大氣污染治理 濕法煙氣脫硫設施的三類問題及對策
近年來,我國實行了大氣污染物的總量控制和排放濃度控制相結(jié)合的政策,加大了大氣污染的治理力度,實行了更嚴格的大氣污染排放標準和排硫排塵的收費制度,使得濕法脫硫除塵技術在我國得到迅速的發(fā)展,現(xiàn)已取得長足的進步,技術上也逐漸趨于成熟。
濕法煙氣脫硫技術特別適用于大、中型工業(yè)鍋爐煙氣的脫硫除塵,并且還具有設備簡單、易操作、脫硫率高等優(yōu)點。
其中用得最多的是石灰石一石膏法。它主要以技術成熟、適用煤種廣、脫硫率高、脫硫劑來源廣等優(yōu)點,現(xiàn)已成為我國重點提倡的一種濕法脫硫方法。
但在實踐中,存在著結(jié)垢堵塞、腐蝕、廢液處理等問題。而要徹底解決這些問題則是改進濕法脫硫技術的核心一環(huán)。
問題形成的主要原因及對策:
1.結(jié)垢堵塞
在濕法煙氣脫硫中,管道與設備是否結(jié)垢堵塞,已成為脫硫裝置能否正常運行的關鍵問題。要解決結(jié)垢堵塞問題,我們需弄清結(jié)垢的機理,以及影響和造成結(jié)垢堵塞的因素,然后才能有針對性地從工藝設計、設備結(jié)構(gòu)、操作控制等方面著手解決。
對于造成結(jié)垢堵塞的原因,有如下3種方式:
“1)因溶液或料漿中水分蒸發(fā),導致固體沉積;
2)Ca(OH)2或CaCO3,沉積或結(jié)晶析出,造成結(jié)垢;
3)CaSO3或CaSO4從溶液中結(jié)晶析出,石膏晶種沉淀在設備表面并生長而造成結(jié)垢。
但在操作中出現(xiàn)的人為因素也是需重視的原因,如:
1)沒有嚴格按操作規(guī)程,加入的鈣質(zhì)脫硫劑過量,引起洗滌液pH值過高,促進了CO2的吸收,生成過多的CaCO3,CaSO4等沉淀物質(zhì);
2)將含塵多的煙氣沒經(jīng)嚴格除塵就進入吸收塔脫硫。
現(xiàn)在還沒有完善的方法能絕對地解決此問題。
目前。一些常見的防止結(jié)垢堵塞的方法有:
1)在工藝操作上,控制吸收液中水分蒸發(fā)速度和蒸發(fā)量;
2)適當控制料漿的pH值。因為隨pH值的升高,CaSO3溶解度明顯下降。所以料漿的pH越低就越不易造成結(jié)垢。但是,若pH值過低,溶液中有較多的CaSO3,易使石灰石粒子表面鈍化而抑制了吸收反應的進行,并且過低還易腐蝕設備,所以漿液的pH值應控制適當,一般采用石灰石漿液時,pH值控制為5.8-6.2;
3)溶液中易于結(jié)晶的物質(zhì)不能過飽和,保持溶液有一定的晶種;(壘)在吸收液中加入CaSO˙2H20或CaSO3晶種來控制吸收液過飽和并提供足夠的沉積表面,使溶解鹽優(yōu)先沉淀在上面。減少固體物向設備表面的沉積和增長;、、4)對于難溶的鈣質(zhì)吸收劑要采用較小的濃度和較大的液氣比。如:石灰石漿液的濃度一般控制小于l5%;
5)嚴格除塵,控制煙氣中的煙塵量;
6)設備結(jié)構(gòu)要作特殊設計,盡量滿足吸收塔持液量大、氣液相間相對速度高、有較大的氣液接觸面積、內(nèi)部構(gòu)件少、壓力降小等條件。另外還要選擇表面光滑、不易腐蝕的材料制作趿收設備,在吸收塔的選型方面也應注意。例如:流動床洗滌塔比固定填充洗滌塔不易結(jié)垢和堵塞;
7)使用添加劑也是防止設備結(jié)垢的有效方法。目前使用的添加劑有CaCl2,Mg(OH)2,己二酸等。
另一種結(jié)垢原因是煙氣中的O2將CaSO3氧化成為CaSO4(石膏),并使石膏過飽和。這種現(xiàn)象主要發(fā)生在自然氧化的濕法系統(tǒng)中。其控制措施是通過強制氧化和抑制氧化的調(diào)節(jié)手段。既要將全部CaSO3氧化成CaSO4,又要使其在非飽和狀態(tài)下形成結(jié)晶,可有效地控制結(jié)垢。
2.設備腐蝕
設備腐蝕的原因十分復雜,與多種因素有關。如:溶液的溫度、pH值、煤種燃燒狀態(tài)、氯離子濃度等。燃煤燃燒過程中除生成SO2以外,還生成少量的SO3,而SO3可與煙氣中的水分(4%~12%)生成硫酸霧。
“當溫度較低時,硫酸霧凝結(jié)成硫酸附著在設備的內(nèi)壁上,或溶解于洗滌液中,這就是濕法吸收塔及有關設備腐蝕相當嚴重的主要原因。
目前,對濕式脫硫系統(tǒng)各部位合理的選擇防腐材料及在設備內(nèi)外涂防腐材料是解決腐蝕問題的主要方法。
如:經(jīng)受高溫、腐蝕、磨損較快的部位,可采用麻石、陶瓷或改性高硅鑄鐵;經(jīng)受中低溫和腐蝕、磨損不嚴重的部位,可采用防腐防磨涂料作表面處理。
“日本日立公司的防腐措施是:在煙氣再熱器、吸收塔人口煙道、吸收塔煙氣進口段,均采用耐熱玻璃鱗片樹脂涂層,在吸收塔噴淋區(qū)采用不銹鋼或碳鋼橡膠襯里。另外可適當控制pH值來避免腐蝕,如:石灰石料漿的pH值一般控制在6.5~6.8。
3.煙氣脫水
濕法吸收塔在運行過程中,易產(chǎn)生粒徑為lO~6Oμm的“霧”。“霧”不僅含有水分,它還溶有硫酸、硫酸鹽、SO3等。如不妥善解決,將使煙氣帶水,腐蝕管道和風機,并使風機葉輪粘灰、結(jié)垢,引起風機震動,縮短風機使用壽命。
“因此,濕法除塵必須配置除霧的設備,其性能直接影響到濕法煙氣脫硫系統(tǒng)能否連續(xù)可靠運行。
除霧器通常由除霧器本體及沖洗系統(tǒng)構(gòu)成。除霧器本體作用是捕集煙氣中的液滴及少量粉塵,減少煙氣帶水,防止風機振動;沖洗系統(tǒng)是定期沖洗由除霧器葉片捕集的液滴粉塵,防止葉片結(jié)垢,維持系統(tǒng)正常運行。
除霧器多設在吸收塔的頂部。通常應設二級除霧器,使得凈化除霧后煙氣中殘余的水分一般不得超過100mg/m3,否則將腐蝕熱交換器、煙道和風機。
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