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湿法脱硫存在的主要问题与技术探讨

所属分类:行业动态    发布时间: 2022-02-16    作者:admin
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湿法脱硫存在的主要问题与技术探讨

1、脱硫简要介绍

当前,火力发电行业脱硫应用技术总体上比较成熟,绝大多数火电行业均采用石灰石—石膏湿法脱硫技术工艺,该技术应用广泛、技术成熟可靠,设计脱硫效率可以达到98%以上,近几年,国家针对污染物排放标准也越来越严格,脱硫设施在托运过程中暴露出一些问题,亟待重视和解决,本文重点针对石灰石—石膏湿法脱硫工艺在实际应用中存在的主要问题进行探讨。

2、石灰石—石膏湿法脱硫

(1)二氧化硫的吸收过程(2)反应产物的氧化过程(3)结晶生成石膏的过程。

3、脱硫装置的介绍及应用

3.1情况介绍

某公司2x330mm机组采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫装置,每台机组对应一座脱硫塔,烟气系统不设GGH和旁路烟道,增压风机和引风机合并设置,脱硫系统压降通过引风机克服,两天机组共用一座210m高内衬钛钢烟囱,每台机组脱硫设施原设计配置三台脱硫浆液循环泵,原脱硫设施设计脱硫出口二氧化硫排放浓度200mg/Nm³以下,为了进一步满足日益严格的污染物排放标准,2015年,通过对脱硫设施实施提效改造,目前,每座脱硫塔配制五台脱硫浆液循环泵,设计脱硫效率98.99%,在脱硫设施出口新增湿式除尘器,经过改造后,净烟气二氧化硫排放浓度达到35mg/Nm³以下,满足超低排放指标要求。

3.2工艺简要描述

锅炉煤粉燃烧后产生的烟气经SCR脱硝装置、电除尘器,通过引风机增压后进入脱硫吸收塔,烟气经过石灰石—石膏湿法脱硫设施后,与吸收塔上部喷淋层喷淋下来的石灰石浆液逆向接触,烟气中二氧化硫与石灰石浆液在脱硫塔内发生化学反应,生成亚硫酸钙,汇于吸收塔下部的浆液池,同时,氧化风机向脱硫塔底部浆液再通过石膏排出泵先后送入了石膏旋流器和真空皮带脱水系统进行脱水处理,.终形成含水率10%左右的石膏落入了石膏库,石膏优化考虑送至综合利用单位进行综合利用,剩余少部分石膏送至渣场暂时存放。

3.3存在的主要问题

(1)脱硫系统接触浆液设备和管道冲刷磨损较为严重。(2)喷淋层喷嘴堵塞和结垢现象较为突出(3)脱硫塔顶部除雾器坍塌、堵塞和结垢现象经常发生。(4)石膏脱水效果较差。(5)脱硫系统结垢、腐蚀和磨损较为严重,需经过长时间的运行不断探索和总结经验。(6)脱硫系统浆液起泡或中毒问题。脱硫系统运行过程中,经常会出现脱硫浆液起泡或脱硫浆液中毒,严重影响脱硫系统浆液品质,降低脱硫效率,影响净烟气二氧化硫达标排放。(7)脱硫系统水平衡问题。由于脱硫系统设计考虑不足、蒸发量低、补水量大、系统设备存在缺陷或工艺调整不当等多种因素,导致在实际脱硫系统运行过程中,经常出现脱硫塔内浆液溢流、水平衡破坏等现象。(8)脱硫废水排放去向问题。脱硫废水处理系统.为脱硫公用系统,废水中所含的氯离子和重金属离子指标偏高会严重影响脱硫系统安全稳定运行,为此,多数企业虽然同步建设了脱硫废水处理系统,但是废水处理设施运行不稳定,运行和检修成本高,且经过处理后的脱硫废水难以达标,长期困扰企业脱硫系统稳定运行。

3.4主要技术措施

3.4.1防腐防磨处理

结合实际情况,需要对脱硫系统磨损严重的浆液管道和脱硫系统浆液泵本体等处进行防腐和防磨处理,增加使用寿命,此外,对于磨损严重的部位,建议提前制作内衬搪瓷的管道弯头留作备用,并对其编号,妥善保存,一旦损坏立即完成更换。

3.4.2合理控制

PH值运行为避免脱硫塔内结垢现象发生,在确保脱硫出口二氧化硫浓度达标排放前提下,运行过程中需要严格按照《运行规程》实施调控,尽量控制低PH值运行,以石灰石做脱硫剂时,PH值有限考虑控制在4.8-5.2左右。

