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提高石灰石湿法脱硫效率的方法
作者:管理员    发布于:2016-09-13 05:52:11    文字:【】【】【

石灰石湿法脱硫技术发展较为成熟,也在全球范围内得到了应用和推广。实验证明,该脱硫技术的工作效率较高、脱硫效果较好,然而实际运行过程中需要集中处理好堵塞、腐蚀等问题,从而提高脱硫工作效率。

  1 石灰石湿法脱硫工艺及原理分析

  来自于除尘器中的气体,其温度较高,达到100℃以上,在风机的辅助下,这些气体将流向换热器,在这一过程中气体会被降温,温度急剧下降,达到80℃,降温的气体又将流向吸收塔,在其中同石灰石液体完成气液相的喷淋混合,其中的水体将被蒸发,从而使已经降温的气体深入冷却,其温度会下降至60℃,再被石灰石液体反复清洗,就能够达到脱硫的目的,通常气体中多于95%的硫会被脱掉,也能有效清除气体中的HCl。当气体进入吸收塔过程中能达到除水的作用,特别是当其流经两级除雾器过程中,其中的悬浮小水滴会被有效清除。

  一般来说,石灰石石膏浆液被设置在特殊的环境下,通常在吸收塔沉淀池内,在浆液循环泵的作用下会被配置于吸收塔顶端的喷嘴集管内,经过不断喷淋、洗涤,石灰石石膏液将同飘在上方的气体发生反应,反应后会有新的物质产生,这种新的物质就是石膏结晶,出现在沉淀池中。经由石膏排出泵的运送,使其进入真空皮带脱水机,在其中会经历一系列的浓缩、脱水与洗涤,最终石膏将被良好地存在库内,形成成品石膏,创造经济利润。

  2 脱硫系统运行中的问题与解决对策

  脱硫系统由于受到多种因素的影响,在实际工作、运转过程中会出现多种问题,这些问题会影响脱硫系统的正常高效工作,例如污垢凝滞、堵塞、腐蚀等,深入分析诸多问题产生的原因,并有针对性地采取措施解决问题,对于脱硫系统的高效运行,石灰石脱硫都具有十分重要的意义。

  2.1 污垢凝结、堵塞问题

  导致脱硫系统内部污垢过量、凝结一处,最终系统堵塞无法正常运转的因素很多,具体包括了以下三大方面:

  2.1.1 脱硫系统自然如果处于无氧化状态,或者所承受的氧化度不高时,系统内部会逐渐反应生出全新的反应物,CSS-软垢,其化学式为:Ca(SO3)0.8(SO4)0.21/2H2O,该物质为一种强垢物,处于脱硫系统内部,会堵住系统的个别零件,阻碍其顺利运转。

  2.1.2 脱硫整个过程中形成的石膏,如果其浓度过大,大于浆液吸收的最大值,最终可能形成石膏晶体,从而慢慢沉淀下来,沉淀量过大,上升到某一程度的数值时,超越饱和状态时,则很有可能最终产生晶核,晶核不仅会在石膏晶体表面生长,还可能堆积、繁殖于其他物表层,最终吸收塔中各个构造的表面都将形成污垢。

  2.1.3 吸收液的酸碱值浮动较大。当吸收液氢离子浓度指数较低时,对应的亚硝酸盐溶解度会迅速提高,相反,硫酸盐溶解能力将降低,这样就为石膏离析创造了机会,形成结垢,质地较硬。相反,吸收液中的氢离子浓度指数如果较高,亚硝酸盐的溶解度会下降,此时会导致其离析,形成固体结垢,由于氢离子浓度指数高时,溶液处于碱性状态,同亚硝酸盐发生反应最终会生成CaCO3的污垢,质地较硬。

  2.2 解决对策

  为了解决结垢、堵塞的问题,应该根据问题产生的原因来对应采取科学的解决对策。具体为:

  2.2.1 选择强制氧化工艺。脱硫塔必须配备氧化风机,确保浆液内部含有一定量的石膏晶体,设定特定的密度指标。

  2.2.2 防范粉尘侵入。保护好脱硫系统设备的喷嘴,控制外界粉尘或者实验性粉尘物质堵塞其中。通常对脱硫设备入口处的粉尘浓度做出特殊规定,通常要在200mg/m3以下,塔喷淋母管一般选择特殊的喷嘴,例如空心喷嘴具有良好的抗磨性,同时要定期开启冲洗水泵,防止喷头堵塞。

  2.2.3 控制塔溶液的pH值。脱硫系统设备工作过程中要积极稳定pH值,通常可以参照塔浆液的pH值,浓度、液位来对应科学把握好除雾器的液位,或者通过添加石灰石浆液等方法,都能稳定pH值,其具体数值在5.0~5.7为最佳。

  2.2.4 设法降低石膏饱和度在130%以下,为了达到这一目标,应该想办法降低吸收液中水体的蒸发速度,或者利用吸收塔中密度计监视塔内石膏密度,来缓解石膏的过饱和。

  2.2.5 为了防止脱硫系统出现堵塞现象,在其正式运行前,可以朝着吸收塔内添加二水硫酸钙,如果系统长时间未用后,又一次被启动,则应该先添加新鲜晶体到吸收塔,或者科学地扩大液体比例。

