詳細介紹
一、脫硫效率低
脫硫系統效率低下主要有石灰石活性不足,石灰石雜質過高,吸收漿液pH過低,Ca/S低,有效液氣比低,石灰石漿液在吸收塔中的停留時間短,脫硫塔入口煙氣溫度過高,脫硫塔入口煙氣含塵量大等原因。本文主要介紹各種離子濃度對脫硫效率的影響。
1.Cl-的影響
CaCO3的分解式是:CaCO3+H++HSO3-→Ca2++SO32-+H2O+CO2↑,若漿液中含有大量的氯離子,會形成氯化鈣,氯化鈣會電離生成Ca2+,由于同離子效應導致液相的離子強度增大,抑制H+的擴散,會造成上述反應向左移動,使CaCO3分解速率下降,降低系統脫硫效率;漿液中含氯離子的量過高,會增大石膏脫水的難以程度,改變石膏晶型,使石膏晶格發生畸形改變;另外,氯離子可與多種金屬離子,如Fe3+、Al、Zn形成絡合物,這些絡合物會包裹在CaCO3顆粒表面,使參與反應的CaCO3減少,進而影響系統脫硫效率。
2.SO32-的影響
氧化空氣量不足會導致漿液中SO32-含量過高,當其超過一定值時,由于同離子效應CaCO3溶解度降低,造成“石灰石屏蔽現象”,使脫硫效率下降;另外,石灰石漿液吸收SO2可用雙模理論解釋,當液相主體中SO32-含量過高,液相傳質阻力會很大,降低總傳質系數,使脫硫效率降低。
3. F-、Al3+的影響
脫硫塔入口煙氣HF、鋁鹽中含量過高,會導致石灰石漿液中F-、Al3+含量高。煙氣中的HF溶解于漿液后,會與漿液中的Ca2+生成難溶性CaF2,CaF2會包裹吸收劑,阻止CaCO3進一步溶解,影響了吸收劑的利用率,降低脫硫效率;煙氣中的Al3+也會與Ca結合生成絡合物AlFx,也能影響CaCO3的離子化,使漿液中的pH降低,影響SO2的吸收。
二、石膏脫水困難
1.脫硫系統石膏脫水真空皮帶機異常
設備運行故障可導致真空度下降,石膏脫水動力不足,進而導致石膏含水率升高。其原因有:①真空泵故障;②摩擦帶有損壞;③真空系統不嚴密;④皮帶機運行軌跡不平;⑤真空箱密封水失控;⑤皮帶與真空箱之間有空隙:⑦濾布破損。
2.除塵設備運行效果不好
若除塵器運行效果不好,會造成大量飛灰進入脫硫系統漿液中,這些飛灰會包裹未被氧化的CaSO3·1/2H2O,使其氧化受阻。CaSO3·1/2H2O為膠體物質,透氣性差,若其進入真空皮帶機,即使增加真空泵的出力也未必達到很好的脫水效果,根據實際運行經驗可知,若濾餅含水率較高、粘度較大,可初步判定CaSO3·1/2H2O含量較高,飛灰含量對脫硫系統產生嚴重影響。
3.Cl-含量過高
石膏含水率隨著石灰石漿液中氯離子含量的升高而升高,可以表明隨著石灰石漿液中氯離子含量的升高,石膏脫水性能越差。由于漿液中存在大量的氯離子,石膏在結晶的過程中會包裹氯離子,被包裹的氯離子會與漿液中的鈣離子結合,從而生成含有6個結晶水的化合物,使石膏含水率增加,脫水效果變差;另外,氯離子的大量存在會影響石膏結晶的過程,使石膏晶體發生晶變,產生更多種類的晶核,不利于石膏脫水。
4.漿液品質惡化
石膏漿液中的雜質主要來自于三個方面:①煤燃燒后煙氣中的灰分;②石灰石中所含的雜質;③來自其他系統中,綜合利用的補充水中所含雜質。這些雜質在石灰石漿液中不參加任何的反應,一般都是通過廢水系統排除,隨著石膏中雜質含量越高,石膏脫水性能越差。
三、結垢問題
FGD系統中出現嚴重的積漿結垢現象,會引起管道堵塞、磨損、腐蝕,引起局部或整體坍塌等一系列問題,其中除霧器的積漿結垢現象更為常見。
1.除霧器結垢原因分析
(1)脫硫系統中水平衡出現問題很多設備的冷卻水、密封水全部進入系統,而在低負荷時,煙氣量較少,煙氣對水分的攜帶量減少,使得吸收塔中漿液液位一直維持在較高的水位,致使除霧器沖洗次數減少,甚至運行人員只能停止除霧器的沖洗,才能防止吸收塔溢流。在鍋爐低負荷運行(60%)時,吸收塔的液位就很難維持,根本無法進行除霧器清洗,基本上一周沖洗一次。
(2)沖洗水壓力不足一般情況下,除霧器沖洗水頭的壓力一般要求是:沖洗時入口母管壓力大于0.2MPa,但由于閥門安裝不嚴密、閥門定位不準確、內漏量較大,造成沖洗壓力減少,沖洗壓力達不到設計值,沖洗效果達不到保證。
(3)漿液密度較大在脫硫系統運行過程中,運行人員為追求脫硫效率,實現達標排放或者滿足超低排放,向吸收塔中加入石灰石漿液遠超設計值,煙氣與漿液接觸后攜帶固體顆粒量大大增加,與除霧器碰撞后部分附著在除霧器表面,逐漸形成垢物。
(4)除塵器運行效果不好若除塵器的運行效果不好,大量的飛灰會在除霧器表面沉積,由于飛灰中含有的金屬氧化物粘附性很強,一旦沉積結垢,不易沖洗。
2.吸收塔內部結垢
吸收塔系統結垢主要發生在漿液循環泵噴嘴、漿液循環泵進口濾網、吸收塔進出口煙道、吸收塔底部及支撐梁處。由于漿液中含有CaSO4、CaSO3、CaCO3及硅、鋁等物質,這些物質具有較大的粘度,當漿液碰到吸收塔壁時,漿液中部分物質會粘附在吸收塔壁上;同時,由于煙氣具有較高的溫度,會加快沉積層中水分的蒸發,使沉積層結垢更加致密。
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