濕法脫硫系統(tǒng)石灰石閉塞成因及預防

文 _ 劉雪峰 周國芹 中石化勝利石油管理局勝利電廠

濕法脫硫系統(tǒng)石灰石閉塞成因及預防

文 _ 劉雪峰 周國芹 中石化勝利石油管理局勝利電廠

石灰石－石膏濕法煙氣脫硫是我國燃煤電廠煙氣脫硫中廣泛采用的一種工藝，石灰石作為SO2的吸收劑，在脫硫反應工藝中相當重要，由于廢漿液排放不及時或燃煤SO2含量長期超過設計值運行，會出現(xiàn)石灰石耗量不正常增加，pH值先上升后不斷下降的現(xiàn)象，石灰石的利用率降低甚至喪失，這就是所謂的石灰石晶種被“閉塞”現(xiàn)象?！伴]塞”石灰石的物質主要有亞硫酸鈣、石膏、粉塵、Al2O3生成的絡合物，目前解決閉塞的主要方法有二個：一是提高亞硫酸鹽的氧化率（降低燃煤中SO2含量是關鍵），增加氧化空氣量和降低PH值；二是置換石膏漿液，即向吸收塔內大量補水，把已經被石灰石閉塞的漿液拋棄外排。第二種雖然是一種阻止吸收塔漿液進一步惡化的有效應急方法，但是不能長時間維持系統(tǒng)運行。因為，漿液外排不僅打破了脫硫系統(tǒng)閉式循環(huán)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)中物料輸入量和輸出量不能保持平衡，將造成現(xiàn)場污染，而且成本費用增加。同時由于高濃度漿液腐蝕性強，極易對輸送它的渣漿泵及相關設備系統(tǒng)造成腐蝕磨損。

本文就如何避免石灰石－石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)運行中“閉塞”現(xiàn)象的發(fā)生進行初淺探討。

1 工藝系統(tǒng)簡介

采用石灰石粉或石灰粉作為脫硫吸收劑，加水混合、攪拌制成石灰石漿液，經供漿泵打入吸收塔內，與煙氣充分混合接觸，產生一系列化學反應，從而使SO2被從煙氣中吸收。脫硫后的煙氣，再經除霧器清洗后從煙囪排出。

吸收塔中的化學反應過程為：

反應生成的漿液經泵送至旋流分離器進行分離，密度小的（大約含3%的固態(tài)物）經過溢流管回到吸收塔再循環(huán)利用；密度大的回流至石膏漿液罐，經濃縮、脫水成為石膏，可作為建筑材料等進行綜合利用。

2 石灰石閉塞成因分析

2.1 煙氣中含硫量大

燃煤中的含硫量增加或由于鍋爐負荷增加引起燃煤量、煙氣量增加，使吸收塔入口煙氣SO2濃度高于設計值。

2.2 氧化風量不足

煙氣SO2濃度增大后，氧化風量也應隨之增加，如果沒有及時補給氧氣量，使吸收塔漿液因氧化不充分導致亞硫酸鹽過剩，就會閉塞在石灰石的表面，抑制了石灰石的溶解。

2.3 煙塵濃度高

當除塵器由于某種原因效率下降后，進入脫硫系統(tǒng)入口煙氣濃度會升高，由于煙塵中含有氟化物和鋁化物，隨著漿液中灰塵量的增加，漿液中的氟化物和鋁化物也會增加，尤其是在高pH值下更易形成氟鋁絡合物，由于這些絡合物的表面積很小，很容易閉塞在CaCO3表面而阻止CaCO3的溶解。

2.4 石灰石品質差或粒度不當

當石灰石粉中的CaCO3成分含量低于90%，氧化鎂及碳酸鎂的質量就會超標或石灰石的粒度太細或太粗，都容易造成閉塞。

3 石灰石閉塞的預防

根據(jù)原煙氣SO2排放濃度及負荷的變化，及時調整石灰石漿液的加入量，必要時增開一臺氧化風機，進入吸收塔的氧化空氣溫度控制在40～50℃；使吸收塔出口凈煙氣SO2排放濃度控制在200～400mg/Nm3；吸收塔漿液pH值控制在5.0～5.6；塔內漿液密度值控制在1100～1120kg/m3；通過除霧器向吸收塔內大量補水，維持吸收塔高液位。

當原煙氣SO2濃度增高，過量加漿導致石灰石閉塞發(fā)生時，最快捷有效的方法是降低鍋爐負荷，其次是改換含硫量少的燃用煤種，進而降低煙氣SO2濃度和煙氣流量。

加強對電除塵器的維護，防止出現(xiàn)電場跳閘，尤其應避免電場跳閘時高濃度的煙塵進入吸收塔。

要根據(jù)氧化風機出口壓力和溫度變化，及時清理氧化風機的進氣過濾器，防止氧化風管結垢，同時要做好對氧化風機的維護，確保氧化風機正常運行和備用氧化風機可隨時投運。

加強石灰石來料品質的監(jiān)督，石灰石中碳酸鈣含量不得低于90%，石灰石粒度不能太粗或太細，要求通過250目篩（61μm）在90%以上。

注意鍋爐燃用煤種的優(yōu)化配置，白天發(fā)電負荷高時，少用高硫煤，夜間發(fā)電負荷低時和非供暖期，可適當增加高硫煤的投配量；春秋兩季盡量多儲備一些低硫煤，專供夏冬兩季用電高峰期配煤用，使原煙氣SO2濃度穩(wěn)定在正常工況。

各項指標的控制調整由原來的人工改為連鎖自動化，如氧化風量、石灰石漿液的加入量、鍋爐負荷等均可根據(jù)煙氣中SO2和粉塵濃度、含量等指標變化，實現(xiàn)實時在線跟蹤自動調整。

4 結語

在采用石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝的火電廠普遍存在石灰石閉塞問題，造成這一現(xiàn)象的因素很多，但根本原因是燃用煤種的含硫量太高的和波動變化太大。如某熱電廠670t/h鍋爐原來燃用含硫量較高的貧煤時，經常發(fā)生石灰石閉塞現(xiàn)象，改燒含硫量較低的煙煤后沒再出現(xiàn)。如果短時間內無法改變燃用煤種的話，需要從煤種配置、生產調度、檢修維護、運行操作控制、現(xiàn)場管理、設備改造等多方面入手，有的放矢地采取相應的措施，預防石灰石閉塞現(xiàn)象發(fā)生，避免石膏漿液外排。