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湿法烟气脱硫浆液失效典型现象分析

北极星环保网来源:《电力科技与环保》作者:丘晓春等2017/7/17 10:29:33我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:烟气脱硫 脱硫工艺 脱硫系统

北极星环保网讯:火力发电厂采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺普遍存在吸收塔浆液失效问题,针对某电厂出现的浆液失效典型现象,分析了不同原因引起的浆液失效问题:SO2浓度过高,供浆量偏大,吸收塔浆液密度过大易导致浆液失效;另外飞灰量大,包裹住碳酸钙抑制反应导致浆液失效。

湿法脱硫

并提出相应的处理措施:浆液密度大导致浆液失效优先采用“加药法”,迅速提高反应活性;飞灰量大导致浆液失效使用“置换法”,逐步提高浆液利用率,有效解决了浆液失效问题。既保证机组脱硫系统安全稳定运行,又降低了经济损失,为今后实际运行过程中的问题处理提供一定的理论依据和技术指导。

关键词:湿法烟气脱硫;浆液失效;原因分析;解决措施

山西某发电厂采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺,以石灰石为吸收剂,脱除烟气中的SO2,使烟气污染物排放浓度达到国家排放标准。脱硫系统在运行过程中多次出现浆液中毒失效的现象,浆液失效主要表现为增加供浆量,浆液pH不升高反而下降,脱硫效率降低,石灰石的利用率降低甚至丧失[1-5]。

浆液失效引发的后果:脱硫效率过低导致出口烟气污染物达不到国家排放标准;机组需要降负荷燃烧低硫煤,这将造成一定的经济损失。因此,本文针对不同的浆液失效情况分析其原因并提出相应的措施,以减少浆液失效的次数及降低损失,提高经济效益。

1工艺系统流程及原理

山西某发电厂3号机组为600MW空冷超临界燃煤发电机组,脱硫系统采用山东三融环保工程公司提供的石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统,工艺流程如图1所示。

湿法脱硫

图1脱硫系统工艺流程

粒径小于20mm的石灰石颗粒在湿式球磨机中钢球的磨制作用下与水一同磨制成石灰石浆液,然后进入水力旋流器分离,细度合格的浆液经石灰石供浆泵打入吸收塔内,与烟气充分混合接触,产生一系列化学反应,从而脱除烟气中的SO2。脱硫后的净烟气,经除雾器清洗后从烟囱排出。

2浆液失效现象及其原因分析

2.1浆液密度太大导致失效

3号机组升负荷后,湿法脱硫系统入口SO2浓度超过4000mg/m3,供浆流量170m3/h,石灰石浆液密度1185kg/m3,脱硫效率不断下降,为防止烟囱出口SO2超标排放,投加脱硫添加剂,40min后脱硫效率逐渐提高(见表1)。

湿法脱硫

取投加脱硫添加剂前后吸收塔浆液进行化验,发现投加添加剂前浆液固相的CaCO3高于正常运行时的含量,投添加剂后脱硫效率逐渐提高至95.9%,CaCO3和CaSO3˙1/2H2O含量接近正常水平,脱硫效率提高。

2.2飞灰量大导致浆液失效

3号机组启动后脱硫系统入口SO2浓度维持在3500mg/m3,但脱硫效率降至92%。为防止出口SO2超标,投加适量的脱硫添加剂,脱硫效率缓慢提高至93%后不再升高。这是因为机组启动过程投油燃煤,且电除尘及石膏脱水系统投运迟使得大量油灰、飞灰等物质截留并累积于吸收塔中,故导致浆液及石膏呈深灰色。

浆液中的飞灰过多,一方面高浓度的飞灰中含有大量氟离子、铝离子,形成高浓度的氟化铝络合物,导致石灰石闭塞;另一方面密度相同的情况下,飞灰量大的浆液有效成分含量相对较低,导致脱硫效率低。根据化验结果,置换部分吸收塔浆液,脱硫效率逐渐提高,且随着石膏的排放杂质不断排出,吸收塔浆液和石膏颜色恢复正常。

3处理及防范措施

3.1“加药法”添加剂可增强石灰石的表面活性,增大有效传质面积,提高总反应速度。针对浆液密度大导致失效现象,提出以下预防措施:

(1)石灰石浆液密度较大时,须减少供浆量;必要大量供浆时,需同时往吸收塔补充足够的水份,以保证塔内水平衡。

(2)根据氧化风机出口压力和温度变化,及时清理氧化风机的进气过滤器,定期检查减温水流量正常与否,防止氧化风管喷嘴堵塞。

(3)检查石膏排放泵的电流和压力、石膏旋流站沉砂咀的浆液量等是否正常,脱水机分布器浆液是否分布均匀,及时作出调整,保证生成的石膏能及时排出,防止塔内密度过高。

3.2“置换法”

抛弃部分失效浆液,置换新鲜浆液能有效阻止吸收塔浆液进一步恶化,恢复浆液的反应活性,因置换过程打破了脱硫系统闭式循环的稳定性,此法适宜在负荷较低时使用。

为防止飞灰量林导致浆液失效情况的出现,提出预防措施:确保机组启动前往吸收塔注的水质量需符合要求;机组运行后应及时投运电除尘,并且加强对电除尘器的维护,防止出现电场跳闸,避免高浓度的烟尘进入吸收塔;机组运行过程应及时投运石膏脱水系统及废水处理系统,加强废水排放,防止杂质过量累积,降低石灰石的活性。

参考文献略

《电力科技与环保》作者:丘晓春,侯峻,丁宇鸣

延伸阅读:

基于液气比的湿法脱硫系统的运行优化研究

燃煤电厂影响湿法烟气脱硫效率的因素分析

石灰石-石膏湿法烟气脱硫塔内流场模拟及优化分析

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