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傳統雙堿法煙氣脫硫工藝 在實際應用中出現的問題及分析探討

來源:包頭市蒙泰鍋爐有限公司官網 | 發布時間:2017/3/20 | 瀏覽次數:

雙堿法脫硫與石灰石/石灰濕法脫硫相比,脫硫反應機理類似,主要是利用鈉基脫硫劑堿性強,吸收二氧化硫后反應產物溶解度大,不容易造成結垢堵塞問題的優點來代替石灰石/石灰濕法脫硫的。普遍認為雙堿法脫硫液氣比小,脫硫效率高,一次投資省,運行成本低,適合在中小鍋爐的脫硫工藝中應用。但在實際的應用中,傳統雙堿法脫硫使用效果并不理想,仍然出現了結垢、運行成本高和煙囪腐蝕等各種難以解決的問題,現分析如下: 

結垢嚴重 

結垢是漿液中一種或幾種鹽在脫硫系統運行狀態下過飽和并在器壁上結晶的過程。雙堿法脫硫系統的管壁、塔壁、噴嘴處極易結垢,塔內會形成十幾厘米厚的結晶體,導致系統阻力增加流量降低、垢下腐蝕、控制儀表失效和保護層破壞,嚴重的還會導致系統停運,除霧器的嚴重結垢有時會導致除霧器局部垮塌。 

脫硫系統漿液所吸收的二氧化硫經過各種化學反應后**終從系統中除去是依靠CaSO3CaSO4的結晶過程來完成的,這種反應是必然發生的,也是我們脫硫生成石膏所期望的。但我們希望此反應僅發生在系統的循環漿液池中完成結晶過程,但實際情況是雙堿法脫硫技術運行在堿性條件下,當pH值大于8時,86%以上的SO2SO32-的形式存在,導致結垢傾向加重,加之循環漿液池中的結晶并不能徹底分離吸收液中的Ca2+,必然在系統的其它部位產生大量結晶,就產生了系統的嚴重結垢。 

2、運行成本較高 

理論證明,pH值越高對SO2的吸收效果越好,因此NaOH溶液的吸收效果比Ca(OH)2溶液要好的多,但Ca(OH)2pH值為12.4,當pH<12.4時,NaOHCa(OH)2的吸收效果無法比較,基本可認為是一致的,因為此時添加的NaOH根本未發生作用。如果提高吸收效果,必須使pH>12.4,但此時Ca(OH)2離解受抑制,系統演變為單鈉堿脫硫,廉價的Ca(OH)2溶液無法發揮作用。因此,如果想發揮鈉堿的吸收快的優勢,就必須添加價格較高的NaOH以提高系統pH值,加之Na2SO3氧化后產生Na2SO4的副反應產物較難再生,需不斷補充NaOHNa2CO3,同時鈉鹽的存在不可避免的使亞硫酸氧化成硫酸,不僅影響石膏的生成和石膏的品質,也使石灰和堿耗增加,大量堿的消耗使雙堿法脫硫的運行成本相對石灰石/石灰濕法脫硫要高的多。 

3、濕煙囪的腐蝕嚴重 

雙堿法脫硫對脫除SO2效率較高,但對造成煙氣腐蝕的主要成分SO32-效率只有20%~30%;同時由于除霧器的嚴重結垢,除霧效果差,導致煙氣含水量大,水汽呈飽和狀態,以致系統排煙溫度低易冷凝成酸露;在正壓運行的條件下,容易穿過內襯和鋼板裂紋造成煙囪腐蝕,因此脫硫后的煙囪腐蝕非常嚴重。近幾年來新建或改建的脫硫煙囪多數出現腐蝕介質對鋼筋混凝土腐蝕,致使部分酸液沿煙囪外筒壁滲漏。 

4、對環境有一定程度的污染 

雙堿法脫硫產生的副產品鈉鹽(主要是難以置換的硫酸鈉)不能再生,**終需要外排。在水體中被硫酸鹽還原菌還原成硫化物,使水體污染變質,在有氧環境下又會被硫細菌氧化,使水體中氧份減少,進一步污染水質,進而對周圍環境產生不良影響。 

5、液氣比較大 

雙堿法脫硫系統中,液氣比是一個非常重要的操作參數,液氣比大,意味著煙氣與脫硫劑接觸面積大,有利于二氧化硫的吸收,但液氣比過大,脫硫劑的霧化效果不好,不利于脫硫,且太大的液氣比會使整個煙氣行程的阻力增加,從而引起引風機出力不足導致鍋爐正壓,也易導致風機帶水。 

   通常情況下**小液氣比的選擇按以下公式進行計算: l=L/G=10-6nCSO2/64(C1- C2) n:滿足排放要求的****脫硫效率; CSO2:原煙氣中二氧化硫濃度; C1:出口洗滌液中總硫的濃度; C2:進口洗滌液中總硫的濃度。 

針對以上問題,常見的解決措施如下: 

1)      保持漿液均勻攪拌,延長漿液在漿液池中停留時間和提高中結晶固體的含量,盡量使CaSO3CaSO4的結晶沉淀過程在循環漿液池中完成。

2) 盡量選擇適宜的液氣比。適宜的液氣比一方面要保證較高的脫硫效率,另一方面要滿足設備安全經濟運行的需要,且能夠使脫硫劑得到有效利用,液氣比也是脫硫循環泵選型的依據之一。 3) 在強制氧化的過程中適度提高石膏固體的濃度 

2)  停運時及時清除結垢CaSO3,并在運行中盡量降低pH值溶解結垢。 

3)  有效的控制系統各個方面的PH值,能夠減少整個系統的結垢和堵塞。主要根據塔進出口PH值,漿池PH值,再生池PH值的變化得出雙堿法在工程運行過程中的****范圍。 

4)  一般情況下,漿池PH值為11左右,再生池PH值為6.8左右,既能提高吸收液的脫硫效率,又有利于減小塔進口硫酸鈣的過飽和度,防止系統結垢堵塞;要維持系統的穩定運行,保持再生池PH值在6.8左右,再生池需配置攪拌裝置,同時定期向系統中投加一定量的碳酸鈉作為補充。 

5)  針對濕法脫硫后煙氣腐蝕性強,運行工況復雜,除要盡量使脫硫除霧器的正常工作外,煙囪也要提高防腐質量,防腐工藝選擇應遵循以下原則: 

6) 防腐界面完整,與煙囪熱膨脹一致,沒有裂紋和孔洞,以防酸液侵入腐蝕。 

7)  防腐材料吸水率低,強度高,耐磨性好,抗老化,抗溫變,與基體粘結強度高。 

8) 施工工藝簡單,施工質量可控,易修復。

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