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燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫系统常见问题与解决措施

2019-06-27 17:26:31 来源:《电力设备》 作者:聂海涛 评论:0 点击:

摘要:本文首先分析了燃煤电厂中石灰石-石膏湿法脱硫系统中的常见问题,包括钙硫比偏高、石膏雨问题等,随后文章介绍了解决问题的具体措施,包括降低石灰石的消耗、优化除雾设备运行等措施,希望能给相关人士提供一些参考。

关键词:燃煤电厂;脱硫系统;石膏雨

引言

随着时代的发展,人们经济水平的提高,对于生活质量的要求也逐渐提高,对于身体健康和环境方面的关注越来越多,为了实现可持续发展查略,需要我们意识到环境保护的重要作用,而燃煤电场中在发电时所排放的废气是大气污染的主要来源,为此需要找到有效的解决措施在提高燃煤电厂环保性的基础上,提升整体的经济效益,提高脱硫设备稳定性,降低事故率,从而促进燃煤电厂实现可持续发展的目标。

一、燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫系统中的常见问题及分析

(一)钙硫比偏高

1.吸收塔pH值控制方式的影响

运行环境中pH值不仅影响SO2的吸收和亚硫酸钙的氧化,也影响石灰石溶解,因此对石灰石耗量有极重要的影响。pH值越低,越有利于石灰石的溶解。pH值越高,越有利于SO2的吸收,但不利于石灰石的溶解。某电厂pH值控制采取非变频间断供浆方式,该方式在200mg/Nm3环保限制期间具有逻辑简单,可靠性强,自动控制稳定的特点。但是该方式系统控制精度低,系统超调量大,吸收塔入口二氧化硫偏低时,单位时间内消耗的碳酸钙量远低于设计值,所以系统超调量偏大,造成石灰石耗存在过量消耗,钙硫比较大。

2.石灰石纯度的影响

石灰石中主要有效成分是CaC03,石灰石中CaCO3,含量越高,其活性越大。但是石灰石中常含有MgO、SiO2:等氧化物杂质,石灰石纯度不达标含量偏低,不仅降低石灰石的反应活性,还会造成石灰石耗量偏高。某电厂石灰石入厂化验分析报告显示石灰石来料中碳酸钙含量偏低,造成浆液用量大于实际所需值,且对吸收塔内正常的浆液化学反应造成不利影响,此外入厂石灰石活性偏低,造成制浆系统石灰石浆液活性低,也造成钙硫比偏高。

3.吸收塔密度计测量的影响

(二)石膏雨问题

在湿法脱硫系统运行过程中,可能存在石膏雨问题,对最终脱硫效果有不利影响。石膏雨主要是由飞灰、石膏浆滴、雾滴等成分组成的混合物,包括未被除雾器去除的石膏浆液以及净烟气内饱和水形成的液滴。吸收塔出口处净烟气中石膏浆液来源于喷嘴雾化后形成的微小浆液滴。研究表明,石膏浆液经过喷嘴雾化处理后,其雾滴直径通常为900-3000μm,雾滴间互相碰撞将出现少量直径约为15μm的雾滴。由于粒径低于15μm的雾滴很难被除雾器捕集,当它们进入烟囱后便会形成石膏雨。在实际运用石膏湿法脱硫系统进行脱硫处理时,需要重点关注这一问题。

二、解决问题的具体措施

(一)降低钙硫比措施

1 .选择低硫煤。

对石灰石消耗产生影响的直接因素就是所选煤炭的含硫量,因此为了实现可持续发展,要最大程度上地选择低硫煤。

2.控制石灰石品质。

石灰石的质量是左后石灰石消耗的关键因素,如果CaCO3石灰石的含量能够降低百分之一,那么每年每台脱硫系统的石灰石用量将会增加1000吨左右,为此应该加强石灰石质量的监测。加强对石灰石化验管理制度,对每批次石灰石(粉)进行化验和检测,对质量不合格的石灰石(粉)按合同条款进行处罚或停止付款,确保石灰石品质合格。

