脫硫系統(tǒng)吸收塔漿液偏黑及pH值偏低處理

朱洪鵬

(大唐石門發(fā)電有限責(zé)任公司，湖南 石門 415300)

脫硫系統(tǒng)吸收塔漿液偏黑及pH值偏低處理

朱洪鵬

(大唐石門發(fā)電有限責(zé)任公司，湖南 石門 415300)

#2機(jī)運(yùn)行，#1機(jī)停機(jī)一個(gè)月后開機(jī)，機(jī)組按正常程序投運(yùn)脫硫系統(tǒng)。脫硫系統(tǒng)投運(yùn)后發(fā)生漿液偏黑，脫水效果不好，后續(xù)發(fā)生pH值偏低，增加進(jìn)漿量pH值調(diào)整無效等問題。經(jīng)處理恢復(fù)到正常值。

石灰石漿液偏黑；異常處理； pH值下降；漿液置換

隨著國家政策對環(huán)保問題的日益重視，火電企業(yè)在脫硫、脫硝、除塵幾方面進(jìn)行了大量的投入，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性，同時(shí)也對設(shè)備運(yùn)行提出了更高的要求，如取消了煙道旁路等，使得環(huán)保設(shè)備的運(yùn)行管理面臨著較大的壓力。正常開機(jī)后，脫硫設(shè)備必須保持穩(wěn)定運(yùn)行，不能發(fā)生嚴(yán)重影響主機(jī)運(yùn)行的事故，因此對石灰石漿液品質(zhì)提出了更高的要求。在脫硫設(shè)備運(yùn)行中，漿液品質(zhì)異常的處理只能在設(shè)備運(yùn)行過程中進(jìn)行，不允許退出脫硫設(shè)備進(jìn)行處理。

表1 石門電廠機(jī)組FGD主要性能指標(biāo)

某火力發(fā)電公司#1、#2機(jī)組(2×330MW)煙氣采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，煙氣脫硫效率不低于97%。脫硫劑為石灰石(CaCO3)漿液，與煙氣中的SO2接觸后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成亞硫酸鈣，并就地強(qiáng)制氧化為石膏，石膏經(jīng)兩級脫水處理排出。#1、#2吸收塔都分為主塔和輔塔。從#1、#2鍋爐排出的原煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)升壓后，分別進(jìn)入#1、#2吸收塔，漿液循環(huán)泵將吸收塔下部的漿液打入上部的噴淋母管，再通過支管、噴嘴變?yōu)榧?xì)小的漿液液滴落下，原煙氣自下而上流動(dòng)時(shí)，煙氣中的SO2與自上而下的石灰石漿液液滴在相遇過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成亞硫酸鈣，并在吸收塔反應(yīng)池中被氧化風(fēng)機(jī)鼓入的氧氣強(qiáng)制氧化為硫酸鈣。脫硫后的凈煙氣溫度為48～50℃，直接送入煙囪排向大氣。

1 事件經(jīng)過

#2機(jī)運(yùn)行，#1機(jī)停機(jī)一個(gè)月后開機(jī)，機(jī)組按正常程序投運(yùn)#1脫硫系統(tǒng)。開機(jī)后8 h，#1吸收塔漿液密度上漲至1160 kg/m3，正常投運(yùn)脫水系統(tǒng)，此時(shí)發(fā)現(xiàn)#1系統(tǒng)漿液偏黑，同時(shí)石膏脫水效果不好。排除其他因素后確認(rèn)為漿液品質(zhì)異常，按規(guī)定立即進(jìn)行漿液置換處理：吸收塔補(bǔ)水至高液位(11.4 m)后開始進(jìn)行排漿，排漿2 m后再進(jìn)漿、補(bǔ)水，重復(fù)以上操作，進(jìn)行多次排漿置換。48 h后，漿液品質(zhì)基本無變化，效果仍不理想，并且造成漿液pH值下降至5.0左右(正常運(yùn)行時(shí)按5.3～5.8控制)。通過連續(xù)最大進(jìn)漿量進(jìn)漿2 h，漿液pH值無變化。

后續(xù)發(fā)生pH值偏低，增加進(jìn)漿量pH值調(diào)整無效等問題。

漿液化驗(yàn)結(jié)果顯示漿液中含有較多的CaSO3·1/2H2O，石膏化驗(yàn)結(jié)果也顯示石膏中CaSO3·1/2H2O含量超標(biāo)。

1.1 原因分析

1.1.1 引起吸收塔漿液品質(zhì)異常的原因

(1)#1爐吸收塔漿液在停機(jī)后倒至#1、#2事故漿液箱，因漿液量較大，密度偏高，對#1事故漿液箱漿液進(jìn)行了石膏脫水處理。#1機(jī)停機(jī)一個(gè)月，漿液一直存放于事故漿液箱中，存放時(shí)間過長，導(dǎo)致事故漿液箱中的漿液品質(zhì)發(fā)生變化，漿液發(fā)臭；

