摘要:影响脱硫石膏的原因比较多,本文对可能的原因进行了初步总结,所阐述的不一定全面,在实际生产运行过程中,还需加强摸索,并有针对性的进行调整,这样一定能控制好脱硫石膏,确保脱硫系统安全、环保、经济运行。
关键词:燃煤电厂;脱硫石膏品质;主要因素;措施
1 脱硫石膏品质的主要影响因素
1.1 石膏浆液质量
脱硫石膏品质的好坏主要由石膏浆液的质量高低决定。衡量石膏浆液质量主要指标有石膏含量、石灰石反应程度(石膏浆液中碳酸钙含量)、水溶性盐含量(氯离子、镁离子等含量)、浆液 pH 值、粉尘及其他杂质等。石膏浆液质量的最主要指标是石膏含量,主要由石膏浆液中 CaSO4·2H2O 含量决定,CaSO4·2H2O 含量越高,石膏品质越好,CaSO4·2H2O 含量越低,石膏品质越差。石灰石反应程度主要是指烟气中二氧化硫与石灰石反应生成硫酸盐的数量,具体反应在石膏浆液中石灰石含量,石灰石含量越高,石灰石反应程度越低,脱硫石膏品质越差。一般要求脱硫系统运行时,石膏浆液中石灰石含量低于 3%。石灰石作为脱硫的吸收剂,需要不断的补充到吸收塔中,为了保证脱硫效率和二氧化硫排放浓度,脱硫系统运行时吸收塔浆液 pH 值保持较高,那么吸收塔浆液中的碳酸钙含量就高;如果石灰石活性较差,新鲜的石灰石浆液进入到吸收塔内后,在短时间内不能充分电离,无法及时与烟气中的二氧化硫进行反应,随石膏浆液泵进入到脱水系统中,最终经脱水后而进入石膏。运行中保持吸收塔浆液 pH 值高及石灰石活性差都会影响脱硫石膏品质。吸收塔浆液氯离子、镁离子等可溶性离子
含量要低于规定值,若含量过高将,一方面导致石膏煅烧温度降低,腐蚀设备;另一方面将降低脱硫石膏粘结力,导致石膏建材产品质量差。脱硫系统运行中,要保证废水系统和石膏滤饼冲洗水系统运行正常,降低氯离子、镁离子等可溶性离子含量,提高石膏品质。吸收塔浆液 pH 值是脱硫系统重要运行参数,pH 值高低与脱硫石膏品质密切相关,运行人员在调整时要根据实际情况进行控制。过酸性、过碱性石膏浆液均不利于石膏结晶,pH 值低有利于石膏结晶,但不利于二氧化硫吸收,加剧设备腐蚀;pH 值高不利于石膏结晶,但会加剧设备磨损。一般要求 pH 值控制在 5.0- 5.5 为宜。粉尘及其他杂质影响脱硫石膏颜色和品质。要做好燃煤掺配、电除尘调整、脱硫废水运行等环节控制,减少石膏浆液中杂质聚集,提高石膏品质。
1.2 石灰石品质
石灰石品质主要包括石灰石的纯度、粒径、表面积、活性等。石灰石一般含有少量二氧化硅、MgCO3、铁和铝等杂质,一般要求燃煤电厂脱硫石灰石纯度大于 90%。MgCO3 在石灰石中通常以溶解形式或白云石形式存在,在吸收塔中不易溶解,无法进行反应,只能进入脱硫石膏中。如果 MgCO3 的含量越高,那么石灰石的活性就越低,不但影响脱硫反应的效果,还会降低脱硫石膏品质。石灰石粒径及表面积是影响烟气中的二氧化硫与石灰石反应性能的重要因素。石灰石粒径越大,其表面积就越小,越难以溶解,导致接触反应不彻底,影响反应效果。但石灰石粒径过细,不仅增加石灰石研磨系统能耗,还会增加设备投资。
1.3 氧化反应
氧化风机向吸收塔浆池提供足够的氧化空气,以便于石膏的形成。新鲜的氧化空气经过氧化风机压缩后输送到吸收塔内,将浆液中大量亚硫酸氢根转化成硫酸根,反应后生成的石膏通过石膏浆液泵排出,进入石膏脱水系统。脱硫系统运行时应保证足够的氧化风量,当氧化风量不足时,石膏浆液中的亚硫酸钙含量就会增大,影响脱硫石膏品质。
1.4 石膏排出时间
吸收塔浆液池最大容积量与石膏单位时间排出量之比,称为石膏排出时间。吸收塔浆液池容积越大,石膏排出时间就越长,易于亚硫酸盐氧化,有利于石膏晶体长大。但若如果石膏排出时间过长,石膏晶体有可能受到浆液循环泵的损害。