3.优化制浆系统。

球磨机甩料是湿式球磨机运行过程中的普遍问题,例如甩料情况较为严重等,从而增加石灰石的浪费。球磨机出现问题的原因除了设备方面的故障之外,其实还有运行调整等方面的问题,假如操作人员没有及时增加钢球,或是料水比不合适,旋流器压力设置不合理等问题都会造成球磨机的甩料问题等,从而增加石灰石耗量,导致实际钙硫比过高。因此需要对制浆系统进行优化,保证制备合格的石灰石浆液。

4.合理控制吸收塔pH和密度。

吸收塔中出异常现化学反应时也会对石灰石的消耗产生直接的影响。比如吸收塔中浆液中的CaCO3的含量超标时,就显示吸收塔中存在不良的化学反应,存在石灰石浆液过量的问题。当吸收塔中的浆液化学成分分析结果是CaCO3超标时,可以通过以下几种措施进行解决,一是对吸收塔中的PH值进行检测,看其是否存在哪些问题,以及PH值准确与否。当PH值和塔中的浆液实际PH值相比,并存在一定误差时,就证明石灰石浆液的含量过大,从而使CaCO3的含量超标,从而增加石灰石的消耗。针对这种问题,应该定时检验吸收塔中的PH值,同时对PH计进行细致的清洗。

5.尽最大程度减少浆液中的杂质

杂质中具有较高含量的铝离子以及氟离子,从而在吸收塔中进行反应时会产生一定的影响,降低石浆液的利用效率。在处理吸收塔中浆液的杂质时,应该在最大程度上提升电除尘的操作效率,从而在降低烟气的飞灰含量。提高脱硫废水的排放量。

6.合理排放废水

吸收塔浆液由于长时间的循环利用,Cl离子无法通过石膏排出系统,Cl离子的增多不仅会加剧脱硫设备的腐蚀,抑制石灰石的溶解,从而降低脱硫效率,为了提高脱硫效率,运行人员往往会增加过多石灰石浆液,这将会造成石灰石利用率下降,钙硫比偏高,甚至会造成吸收塔浆液中毒,脱硫系统的崩溃。因此需要合理的排放废水,减少吸收塔浆液中的Cl离子,一般吸收塔Cl离子不得超过20000mg/L。

7.合理进行技改。

对吸收塔供浆方式进行改造。将石灰石浆液泵由工频改为变频,并增加调门,以防止吸收塔补浆过量。

(二)除雾设备运行优化

为了解决湿法脱硫系统运行过程中存在的石膏雨问题,应主要从优化除雾设备的运行这一角度出发,通过合理选择除雾器类型,来达到湿法脱硫系统运行问题的有效解决。平板式除雾器的流速通常在3.5-4.5m/s范围内,屋脊式除雾器有着较宽的流速适应范围。当烟气途经屋脊式除雾器叶片法线时的流速要小于吸收塔内横向截面平均流速时,则由于流通面积增加而降低烟气流速,使得烟气带浆量有所减少。另外,屋脊式除雾器结构相对于平板式除雾器来讲更加稳定,能承受较高温度,因此,在实际运行湿法脱硫系统时,吸收塔应采用结构稳定性高、携带浆液少的屋脊型除雾器。另外,在进行除雾器冲洗系统设计时,应主要就考虑冲洗面的选择、喷嘴角度、冲洗强度以及冲洗频率等,以便在相关参数合理设定的基础上,确保除雾器良好运作。总的来讲,除雾器类型和规格的选择应结合吸收塔需求来选择,通过运用屋脊式除雾器,当热空气流进净烟气管道后,将与之混合,这时将快速提高净烟气温度,随着烟气温度升高,其抬升高度随之提高,进而消除石膏雨现象。

结语

综上所述,随着环境问题的日益加重,大气污染治理已经成为全世界关注的问题,我国人口众多,因此对于煤的需求量也极大,这也是促进经济发展的动力,但是在促进经济不断发展过程中,我们也应该采取有效措施,加强环境保护,在处理各种燃煤废气时,在最大程度上减少环境污染,提高企业的经济效益。目前,石膏脱硫技术在我国刚处于起步阶段,因此还存在一定问题,为此需要我们不断创新,提高系统运行效率。

参考文献

[1]张义斌,陈祥君.石灰石-石膏湿法脱硫系统节电运行优化[J].黑龙江电力,2017,39(04):357-361.

[2]贺仓年,段金芬.石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统的运行优化及其对锅炉的影响[J].化工管理,2016(20):177.

 
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