(2)事故漿液箱中品質(zhì)惡化漿液未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，在開機(jī)前未采取措施，而是將事故漿液箱中漿液全部倒至吸收塔，導(dǎo)致開機(jī)后發(fā)現(xiàn)漿液品質(zhì)異常，脫水效果不佳；

(3)開機(jī)后為保證脫硫總排口煙氣含硫量在正常范圍內(nèi)，吸收塔必須保證運(yùn)行，對品質(zhì)已惡化漿液只能在運(yùn)行中處理。導(dǎo)致漿液置換只能部分進(jìn)行，置換效果不佳。

1.1.2 引起漿液pH值下降的原因[1]

吸收塔漿液pH值偏低，在煙氣含硫量正常范圍變化時(shí)，同過連續(xù)加入新漿液，而pH值變化緩慢，可能存在以下原因：

(1)由于機(jī)組煙氣量或吸收塔進(jìn)口原煙氣SO2濃度突變，造成吸收塔內(nèi)反應(yīng)加劇，CaCO3含量減少，pH值下降。開機(jī)后吸收塔入口煙氣量及煙氣含硫量均在正常范圍內(nèi)波動(dòng)，排除了漿液吸收SO2過多，引起CaCO3含量減少，造成pH值下降的可能性。

(2)吸收塔漿液密度高沒有及時(shí)外排，漿液中的CaSO4·2H2O飽和會抑制CaCO3溶解反應(yīng)。開機(jī)后根據(jù)漿液密度，脫水系統(tǒng)按要求啟動(dòng)，#1吸收塔密度沒有發(fā)生過高現(xiàn)象，沒有發(fā)生CaSO4·2H2O飽和，排除了CaSO4·2H2O飽和抑制CaCO3溶解的可能性。

(3)電除塵后粉塵含量高或重金屬成分高，在吸收塔漿液內(nèi)形成一個(gè)穩(wěn)定的化合物，附著在石灰石顆粒表面，影響石灰石顆粒的溶解反應(yīng)，導(dǎo)致石灰石漿液對pH值的調(diào)解無效。石門電廠入口煙氣含量較低(<30 mg/Nm3)，排除了粉塵引起漿液中毒的可能性。

(4)工藝水水質(zhì)差，系統(tǒng)中的氯離子濃度高；石灰石品質(zhì)差，引起吸收塔漿液發(fā)生石灰石盲區(qū)。石門電廠#1、#2脫硫系統(tǒng)公用一個(gè)工藝水水箱，公用一個(gè)石灰石漿液箱，#2吸收塔漿液品質(zhì)正常，可以排除工藝水、石灰石品質(zhì)差引起漿液品質(zhì)異常的可能性，可以排除該因素引起pH值低的可能性。)

(5)氧化不充分引起亞硫酸鹽致盲；根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果亞硫酸鹽含量偏高，這是導(dǎo)致漿液pH值下降的可能原因。

2 處理過程

開機(jī)后發(fā)現(xiàn)漿液偏黑、脫水效果不佳時(shí)，及時(shí)采取部分置換漿液的方式對漿液進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)過多次漿液部分置換；共進(jìn)行漿液部分置換11次，每次直接將吸收塔液位控制在高位(11.4 m)排漿兩米，排漿時(shí)不補(bǔ)水，使得漿液偏黑的情況得到緩解，但脫水效果仍不佳，同時(shí)發(fā)生漿液pH值調(diào)整無效的新情況；

新情況發(fā)生后，及時(shí)采取新的應(yīng)對措施：

(1)氧化風(fēng)量滿足正常要求的同時(shí)，再增加一臺氧化風(fēng)機(jī)運(yùn)行；根據(jù)漿液及石膏化驗(yàn)結(jié)果，判斷亞硫酸鹽含硫偏高，因此增加一臺氧化風(fēng)機(jī)運(yùn)行，增大氧化空氣量，對漿液進(jìn)行充分的氧化，使?jié){液中的亞硫酸鹽及時(shí)轉(zhuǎn)化為石膏；

(2)控制吸收塔石灰石漿液進(jìn)漿量，根據(jù)吸收塔入口含硫量的變化，嚴(yán)格按照理論進(jìn)漿量進(jìn)行控制；理論進(jìn)漿量按下式進(jìn)行計(jì)算：

L為理論進(jìn)漿量，t/h；

其中Q為機(jī)組實(shí)時(shí)負(fù)荷，萬kW·h；

SO2為吸收塔煙氣入口實(shí)時(shí)含硫量，mg/Nm3；

30為機(jī)組運(yùn)行時(shí)負(fù)荷的高限，5500為對應(yīng)高限負(fù)荷時(shí)煙氣的入口含硫量，mg/Nm3；即機(jī)組負(fù)荷為30萬kW·h，對應(yīng)的入口硫?yàn)?500 mg/Nm3時(shí)進(jìn)漿量為30 t/h。

