石灰石

張鵬

【摘? 要】針對石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)吸收塔設(shè)備的運(yùn)行和調(diào)整，介紹了影響脫硫效率的幾大要素，包括吸收塔漿液的pH值，液位調(diào)整，漿液濃度控制等因素，以達(dá)到脫硫系統(tǒng)安全高效運(yùn)行的目的。

【關(guān)鍵詞】燃煤電力;電解鋁業(yè); 濕法脫硫技術(shù);吸收塔系統(tǒng); 工藝調(diào)整

引言

隨著國家對環(huán)境保護(hù)的日益重視，以及對燃煤電力、電解鋁業(yè)的廢氣處理達(dá)標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，特別是減少二氧化硫排放對大氣污染的重視程度的提高，如何保證煙氣脫硫系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行就成為了各個企業(yè)重點(diǎn)研究的課題。

1.石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)工藝原理

石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)以脫除煙氣中的二氧化硫?yàn)楹诵?。吸收塔漿液通過噴嘴霧化噴入吸收塔，分散成細(xì)小的液滴并覆蓋吸收塔的整個斷面。這些液滴與塔內(nèi)煙氣逆流接觸，發(fā)生傳質(zhì)與吸收反應(yīng)，煙氣中的SO2、SO3被吸收。SO2吸收產(chǎn)物的氧化和中和反應(yīng)在吸收塔底部的氧化區(qū)完成并最終形成石膏（CaSO4·2H2O）。

為了維持吸收液恒定的PH值，石灰石被連續(xù)加入吸收塔，同時(shí)吸收塔內(nèi)的吸收劑漿液被攪拌機(jī)、氧化空氣和吸收塔循環(huán)泵不停地?cái)噭?，以加快石灰石在漿液中的均布和溶解。

1.1吸收塔中SO2、SO3的吸收

煙氣中的 SO2和SO3首先溶解于漿液微滴的水中，進(jìn)行下列反應(yīng)：

SO2+H2O → HSO3-+H+

SO3+H2O → H2SO4

為了維持SO2、SO3的吸收，生成的酸性物H2SO4、H2SO3應(yīng)迅速被中和。

1.2石灰石漿的反應(yīng)

SO2、SO3及石灰石漿微滴繼續(xù)下落至吸收塔氧化區(qū)中，進(jìn)行下列反應(yīng)：

CaCO3+2H++HSO3-→ Ca2++HSO3-+CO2↑+H2O

CaCO3+H2SO4 → CaSO4+CO2↑+H2O

CaCO3+2HCl → CaCl2+CO2↑+H2O

上述反應(yīng)是在吸收塔氧化區(qū)中進(jìn)行的離子反應(yīng)。

1.3吸收塔中CaSO3 的氧化

CaSO3 的氧化需要向吸收塔中注入氧化劑——空氣，氧化過程為：

2Ca2++2HSO3-+O2 → 2CaSO4+2H+

而氧化是伴隨石膏的結(jié)晶同時(shí)進(jìn)行的，結(jié)晶過程為：

CaSO4+2H2O → CaSO4·2H2O

上述反應(yīng)過程均在吸收塔中完成。

2.脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行和調(diào)整

2.1 SO2脫除效果

有兩個因素影響吸收塔脫硫效率，即吸收塔再循環(huán)液體的流量和漿液的PH值。

（1）吸收塔再循環(huán)漿液流量。為了保持預(yù)定的脫硫效率，要求有一個合理的液氣比。為了防止噴嘴噴出的漿液分布不均勻以及結(jié)垢等不良現(xiàn)象的發(fā)生，循環(huán)泵都應(yīng)處于運(yùn)行狀態(tài)。對于低負(fù)荷的情況，即進(jìn)入吸收塔煙氣量和二氧化硫總量都低于設(shè)計(jì)值較多時(shí)，可以根據(jù)脫硫效率減泵運(yùn)行。

