸收漿料的接觸面積較大。在該部分中,煙氣與吸收劑漿料發(fā)生反向接觸,使吸收塔兼具吸附功能和氧化功能,上部為吸收區(qū),下部為氧化區(qū)。
該系統(tǒng)一般配備3≤5循環(huán)泵,以保證吸收漿的流量,每個(gè)循環(huán)泵對(duì)應(yīng)一層噴淋層。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載較小時(shí),為了保持較高的液氣比,可以停止1×2層噴淋層的運(yùn)行,從而達(dá)到理想的脫硫效果。吸收區(qū)上部設(shè)有二次除霧器,除霧劑煙氣出口的小液滴不超過每立方米75毫克。
脫硫效率是指脫硫系統(tǒng)對(duì)原煙氣中二氧化硫含量的去除率。在吸收塔中,吸收漿料與煙氣混合,煙氣中的二氧化硫、漿料中的碳酸鈣和漿料中的氧化空氣通過一系列化學(xué)反應(yīng)去除,終得到石膏。
從控制變量法的觀點(diǎn)來看,煙氣系統(tǒng)的運(yùn)行方式和運(yùn)行條件不變時(shí),煙氣的效率隨著煙氣用量和原煙氣中二氧化硫含量的增加而降低。由于入口二氧化硫的增加,循環(huán)漿中的堿含量迅速下降,從而降低了漿液滴對(duì)二氧化硫的吸收能力。煙氣流量也是影響脫硫效率的因素之一。煙氣流量越快,漿滴過程中擾動(dòng)頻率越高,使煙氣中二氧化硫和漿液的反應(yīng)速率增大,脫硫效率降低。此外,循環(huán)漿的密度對(duì)脫硫效率也有一定的影響。
根據(jù)濕法脫硫體系的作用原理,影響脫硫效果的吸收塔漿料主要由碳酸鈣、鹽酸不溶性物質(zhì)和亞硫酸鈣組成。在一定范圍內(nèi),碳酸鈣含量越高,脫硫的效果越好。但是,如果碳酸鈣含量過高,會(huì)導(dǎo)致石灰石的屏蔽,阻礙二氧化硫與碳酸鈣在吸收液中的接觸,從而降低脫硫的效率。
另一方面,碳酸鈣含量高會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)污垢過多甚至堵塞,因此碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般要求在3%左右。煤煙是吸收塔漿料中鹽酸不溶性物質(zhì)的主要成分,高含量的鹽酸不溶性物質(zhì)也會(huì)造成石灰石的屏蔽,這明顯影響了脫硫的效率,因此鹽酸不溶性物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般要求小于5%。較高的亞硫酸鈣含量表明,該體系的氧化效果不佳,不利于脫硫的效率,且較高的亞硫酸鈣含量也容易導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)垢和堵塞。亞硫酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般小于0.3%。
除上述各點(diǎn)外,石灰石質(zhì)量作為吸收漿體的主要成分,也會(huì)影響吸收漿體的質(zhì)量。石灰石的質(zhì)量主要受粒徑、碳酸鈣含量、碳酸鎂含量和鹽酸不溶性物質(zhì)含量等因素的影響。從現(xiàn)有研究經(jīng)驗(yàn)來看,石灰石越細(xì),反應(yīng)效果越好,碳酸鈣含量越高,石灰石活性組分含量越高,石灰石質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高,石灰石中碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般要求在90%以上。
在吸收區(qū),煙氣中的二氧化硫與吸收的漿料發(fā)生反應(yīng)。然而,在這個(gè)步驟中,只有一部分亞硫酸氫與氧氣反應(yīng)生成硫酸。由于煙氣與礦漿的接觸時(shí)間太短,漿料中的碳酸鈣只能中和部分氧化的亞硫酸亞鐵和硫酸。在該地區(qū),只有一小部分碳酸鈣起作用,因此液滴的pH值會(huì)隨著連續(xù)下降而減小,pH值降低的漿料不能中和亞硫酸氫鹽和硫酸,從而降低其吸收容量。
漿液的pH值在上半段處于較高的狀態(tài),且易在漿液中生成亞硫酸鈣水合物。在漿液沉降過程中,接觸中二氧化硫濃度越來越高,pH值下降更快。此時(shí),亞硫酸鈣水合物將轉(zhuǎn)化為亞硫酸鈣。因此,氧氣的用量對(duì)脫硫的效率有著重要的影響,只有在氧氣充足的條件下才能保證碳酸鈣的利用率,即二氧化硫的吸收效率。
如果系統(tǒng)中的氧化空氣量不能維持正常反應(yīng),或者氧化空氣與液位之間的距離太短,漿液中就會(huì)有大量的亞硫酸鹽,即亞硫酸鹽的濃度會(huì)增加。當(dāng)亞硫酸氫的相對(duì)飽和度較高時(shí),對(duì)化學(xué)反應(yīng)有抑制作用。因此,在系統(tǒng)的運(yùn)行中,必須保證進(jìn)入脫硫吸收塔的含氧量能夠滿足系統(tǒng)的需要。
除霧劑是石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)的主要成分之一.除霧器作為下游設(shè)備的保護(hù)器,其除霧效果在整個(gè)過程中起著重要的作用。如果排放的煙氣中含有的液滴得不到有效的處理,就會(huì)導(dǎo)致煙氣散熱器腐蝕、散熱元件堵塞等一系列問題。
除霧器一般包括兩部分:除霧器本體和沖洗系統(tǒng)。為了避免酸性液體對(duì)設(shè)備的影響,利用重力和慣性撞擊來捕捉很小的液滴。葉片上有兩種除霧器:折疊流和漣漪。這兩種結(jié)構(gòu)提高了霧泡被捕獲的概率,大大提高了消霧效率。脫硫除霧器的設(shè)計(jì)和選用主要考慮了煙氣流量、煙氣溫度、物料、除霧器葉片形狀、除霧器間距等因素,提高除霧器效率,不僅要保證除霧器的質(zhì)量,而且要與整個(gè)設(shè)備配合。
我國(guó)是一個(gè)硫資源貧乏、煤炭含硫量高的地區(qū)。濕法脫硫技術(shù)的發(fā)展,不僅解決了脫硫在煤炭、電力工業(yè)中的實(shí)際問題,而且保護(hù)了環(huán)境,真正實(shí)現(xiàn)了適合我國(guó)國(guó)情的節(jié)能環(huán)保。因此,在降低脫硫效率時(shí),應(yīng)認(rèn)真研究該裝置,在此基礎(chǔ)上找出誘發(fā)原因,并提出相應(yīng)的合理有效的解決方案,確保脫硫的效率達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求,對(duì)大功率電廠的順利高效運(yùn)行具有一定的指導(dǎo)意義。