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干法脱硫效率低、脱硫塔湿壁和塌床的原因分析

北极星环保网来源:工业过程气体监测技术2017/12/8 8:42:02我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:干法脱硫 脱硫效率 脱硫塔

北极星环保网讯:吸收剂以干态进入吸收塔与烟气中的二氧化硫反应,脱硫终产物为“干态”为干法脱硫工艺。干法脱硫工艺在运行中常见的问题主要是脱硫效率低、脱硫塔湿壁和“塌床”,分析造成这些问题的原因并对症处理十分重要。

脱硫工艺

干法脱硫工艺流程

影响脱硫效率的主要因素1温度

温度是保证脱硫效率的首要控制手段,一般控制在65℃至75℃附近运行,达到排放标准,温度应尽可能高一些。为方便检修,喷嘴最好备用一套,保证脱硫效率不会因停水骤降。烟气入塔温度过高或过低,都会影响脱硫效率。提高脱硫系统烟气入口温度可提高脱硫效率,因较高的温度允许喷入更多的水降温,反应的总表面积增加,也提高了SO2的气相扩散系数。入塔温度过高,烟温降不到反应温度,脱硫效率难以提高;入塔温度过低,喷入雾化水量过少,脱硫反应难以进行,需喷入热水降温,提高喷水量。入塔温度一般控制在110-135℃。

2生石灰的活性

消石灰的活性决定于生石灰质量。生石灰品质高,表面积大,活性高,粒径90%以上通过1mm以下,活性度T60≤4min,可消化的有效成分多,脱硫过程中钙的有效利用率就高,对提高脱硫效率有明显效果。如果Ca(OH)2含杂质多,或消化后生成Ca(OH)2的存放时间过长,Ca(OH)2与CO2发生反应,遇水产生潮解,相应降低脱硫剂的活性,会严重影响脱硫效率。Ca(OH)2存放时时间不得超过三天。

3Ca/S比

脱硫效率随Ca/S的增大而增大,提高到一定程度,脱硫效率增加趋缓,此时运行费用会大幅增加。为保证喷粉系统正常运行,喷粉管道建议备用一条,至少应备用一台喷粉风机。

4二氧化硫入口浓度

脱硫效率随入口SO2浓度的增加而下降,因SO2浓度高,气相分压大,反应速率低。SO2入口浓度一般不超过1800mg/Nm3。

5压力降

压力降是最常用的控制参数,压力降越高固气比越大,Ca/S比高,参与反应的床料多,脱硫效率高。如果太大,烟气负荷稍一波动,容易造成“塌床”。脱硫塔压力降一般不超过1500Pa,最大不超过2000Pa。

6雾滴粒径

雾滴粒径是通过高效喷嘴的合理选型实现的,高压回流喷嘴和双流体喷嘴各有千秋。雾滴粒径最低不能大于80-150μm,否则会形成滴流,增加脱硫塔湿壁的风险。从操作稳定可靠方面考虑,建议用高压回流喷嘴。

7自动化水平

喷粉量、喷水量根据锅炉负荷、烟气量、入口浓度和出口浓度自动跟踪调节,保证调节不滞后,否则会影响脱硫效率。

导致湿壁现象主要原因

(1)烟气流场分布不均,烟气在吸收塔内呈湍流、偏流状态,水雾、脱硫灰碰到塔内壁或塔内构件很容易结块,形成块状后粘壁会越积越多,结块松散时,会造成大块脱硫灰落下,在塔外面有时能听到内部大块脱硫灰落下响声。

(2)烟气塔内反应段温度过低,低于65℃,而干燥段温度小于70℃,操作运行很难控制,稍有不慎,很容易造成湿壁。

(3)外循环灰过湿,未充分干燥的脱硫灰不断粘结成团造成湿壁。脱硫循环灰湿度宜取2%左右,湿度越高,湿壁的机率越大。为防止湿壁,第一次启动运行时,先对布袋除尘器进行预涂灰,脱硫塔内先喷Ca(OH)2粉后喷水;停运时,先停水后停Ca(OH)2粉。以后启动时,先启动外循环,建立起稳定的流化床后再开始喷Ca(OH)2粉和水。

(4)喷嘴埋在流态不稳定、湿度不均匀的循环流化床层中,循环灰表面含水不均匀,且有游离状态的液滴,易造成喷嘴及喷嘴上部吸收塔渐扩段的粘结、湿壁,装置不能长期稳定运行。

(5)塔内压差过低,低于500Pa以下,烟气中的循环灰量太少,容易造成循环灰过湿,容易产生湿壁。

导致“塌床”的主要原因

(1)布袋除尘器下船型灰斗,主要是为循环灰进行缓冲储料,料层较高(2-3m);输送循环灰的输送斜槽,料层较低(200mm)。料层厚度不同,则压降不同,输送气压也就不一样,不能使用同一台罗茨风机供气。循环灰在流化槽段更容易结团,导致大量大颗粒脱硫灰入塔,这些颗粒与循环流化床设计流速不一样,循环流化床系统床料失稳最终“塌床”。

(2)床层压降太大,超过一定值时,在烟气负荷波动较大时,如烟气量低于正常负荷70%,净烟气再循环不能及时跟踪运行,烟气速度小于流化速度容易“塌床”。塌床发生后应及时外排,防止堵塞入口烟道。

通过以上综合分析可得:影响脱硫效率的因素主要是温度、Ca/S比、入口SO2浓度、压力降、脱硫剂品质、流场分布、雾滴粒径和自动化控制水平;脱硫塔湿壁的原因主要是烟气流场分布不均、烟气塔内反应段温度过低、塔内压差低于500Pa、塔外循环灰湿度大于3%、喷嘴产生滴流;“塌床”的主要原因是床层压降太大,烟气负荷波动较大,输灰斜槽循环灰结团。通过分析问题产生的原因,采取有针对性的控制和预防措施,避免异常现象发生。

延伸阅读:

燃煤电厂影响湿法烟气脱硫效率的因素分析

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湿法脱硫石灰石、石膏浆液含固量与密度的关系

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