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3.脱硫吸收塔内浆液pH值异常
在FGD系统正常运行时,脱硫系统根据锅炉烟气量和SO2浓度变化,通过石灰石浆液供给量在线动态调整,将pH值控制在指定范围内,一般为5.0~5.6,以保证设计Ca/S下的脱硫率以及合格的石膏副产品。但在实际运行过程中,会出现吸收塔内浆液pH值持续下降甚至低于4.0,即使长时间增供石灰石浆液后仍难以升高的现象,脱硫效率也维持不住,最终导致系统操作恶化。当出现该种情况时,可判定为出现了“石灰石盲区”现象,其主要原因大致有以下几种。
3.1SO2浓度的影响
FGD系统中在不同的SO2浓度变化中,pH值会有不同的反应,对脱硫效率会产生不同的结果。
3.1.1SO2含量突变的影响
由于烟气量或FGD进口原烟气中SO2含量突变,造成吸收塔内反应剧烈,CaCO3的含量减少,pH值下降。此时若石灰石供浆流量自动投入,为了保证脱硫效率则自动增加石灰石供浆量以提高吸收塔的pH值,但是由于反应加剧,吸收塔浆液中的CaSO3.1/2H2O含量大量增加,若此时不增加氧气量使之迅速反应成为CaSO4.2H2O,则由于CaSO3.1/2H2O可溶性抢先溶于水中,而CaCO3的溶解较慢,过饱和形成固体沉积,即出现“石灰石盲区”,这就是亚硫酸盐致盲,主要是由于氧化不充分引起的。另外吸收塔浆液中的CaSO4.2H2O饱和,会抑制CaCO3的溶解反应。
根据化学反应动力学,SO2吸收过程是可逆的。烟气中SO2浓度的大幅度升高,液相吸收能力受到限制,脱硫率将会下降。
当燃料含硫量增加时,排烟SO2浓度随之上升,在石灰石湿法FGD工艺中,在其他运行条件不变的情况下,脱硫效率下降。SO2在气相扩散常数远大于在液相中的扩散常数,因此SO2的传质阻力主要来自液膜,而液膜传质阻力主要取决于液滴内的湍流强度和吸收液碱度。数值大阻力就小。在实际喷淋脱硫中,喷淋量不变,入口SO2浓度增加即意味着Ca/S比的降低,可利用的液相碱性物质消耗较快,碱度下降,此时浆液中的Ca2+溶解度下降,pH值减小,液膜传质阻力将增大,导致SO2的吸收下降,脱硫效率降低。
3.1.2SO2浓度特别低的影响
当SO2浓度特别低时,在小范围内增加SO2浓度,还会出现脱硫率上升现象。造成这种现象的理论解释是:SO2浓度上升对吸收浆液中碱度的降低不大,但增大了入口SO2浓度,达到吸收平衡时塔内SO2平衡蒸汽的浓度差,此差值越大,气膜吸收的推动力越大,而气膜吸收速率与气膜吸收推动力成正比,因此脱硫效率略有升高。
当吸收塔入口SO2浓度增加较大,而鼓入的氧化空气量随之增加,特别当SO2浓度超过设计值,氧化空气量不能增加时,由于严重氧化不足,浆液中会出现过量的HSO3-,甚至超过其饱和度,阻止了SO2的吸收。另外,过量的HSO3-会降低CaCO3的溶解度,会出现脱硫率急剧下降的现象。
3.2系统中的粉尘影响
进入脱硫塔中的烟尘含量一般不超过200mg/m3。如果烟尘量过大,经过吸收塔的洗涤,残留在吸收塔内的烟尘增多,烟尘中的部分物质就会影响石灰石的消溶,导致pH值下降,降低脱硫率。
粉尘过高会造成氟化铝致盲。由于电除尘器粉尘含量过高或重金属成分高,在吸收塔浆液内形成一种稳定的化合物AlFX(x一般为2~4)附着在石灰石表面,影响石灰石的溶解和反应,导致石灰石供浆对pH值调解无效。
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