3.4.3检修期间认真检查系统

借助主机和脱硫设施停运检修机会,对脱硫系统冲刷磨损较为严重的浆液管道认真检查,防止管道防腐层被冲刷进一步扩大,需要及时对脱硫系统的脱硫塔本体、转动设备和罐体腐蚀情况进行认真检查,发现异常及时处理,建议根据脱硫浆液冲刷预制部分耐磨脱硫浆液管道或弯头作为紧急备用,一旦脱硫设施现场浆液管理或弯头被冲刷磨损泄露后可以及时更换处理。

3.4.4严格控制烟气流速

运行过程中,密切观察除雾器进出口压力、压差变化,合理调整锅炉尾部引风机或增压机挡板门开度,建议设置除雾器差压报警,根据除雾器设计情况,一旦除雾器压差接近设计压力,及时报警,提前为工艺调控和仪表检查做好预防工作,避免出现烟气携带大量浆液、堵塞除雾器现象发现。

3.4.5控制除雾器冲洗

在确保脱硫系统水平衡的前提下,根据除雾器前后压差情况,尽.大努力缩短除雾器周期和冲洗时间,增加对除雾器的冲洗次数,预防除雾器堵塞或浆液结垢,冲洗时间可以根据脱硫系统水平衡合理控制和调整。脱硫系统停运后,在脱硫塔顶部脱硫浆液在除雾器上还没有凝固的情况下,先对除雾器积存的脱硫浆液用高压水进行冲洗,建议在脱硫塔顶部设计或增设高压冲洗水,具备检查条件后及时对脱硫塔顶部和除雾器进行冲洗。内部检查时,重点检查除雾器模块固定情况是否完成、除雾器卡扣是否丢失和固定牢固等异常问题。

3.4.6严格管控脱硫系统浆液品质

脱硫塔内的浆液品质管控尤为重要,必须严格控制脱硫系统浆液氯离子和重金属离子含量,直接关系到脱硫系统化学反应能否正常进行和净烟气二氧化硫能否长期稳定达标,建议严格管控脱硫塔内浆液氯离子、密度、PH值、亚硫酸钙、硫酸钙等主要指标,脱硫塔内浆液氯离子浓度控制在2000ppm以下,并尽量维持低参数运行。

3.4.7严格管控脱硫系统水平衡

根据脱硫塔液位变化,提前做好脱硫塔内补水、浆液排放、地沟地坑及返回至脱硫塔内的各类浆液和回流水的预防控制和工艺调控工作,持续稳定做好脱硫系统水平衡,尽.大努力杜绝浆液溢流或浆液污染环境。

3.4.8必须解决脱硫废水排放去向

废水处理系统应保持正常运行状态,真正为改善脱硫系统浆液品质发挥作用,根据现场实际情况,可以多渠道拓展脱硫废水排放去向,建议根据脱硫塔内浆液品质和脱硫废水化验情况,及时处理或外排脱硫废水,建议优先考虑应用于灰库、渣仓和煤场拌湿降尘,降低脱硫系统浆液氯离子和重金属含量。

3.4.9高度关注主要参数监视

重点关注脱硫系统的脱硫塔浆液PH值、脱硫塔内浆液密度、除雾器进出口压差、原烟气和净烟气二氧化硫变化趋势以及浆液循环泵运行电流变化等,定期检查脱硫系统脱硫塔本体的重要表计和在线仪表进行定期校对,减小DCS系统主要监视参数对比台账,根据主要参数变化情况,根据脱硫系统浆液反应情况,增加对脱硫系统重要参数的化验频次,出现问题应立即查找原因,根据实际情况,可申请增加化验频次并建立详细化验或仪表比对台账。

3.4.10合理控制脱硫系统入口烟尘浓度,降低烟气中烟尘含量

加强对锅炉尾部一级除尘设施调整与投运,严格控制进行脱硫系统原烟气的烟尘浓度,给脱硫设施出口湿式除尘器(二级除尘)减轻压力,避免粉尘参数超标,通常控制脱硫入口烟尘浓度60mg/Nm³以下为宜,.大限度降低烟气中烟尘含量。

3.4.11控制氯离子和重金属离子

加强对脱硫系统中氯离子和重金属离子的化验分析,确保脱硫废水处理系统正常投运,或者根据化验情况,定期寻找废水排放去向,在脱硫系统浆液和水平衡许可情况下,加大稀释力度,避免氯根和重金属离子含量过高,加剧对脱硫系统的腐蚀、抑制石膏脱水等副作用