(3)嚴(yán)格按照漿液密度執(zhí)行脫水系統(tǒng)的啟停：密度高于1160 kg/m3時(shí)立即進(jìn)行脫水，密度低于1120 kg/m3時(shí)停止脫水，確保石膏的及時(shí)排出；控制好廢水排放量，保質(zhì)漿液中雜質(zhì)及時(shí)排出。

(4)進(jìn)行上述處理的同時(shí)嚴(yán)密監(jiān)控pH值變化：低于漿液pH值5.1時(shí)進(jìn)行漿液置換，防止?jié){液pH值繼續(xù)降低對系統(tǒng)運(yùn)

行造成影響；漿液pH值高于5.2，密度達(dá)到脫水系統(tǒng)啟動(dòng)要求時(shí)則進(jìn)行脫水。實(shí)際處理過程中，增加了氧化風(fēng)機(jī)運(yùn)行后，漿液pH值緩慢回升，沒有再次進(jìn)行漿液置換。

3 處理結(jié)果

為了滿足機(jī)組運(yùn)行時(shí)的環(huán)保要求，避免退出脫硫系統(tǒng)處理漿液品質(zhì)異常的情況發(fā)生，石門電廠在漿液品質(zhì)異常(漿液偏黑、脫水效果不佳)時(shí)首先對漿液進(jìn)行了多次部分置換；然后增加氧化風(fēng)機(jī)運(yùn)行后16 h，對漿液進(jìn)行強(qiáng)制氧化，pH值回升至5.2，并根據(jù)漿液密度進(jìn)行正常石膏排放，保持一定量的廢水排出；通過連續(xù)保持比正常運(yùn)行時(shí)比正常運(yùn)行時(shí)多增加一臺氧化風(fēng)機(jī)運(yùn)行；同時(shí)按理論進(jìn)漿量控制石灰石漿液的供入，漿液pH值緩慢回升，24 h后漿液pH值回升至5.3，48 h后漿液pH值回升至5.6，漿液品質(zhì)正常，脫水效果良好。

4 結(jié)論

(1)長期存放于事故漿液箱的石灰石漿液可能會產(chǎn)生品質(zhì)變化，在機(jī)組長時(shí)間停機(jī)后再次開機(jī)時(shí)，將事故漿液箱的漿液倒至吸收塔前應(yīng)注意化驗(yàn)漿液品質(zhì)，確認(rèn)漿液品質(zhì)合格時(shí)才使用；最好定期對存放于事故漿液箱的漿液定期進(jìn)行化驗(yàn)，以便在發(fā)現(xiàn)漿液品質(zhì)變化時(shí)及時(shí)進(jìn)行分析，采取應(yīng)對措施；

(2)機(jī)組運(yùn)行中漿液品質(zhì)異常，在不能退出脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的前提下，首先應(yīng)排除外部因素對漿液品質(zhì)的影響，進(jìn)而及時(shí)進(jìn)行多次部分漿液置換，緩解漿液品質(zhì)；

(3)在對漿液進(jìn)行了多次部分置換之后發(fā)生漿液pH值偏低、增大進(jìn)漿量調(diào)整pH值無效的問題時(shí)，因及時(shí)確認(rèn)引起pH值偏低的原因，石門電廠經(jīng)過分析確認(rèn)產(chǎn)生pH值偏低的原因可能是漿液氧化不充分引起亞硫酸鹽致盲經(jīng)；過增大氧化風(fēng)量進(jìn)行強(qiáng)制氧化的處理方式，使?jié){液pH值恢復(fù)到正常范圍內(nèi)。

(4)漿液品質(zhì)異常在運(yùn)行中處理是一個(gè)緩慢的過程，即使采取了正確的處理方式短時(shí)間內(nèi)可能不會起到明顯的效果，因此在處理過程中必須嚴(yán)密監(jiān)視漿液品質(zhì)的變化，并對入口煙氣含硫量、氧化風(fēng)量、石灰石漿液供入量、漿液pH值、石膏排放脫水等進(jìn)行合理控制，才能在采取正確措施之后使?jié){液品質(zhì)逐步好轉(zhuǎn)。

[1] 葉 青，張國鑫，沈 軍，等.濕法脫硫漿液pH值異常情況處理[J].電力環(huán)境保護(hù)，2008，24(5)：40-42.

[2] 韓 琪,李忠華.石灰石—石膏濕法煙氣脫硫的化學(xué)過程研究[J].電力環(huán)境保護(hù)，2002，18(1):1-3.

[3] 張國鑫.石灰石—石膏濕法脫硫技術(shù)的實(shí)際應(yīng)[J].電力環(huán)境保護(hù)，2006，6(4)：69-74.

[4] 鐘 秦.燃煤煙氣脫硫脫硝技術(shù)及工程實(shí)例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

(本文文獻(xiàn)格式：朱洪鵬.脫硫系統(tǒng)吸收塔漿液偏黑及pH值偏低處理[J].山東化工,2017,46(7):140-141.)

2017-02-20

朱洪鵬(1987—)，男，江西九江人，脫硫?qū)９?，主要從事電廠化學(xué)專業(yè)技術(shù)工作。

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1008-021X(2017)07-0140-02