1.5 石膏浆液中杂质
石膏浆液中杂质主要来自于烟气中颗粒物、石灰石、工艺水,由于杂质的存在,一方面影响二氧化硫与石灰石之间的反应,阻碍石膏晶体的生成;另一方面杂质混杂在石膏浆液中,导致石膏脱水性能下降。
1.6 石膏脱水
影响脱水系统运行的因素较多,主要包括脱水皮带跑偏、真空管漏空气、真空泵出力低、石膏滤饼厚度、真空母管堵塞等。脱水效果不佳,石膏中水分高,根据现场实际情况,查找影响脱水系统运行不正常的原因,采取针对性的措施,保证脱水系统运行正常。
2 提升脱硫石膏质量的有效措施
2.1 管理石灰石吸收剂
吸收剂是磨成粉的块状石灰石,加一定量的水配置成质量分数为10%~15%的浆液。石灰石颗粒越细,总的与气体接触的表面积越大,吸收的含硫物质越多。因此,石灰石中氧化钙的含量极大程度上影响着吸收二氧化硫的效率,若是是高中碳酸钙的含量过高,在循环浆液中可溶性亚硫酸盐的浓度就会降低,石灰石的活性就会降低,因此要定期检查石灰石浆液中碳酸钙以及不溶物的含量,只有在石灰石的纯度和细度都比较合理时,才能有利于生成高质量的脱硫石膏。所以相关部门要进行定期检测石灰石厂商的样品,确定石灰石粉中氧化钙的含量在百分之五十三以上才可以入库。还可以根据石灰石粉的质量不同设置不同的价位,这样有利于石灰石粉的建议验收管理,还可以在一定程度上激励供应商提供优质的石灰石粉。
2.2 对脱硫烟尘的质量控制
对烟尘脱硫的质量控制主要围绕烟气系统展开,它是决定脱硫石膏品质的关键环节之一,由于燃煤电厂中要求烟尘含量要达到国家要求标准,所以如果烟尘含量超标,烟气进入吸收塔就会造成吸收塔运行状况恶化,直接导致石膏控制指标中的含水率、酸不溶物、Cl-含量无法达标,因此可以讲吸收塔烟尘含量与烟尘脱硫工业过程息息相关,燃煤电厂需要为此改造电除尘系统,最大限度消除脱硫烟尘影响。
电除尘系统的除尘效率公式应该为:
根据该公式结合现场实际条件,对场地限制因素制约进行分析,例如观察生产场地内的电场范围,根据需要对其进行加长或加高,以有效加速粒子的驱进速度,实现对原电除尘高低压控制环节的有效改造,达到燃煤电厂所要求的环保排放标准。就目前的脱硫烟尘除尘技术来看,采用布袋除尘器具有较高的除尘效率(99.89%以上),可保证吸收塔的排除烟尘浓度在30mg/Nm3以内,基本满足燃煤电厂的环保生产标准。再一点,布袋除尘器相比于传统静电除尘器更易捕捉高比电阻尘粒,且能够适应的质量浓度范围也较大,可有效控制烟气流速变化,整体除尘效果良好。
2.3 对FGD系统运行工况的质量控制
对FGD系统运行工况的质量控制主要看两点,对吸收塔液气比的控制要保证在15~20L/m3左右;对吸收塔浆液pH值的控制要保证在5.50~5.94范围内。另外在脱硫石膏生成之前,还要对脱硫石膏的浆液密度进行控制,大概控制在1.1112~1.1500kg/m3范围内,通过该数据来进行水分析出,保证最后所生成的脱硫石膏质量上乘。
3结语
燃煤电厂烟气脱硫工艺所产生的石膏,其品质的高低决定了利用的价值,只有提高脱硫石膏的品质,才能够应用到更多的领域,创造更多的价值。但是,受限于诸多因素对脱硫石膏生成过程的影响,石膏品质的控制一直较为困难。为此,需要将整个脱硫系统看做一个有机整体,从化学物质、运行条件和系统设备三个方面共同着手,在结合运行实践的基础上进行系统监管,保证脱硫系统各参数的实时、可控,才能真正实现脱硫石膏品质的改善和稳定。
参考文献
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