（2）吸收塔PH值。當(dāng)吸收塔PH值降低時(shí)，SO2的脫硫效率就要降低。相反，增加PH值可以提高脫硫效率，但此時(shí)鈣的利用率就要降低，在吸收塔中未反應(yīng)的石灰石數(shù)量就要增加。考慮到SO2的脫除效率和鈣的利用率，吸收塔應(yīng)在PH值為5.2-5.6的范圍內(nèi)運(yùn)行。各項(xiàng)目由于運(yùn)行條件和輸入?yún)?shù)不同，特別是石灰石活性和成分不同，吸收塔運(yùn)行最佳的PH值是不同的，需根據(jù)實(shí)際運(yùn)行摸索總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，化驗(yàn)吸收塔漿液成分和石膏成分，確定最佳的PH值控制范圍。石灰石漿液的補(bǔ)給是根據(jù)PH值進(jìn)行控制。通過石灰石供漿泵向吸收塔添加石灰石漿液，控制吸收塔漿液的PH值維持在一定范圍。電磁流量計(jì)安裝在石灰石供漿泵的下游，進(jìn)入吸收塔的石灰石漿液量將被顯示、記錄。在每次供漿完成后，都要打開沖洗閥，供漿管道沖洗完成后關(guān)閉。吸收塔的PH計(jì)雖然采用工藝水定期沖洗（沖洗時(shí)間及間隔在現(xiàn)場調(diào)試后確認(rèn)），但還是要求對PH計(jì)進(jìn)行定期檢查、標(biāo)定和調(diào)整。

2.2吸收塔液位調(diào)整

吸收塔液位設(shè)置有液位傳感器進(jìn)行測量。在PLC中顯示、記錄和接收每個儀表的液位信號。需注意：液位傳感器顯示的液位由壓力轉(zhuǎn)換而來，并與漿液密度直接相關(guān)。液位計(jì)應(yīng)定期清洗，如果液位計(jì)出現(xiàn)較大偏差，則必須對它們交替清洗或通過人工檢查進(jìn)行校準(zhǔn)。正常運(yùn)行時(shí)，吸收塔的進(jìn)水量主要由除霧器沖洗決定，通過除霧器沖洗之間的等候時(shí)間，吸收塔的進(jìn)水量得以控制基本穩(wěn)定。所以吸收塔的液位主要與煙氣帶走的蒸發(fā)水、吸收塔的供漿量、石膏排出泵的排漿量相關(guān)，當(dāng)吸收塔液位低過吸收塔液位下限設(shè)定值時(shí)，開除霧器沖洗水進(jìn)行補(bǔ)充。所有這些吸收塔液位控制功能動作，不要求值班人員直接操作。建議進(jìn)行吸收塔液位監(jiān)控，值班人員才會熟悉正常系統(tǒng)參數(shù)。運(yùn)行中維持吸收塔液位正常。當(dāng)液位低時(shí)，應(yīng)確認(rèn)吸收塔補(bǔ)充水管路無泄漏或堵塞，除霧器沖洗水噴霧正常，同時(shí)開大除霧器沖洗水閥門。

2.3吸收塔漿液濃度控制

吸收塔漿液密度如果調(diào)整不當(dāng)，會對脫硫裝置產(chǎn)生較大的影響。密度太高，可能造成管道及泵的磨損、腐蝕結(jié)垢及堵塞，從而影響脫硫裝置的正常運(yùn)行。若密度太低，會影響石膏品質(zhì)。吸收塔密度計(jì)應(yīng)采用工藝水定期沖洗，沖洗時(shí)間及間隔在現(xiàn)場調(diào)試后確認(rèn)。旋流器正確地進(jìn)行分離效果主要取決于至石膏旋流器的供漿壓力。為了觀察正確的供漿壓力，在旋流器的入口裝有就地壓力指示。值班人員應(yīng)定期檢查旋流器入口壓力，觀察和記錄其變化，可以更有效的監(jiān)視旋流器的工作情況。

2.4吸收塔漿液成分

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果，將實(shí)際漿液成分與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較：若漿液中CaCO3過多，應(yīng)及時(shí)調(diào)整供漿量，并連續(xù)化驗(yàn)石灰石漿液品質(zhì)及石灰石原料品質(zhì)。若漿液中CaSO3過多，應(yīng)及時(shí)檢查氧化空氣量是否正常，以保證吸收塔氧化池中CaSO3充分氧化。