3.4.12石膏含水率超标

(1)原因一:吸收塔浆液PH值。措施:合理调控系统PH值运行,根据经验,初步确定浆液的PH值控制在2.5-5.6左右,(2)原因二:脱硫系统循环量。措施:根据脱硫系统净烟气排放情况,合理控制脱硫浆液循环泵投运数量。(3)原因三:脱硫渣浆浓度(固含量)。措施:按照运行规程要求,严格控制脱硫浆液的密度,建议优先考虑将脱硫塔内浆液的密度控制在1150mg/m³左右。(4)原因四:硫钙比。措施:严格控制硫钙比。根据大量设计资料和设计摸索经验得知,Ca/S比控制在1.031.05左右。(5)原因五:晶粒大小影响。措施:适当考虑对脱硫系统增加增效剂和硫酸钙晶种,改善和提高脱硫石膏品质。(6)原因六:严格管控脱硫系统浆液中氯离子浓度、烟尘含量和脱硫剂中携带杂质及酸性不溶物含量。措施:重视脱硫废水系统托运完好性控制,保证脱硫废水正常投运,改善脱硫塔内浆液品质,尽.大努力控制或降低脱硫塔内浆液中氯离子含量,促进脱硫系统发生正常化学反应,从而进一步提高脱硫效率。(7)原因七:旋流器和真空皮带脱水机系统影响。措施:选择较小口径的沉砂嘴达到较好的旋流分离效果,确保皮带脱水机运行正常,加强对真空皮带脱水系统设备检修与维护,合理控制真空带脱水机的真空度,建议将石膏滤饼厚度调整至20mm25mm左右。

3.4.13根据实际工况合理优化运行方式

根据脱硫系统原烟气和净烟气参数变化情况,在确保各主要控制指标符合《运行规程》前提条件下,合理控制浆液循环泵等设备投运数量,合理调控引风机(或增压风机)调节开度,降低厂用电消耗,严格控制钙硫比,降低脱硫剂浪费,.大限度经济运行,同步实现节能与减排。

3.4.14加强脱硫系统各类事故情况下应急演练

脱硫系统设备故障频次较为频繁,主要设备故障时有发生,建议定期开展各类应急事故专题培训演练,发现不足,总结经验,逐步完善事故应急处置方案,逐步提高各级人民事故应急处置能力和响应速度,在事故情况下,通过紧急应急处置,力争有效遏制和防止事故扩大。

3.4.15积极尝试或引用新技术

脱硫系统容易出现腐蚀和磨损情况、维护费用较高,根据机组负荷、燃煤品质变化、原烟气和净烟气二氧化硫浓度变化情况需要提前调整。由于市场的不确定因素,机组投运后,锅炉实际燃烧的燃煤品质与设计指标相比普遍存在较大差异,近几年,国内外针对污染物排放标准要求日益严格,原有旧的脱硫装置多数不能满足当前严格的排放标准,多数企业已开始实施环保设施增容提效改造工作。目前,多数企业环保设施投运要求已逐渐从稳定性运行转入安全经济性运行。在脱硫系统中增加脱硫添加剂逐渐被试验和推广,目前,很多脱硫装置投入脱硫添加剂使用,通过在脱硫系统投入脱硫添加剂,能有效加速脱硫剂溶解,减小PH波动,增强脱硫剂洗涤能力,增强碳酸钙的反应活性,进一步提高脱硫效率,而且可以防止浆液结垢和堵塞,改善脱硫系统脱硫石膏品质、降低脱硫系统的脱硫剂消耗,大大提高脱硫系统脱硫剂的反应活性,甚至可以在超出设计煤种较高的硫份情况下达标运行,降低液气比,实现节能降耗,不但可以有效改善大气环境,甚至还可以给企业带来良好的经济效益,具有较好的发展空间。

4、结果分析与建议

(1)湿法脱硫系统对设备磨损、冲刷、腐蚀较为严重,该脱硫工艺设计时建议选用耐磨、防腐材质。(2)建议加强石膏品质控制,生产高纯度合格品质石膏,积极扩展石膏综合利用和对外销售渠道。(3)借助机组和脱硫设施停运检修机会,需要对脱硫系统进行彻底检查和检修,特别是脱硫塔本体和脱硫系统主要转动设备等,需要借助停机的机会处理缺陷和发现的问题必须在有效时间内彻底根除和治理。(4)湿法脱硫装置需对吸收和氧化系统合理设计,特别注意除雾器选型和对冲洗水系统的设计。(5)建议加强对脱硫新技术、新工艺的尝试和推广。(6)积极参加同行业内技术交流与学习,提高技能。

5、结论

综上所述,解决脱硫系统存在的主要问题,不能单一解决某一项或某一个问题,要综合全面地进行分析,多方面入手采取措施,才能从根本上提高脱硫系统经验和教训,不断摸索和总结,定期完善和细化运行和检修规程,严格按照《运行规程》进行脱硫系统操作和调控,按照《检修规程》加强设备检修与维护治理,提高脱硫系统本质安全和稳定运行,共同提高、共同进步。

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