  2.2.6 维持吸收塔搅拌器的常规工作、运转,将启动冲洗设备安装在搅拌器中,待搅拌器运行,就立刻进入清洗状态,防止堵塞。

  2.3 腐蚀问题与处理

  2.3.1 腐蚀的原因分析。

  第一,来自于除尘器中的烟气,内部富含多种物质,例如二氧化硫、氯化氢等,这些酸性气体可能同液体发生反应,形成酸性溶液,而且其中的酸根离子就会腐蚀金属,腐蚀性会逐步渗透、散开,形成大面积腐蚀。同时水和电解质会在金属表层发生反应,形成一种电化学腐蚀物质,最常见于焊接缝隙。

  第二,结晶腐蚀。由于溶液内部含有大量的酸盐物质,会在液体溶液的带动下逐步腐蚀防腐内衬,脱硫系统停止工作后,塔体内部会慢慢干燥,此时将有固体的NO3盐、SO4盐等出现,淤积过多会占据空间,导致吸收塔膨胀过度受损。   第三,不良温度的破坏。当换热器发生故障,循环液系统异常时,吸收塔中温度会迅速上升,会影响防腐材料防腐能力的发挥。

  第四,浆液内部富含多种固体颗粒,在实际运行中,难免对吸收塔表面产生长时间的冲击,其中塔侧壁、底部等都将受到严重冲击。

  2.3.2 抗腐蚀的方法和技术。

  第一,从浆液的pH值入手,进行科学调控,使其处于4以上。

  第二,科学调控脱硫设备其他入口位置的温度,优选能够与其良好运行配合的防腐内衬,只有这样才能充分发挥防腐内衬的防腐蚀作用,所采用的脱硫设备也要具有一定的温度承受能力,要求其能承受温度达160℃的烟气。

  第三,确保防腐内衬的质量,实际施工过程中必须做好各个环节的监督,例如原料质量检查、工序检查等,保证防腐内衬层的质量,这样才能真正提高脱硫效率。

  第四,优选防腐材料。塔体不同位置适合不同类型的防腐材料,例如入口烟道处优选内衬2毫米的镍基合金C276防腐材料。换热器的低温部位则适合用玻璃鳞片,内衬通常优选合金防腐材料。流通溶液的管道则适合选择内衬橡胶防腐材料。

  3 提高脱硫效率的方法

  3.1 科学把握吸收液的pH值

  吸收塔中浆液的pH值不可过高或过低,过高将与二氧化硫发生反应,过低则可能与钙离子发生反应,生成盐。通常要将pH值控制在6,此时SO2能被有效吸收,然而,其不足在于污垢淤结,发生堵塞,影响脱硫系统运行效率,不利于脱硫工作的高效开展,如果pH值控制在4则过低,可能影响SO2的吸收,造成设备腐蚀,科学的pH值范围应该为5~6。

  3.2 调整脱硫剂和烟气的反应时间

  烟气在实际流动过程中,会与石灰石浆液有一定的接触,接触过程中会发生反应,反应程度取决于接触时间,选择扬程较高的循环泵,能够调动二者长期接触,从而促进反应,提高脱硫效率。

  3.3 把握好液气比例

  液气之间比例变大,意味着二者能够有效解除,从而加快脱硫。然而,需要指出的是SO2与吸收液间会形成气液平衡,如果液体和气体的比例超出规定范围,脱硫工作将变得缓慢,会导致二氧化硫相关气体无法与石灰石发生彻底、充分的反应,此时就只能进行循环反应,此时可以想办法提高浆液循环次数,从而确保碳酸钙和二氧化硫二者之间充分接触、彻底反应,最终保证二氧化硫的去除率。

  3.4 石灰石粒度与纯度

  为了保证反应高效、彻底地进行,应该控制石灰石颗粒大小,使其达到较细状态,提高其吸收速率,细度为:90%以上的石灰石可以流经325目筛,纯度也要达到90%以上。

  3.5 氧化空气量

  脱硫中,氧气会融入,从而导致亚硫酸根离子变成硫酸根离子,如果氧气不断上升,会使CaSO4?2H2O更快地形成,从而加快脱硫速度,因此可以尝试增设氧化风机。

  3.6 控制烟尘浓度

  烟气内难免会掺入一定量的烟灰,这些烟灰会影响高效脱硫,使得石灰石中的钙离子无法高效溶解,烟灰内含有重金属,也可能阻碍钙离子和亚硝酸氢根离子之间反应,如果烟灰含量过大,会影响浆液反应效率,影响脱硫效率,所以要控制脱硫设备入口位置的粉尘,其数量应该在200mg/m3以下。

  3.7 把握烟气温度

  通常来说,在烟气正式进入吸收塔前,要控制其温度,这样才能促进二氧化硫气体有效接触浆液,加快脱硫效率。通常情况下应该控制烟气温度在60℃左右,以此温度为基础再开始吸收操作,塔入口处的烟气温度也要在80℃。

  4 结语

  石灰石湿法脱硫技术是一种科学、有效的技术,在脱硫工作中发挥了积极作用,然而实际运行中可能受到多种不良因素的干扰,例如脱硫设备堵塞、腐蚀等问题,重视影响脱硫效率的因素,及时排除这些不良因素,为石灰石湿法脱硫创造有利条件,才能达到预期的脱硫效果。

 

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