2.5除霧器沖洗系統(tǒng)

為防止吸收塔除霧器堵塞，應(yīng)提供沖洗水，除霧器沖洗水量由流量計(jì)監(jiān)測，對應(yīng)的信號將會顯示、記錄、趨勢記錄和累計(jì)。當(dāng)一個沖洗閥打開或所有的閥門都關(guān)閉時(shí)，如果高于設(shè)定流量意味著通過關(guān)閉的除霧器沖洗閥可能發(fā)生泄漏、破裂或沖洗噴嘴丟失;水量低于設(shè)定值意味著閥門未打開或噴嘴可能部分堵塞。除霧器沖洗母管的水壓由一個壓力控制閥來維持。 正常運(yùn)行時(shí)，值班人員應(yīng)密切監(jiān)視除霧器壓差，當(dāng)壓差接近或達(dá)到高值時(shí)，需要強(qiáng)制沖洗;值班人員應(yīng)密切監(jiān)視除霧器沖洗水流量、壓力，根據(jù)流量和壓力數(shù)值的變化，可以判斷沖洗系統(tǒng)是否正常;除霧器要求至少4小時(shí)沖洗一次;除霧器沖洗程序也可手動操作。

2.6漿液循環(huán)泵

脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，至少需要1臺循環(huán)泵在線運(yùn)行。工作的循環(huán)泵使?jié){液在吸收塔內(nèi)不間斷地再循環(huán)。除了核查泵的運(yùn)行狀態(tài)之外，不要求值班人員進(jìn)行操作。值班人員應(yīng)關(guān)注泵、電動機(jī)軸承、電動機(jī)繞組溫度來熟悉正常運(yùn)行工況，這樣能在事故或泵跳閘發(fā)生之前意識到潛在的問題。值班人員應(yīng)定期檢查泵的運(yùn)行電流并記錄。

2.7吸收塔攪拌器

吸收塔攪拌器為側(cè)進(jìn)式攪拌器，如果吸收塔液位過低而攪拌器運(yùn)行，將會對機(jī)械密封造成損壞。只要吸收塔內(nèi)漿液高于2.3m，所有攪拌器都應(yīng)運(yùn)行，防止?jié){液堆積。如果吸收塔液位低于2.1m，所有攪拌器停運(yùn)，重新啟動時(shí)，必須用工藝水將葉輪處的漿液沖開，避免啟動荷載過大，對設(shè)備造成損壞。

2.8氧化風(fēng)機(jī)

吸收塔配備有兩臺羅茨式氧化風(fēng)機(jī)將空氣噴入吸收塔。在氧化風(fēng)機(jī)故障停止后，備用風(fēng)機(jī)應(yīng)立即投入運(yùn)行。羅茨式氧化風(fēng)機(jī)啟動前打開放空閥。只要氧化風(fēng)機(jī)向吸收塔注入空氣，氧化空氣冷卻水閥門就應(yīng)打開，噴射足夠數(shù)量的水使氧化空氣冷卻，這樣可以避免空氣噴槍出口附近形成固體顆粒集聚結(jié)垢。

2.9吸收塔排出系統(tǒng)

脫硫系統(tǒng)設(shè)置一般有2臺石膏排出泵。一臺工作，一臺備用。

如果兩臺排出泵都停止運(yùn)行時(shí)，值班人員必須沖洗整個排漿管路。運(yùn)行一段時(shí)間后，值班人員應(yīng)手動切換工作泵和備用泵，以確保備用設(shè)備正常。

3.結(jié)束語

根據(jù)以上內(nèi)容，石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)為了達(dá)到長周期安全高效運(yùn)行，吸收塔系統(tǒng)各參數(shù)就要進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，保證設(shè)備在最佳工況下運(yùn)行，降低各種消耗，以使脫硫系統(tǒng)保持安全高效的運(yùn)行工況，以保證環(huán)保數(shù)據(jù)達(dá)標(biāo)排放。