因此,长时间保持高pH运行会导致石膏品质下降,表现为石膏中未反应的CaCO3含量增大,亚硫酸盐氧化速率降低,造成石膏脱水困难。当pH>5.9时,石灰石中Ca2+溶出速率降低,HSO3-的氧化也会受到抑制,浆液中CaSO3˙1/2H2O和CaCO3的含量增大,易发生结垢堵塞现象。当pH在4.5-4.7时,被吸收的SO2主要以HSO3-的形式存在,此时只要鼓入足够的氧化空气,HSO3-几乎可以全部氧化,氧化效率较高,可以保证石膏的结晶,利于石膏脱水。
3.4吸收塔内氧化风量的影响
氧化风量对石膏浆液的氧化效果影响很大,氧化风量的大小直接影响CaSO3˙1/2H2O的氧化程度。氧量充足、氧化充分,可以得到粗壮、易于脱水的CaSO4˙2/2H2O石膏晶体。反之则生成的CaSO4˙2/2H2O石膏晶体短小,浆液中会析出大量的小CaSO3˙1/2H2O晶体,同时大量的小CaSO3˙1/2H2O晶体随着饱和度的增加及溶解度的变化会在设备构件上析出结晶,不但造成设备结构、堵塞,甚至会包裹石灰石颗粒,造成石灰石浆液屏蔽失效,导致石膏脱水困难,影响脱硫装置的安全稳定运行。
3.5吸收塔浆液过饱和度的影响
吸收塔石膏浆液过饱和度是影响石膏结晶的重要参数,晶体的生长与浆液的过饱和度密切相关。当石膏浆液的过饱和度达到一定程度时就会形成晶核,并逐渐长大形成大石膏晶粒,利于石膏脱水。但当石膏浆液的过饱和度超过一定值后,就会快速析出大量细小晶核,并在塔内构件上聚集、生长,发生结垢与堵塞。同时大量细小的石膏晶核会在石灰石颗粒表面生长包裹石灰石颗粒,造成石灰石屏蔽导致浆液失效,脱硫效率降低,石膏脱水困难。
3.6吸收塔浆液密度的影响
吸收塔石膏浆液密度是脱硫装置运行控制的重要参数之一,反应了各反应物及生成物的过饱和情况。浆液密度低时,表明浆液中CaSO4的含量较低,CaCO3的含量相对较大,此时出石膏不利于石膏脱水,同时还会造成石灰石浪费,降低石灰石利用率。但浆液密度低利于氧化风的扩散,提高浆液氧化速率。
浆液密度过高时,表明浆液中CaSO4的含量过量,过量的CaSO4会抑制SO2及CaCO3的溶解,同时减小喷淋层浆液覆盖率,并大大降低浆液的氧化效果,导致脱硫效率降低,为了控制出口SO2排放浓度,往往需要增加CaCO3的供给,以提高脱硫效率,从而导致了CaCO3的过剩。过高的石膏浆液密度导致石膏过饱和度严重超标,同时由于氧化效果的降低,浆液内又析出大量细小的CaSO3˙1/2H2O晶体,在加上过量CaCO3的存在,导致SO2、CaCO3溶解度的急剧下降,最终形成浆液失效,脱硫效率快速降低,石膏含水量严重超标脱水困难。
3.7吸收塔浆液停留时间的影响
吸收塔石膏浆液停留时间为:吸收塔氧化池容积与石膏排出泵流量之比。浆池容积与石膏排出时间决定了石膏晶体形成及停留的时间。
浆池容积大、停留时间长,能够使CaSO3˙1/2H2O充分氧化,有利于石膏晶体的长大,利于石膏脱水。但浆液停留时间太长,浆液的机械搅动及循环泵会破坏已形成的大颗粒石膏晶体,形成较多的细小、不规则石膏晶体,不利于石膏脱水。
3.8吸收塔浆液中烟尘、CL-、F-的影响
浆液中的烟尘、CL-、F-主要来源于烟气携带,少数来源于石灰石原料及湿式除尘器冲洗水直排。近年来由于煤炭价格高涨及国内电力市场的饱和,电厂为了经济效益往往很难保证设计煤种,加上布袋及电除尘器性能及运行特点,使得进入吸收塔的烟尘含量超过设计值,如果废水排放量较小,就会导致吸收塔浆液中的烟尘、CL-、F-含量不断富集。
浆液中的烟尘很容易随石膏进入二级脱水系统,细小的灰尘微粒会堵塞水分子游离通道,导致石膏浆液中的水分难以脱除,石膏含水量超标。
烟尘中的CL-、F-会随着浆液中烟尘含量的增加而不断富集,CL-浓度过高不但会引起金属的孔蚀、缝隙腐蚀及应力腐蚀,同时还会抑制吸收塔内的物理和化学反应,影响SO2吸收的传质过程。由于碳酸钙浆液吸收SO2的速率为气膜和液膜共同控制,而氯离子比HSO3-和SO32-具有更大的扩散系数,溶解于液膜中的氯离子会排斥HSO3-和SO32-使其难于溶解,从而影响SO2的物理吸收和化学吸收,抑制脱硫反应的顺利进行。F-对脱硫系统的影响与CL-基本类似,但F-比CL-具有更强的络合能力,特别是当浆液pH值升高时,更容易与烟尘带入的Fe3+、Al3+和Zn2+形成络合物,将CaCO3、CaSO3˙1/2H2O包裹起来,降低石灰石的化学活性,导致浆液中碳酸钙含量增加,无法氧化CaSO3˙1/2H2O,不利于石膏晶体的形成和生长,产生更多的多样化晶核,造成石膏脱水困难。
4.解决措施
4.1加强技术培训及管理
开展运行、检修培训,提升员工技术水平,制定设备巡回检查制度、运行分析制度、化验监督制度。加强运行监盘与调整,明确巡回检查项目及标准,提升巡回检查质量。定期开展化学检测,做好运行人员与化学的横向联系工作,由化学指标指导运行调整,实现闭环调整控制。并根据化验数据开展技术分析及运行调整,积累运行经验,编制运行技术措施及事故预案,提升运行技术管理水平。同时加强设备缺陷管理,定期开展设备检修维护工作,特别是要保证测量表计的准确性、可靠性,保证设备健康运行。
4.2加强设备维护与管理
定期检查氧化风机入口滤网及检修维护工作,加强氧化风量数据监测,保证氧化风增湿水及搅拌器的正常运行,停机检修期间做好氧化喷枪及搅拌器叶片的维护,并根据石膏脱水效果及化验数据调整合适的氧化风量。
对于石膏旋流器要定期做好底流、溢流数据监测,发生磨损不能达到设计值及时维护。做好日常巡检工作,调整旋流器压力至设计值,旋流子堵塞后及时疏通,保证浆液的分离效果。定期检查真空皮带脱水机的运行情况,加强设备检查,避免发生胶带、滤布跑偏、滤布堵塞等现象发生,真空度降低时应及时分析原因并采取措施。