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传统双碱法烟气脱硫工艺 在实际应用中出现的问题及分析探讨

来源:包头市蒙泰锅炉有限公司官网 | 发布时间:2017/3/20 | 浏览次数:

双碱法脱硫与石灰石/石灰湿法脱硫相比,脱硫反应机理类似,主要是利用钠基脱硫剂碱性强,吸收二氧化硫后反应产物溶解度大,不容易造成结垢堵塞问题的优点来代替石灰石/石灰湿法脱硫的。普遍认为双碱法脱硫液气比小,脱硫效率高,一次投资省,运行成本低,适合在中小锅炉的脱硫工艺中应用。但在实际的应用中,传统双碱法脱硫使用效果并不理想,仍然出现了结垢、运行成本高和烟囱腐蚀等各种难以解决的问题,现分析如下: 

结垢严重 

结垢是浆液中一种或几种盐在脱硫系统运行状态下过饱和并在器壁上结晶的过程。双碱法脱硫系统的管壁、塔壁、喷嘴处极易结垢,塔内会形成十几厘米厚的结晶体,导致系统阻力增加流量降低、垢下腐蚀、控制仪表失效和保护层破坏,严重的还会导致系统停运,除雾器的严重结垢有时会导致除雾器局部垮塌。 

脱硫系统浆液所吸收的二氧化硫经过各种化学反应后**终从系统中除去是依靠CaSO3CaSO4的结晶过程来完成的,这种反应是必然发生的,也是我们脱硫生成石膏所期望的。但我们希望此反应仅发生在系统的循环浆液池中完成结晶过程,但实际情况是双碱法脱硫技术运行在碱性条件下,当pH值大于8时,86%以上的SO2SO32-的形式存在,导致结垢倾向加重,加之循环浆液池中的结晶并不能彻底分离吸收液中的Ca2+,必然在系统的其它部位产生大量结晶,就产生了系统的严重结垢。 

2、运行成本较高 

理论证明,pH值越高对SO2的吸收效果越好,因此NaOH溶液的吸收效果比Ca(OH)2溶液要好的多,但Ca(OH)2pH值为12。4,当pH<12.4时,NaOHCa(OH)2的吸收效果无法比较,基本可认为是一致的,因为此时添加的NaOH根本未发生作用。如果提高吸收效果,必须使pH>12.4,但此时Ca(OH)2离解受抑制,系统演变为单钠碱脱硫,廉价的Ca(OH)2溶液无法发挥作用。因此,如果想发挥钠碱的吸收快的优势,就必须添加价格较高的NaOH以提高系统pH值,加之Na2SO3氧化后产生Na2SO4的副反应产物较难再生,需不断补充NaOHNa2CO3,同时钠盐的存在不可避免的使亚硫酸氧化成硫酸,不仅影响石膏的生成和石膏的品质,也使石灰和碱耗增加,大量碱的消耗使双碱法脱硫的运行成本相对石灰石/石灰湿法脱硫要高的多。 

3、湿烟囱的腐蚀严重 

双碱法脱硫对脱除SO2效率较高,但对造成烟气腐蚀的主要成分SO32-效率只有20%~30%;同时由于除雾器的严重结垢,除雾效果差,导致烟气含水量大,水汽呈饱和状态,以致系统排烟温度低易冷凝成酸露;在正压运行的条件下,容易穿过内衬和钢板裂纹造成烟囱腐蚀,因此脱硫后的烟囱腐蚀非常严重。近几年来新建或改建的脱硫烟囱多数出现腐蚀介质对钢筋混凝土腐蚀,致使部分酸液沿烟囱外筒壁渗漏。 

4、对环境有一定程度的污染 

双碱法脱硫产生的副产品钠盐(主要是难以置换的硫酸钠)不能再生,**终需要外排。在水体中被硫酸盐还原菌还原成硫化物,使水体污染变质,在有氧环境下又会被硫细菌氧化,使水体中氧份减少,进一步污染水质,进而对周围环境产生不良影响。 

5、液气比较大 

双碱法脱硫系统中,液气比是一个非常重要的操作参数,液气比大,意味着烟气与脱硫剂接触面积大,有利于二氧化硫的吸收,但液气比过大,脱硫剂的雾化效果不好,不利于脱硫,且太大的液气比会使整个烟气行程的阻力增加,从而引起引风机出力不足导致锅炉正压,也易导致风机带水。 

   通常情况下**小液气比的选择按以下公式进行计算: l=L/G=10-6nCSO2/64(C1- C2) n:满足排放要求的****脱硫效率; CSO2:原烟气中二氧化硫浓度; C1:出口洗涤液中总硫的浓度; C2:进口洗涤液中总硫的浓度。 

针对以上问题,常见的解决措施如下: 

1)      保持浆液均匀搅拌,延长浆液在浆液池中停留时间和提高中结晶固体的含量,尽量使CaSO3CaSO4的结晶沉淀过程在循环浆液池中完成。

2) 尽量选择适宜的液气比。适宜的液气比一方面要保证较高的脱硫效率,另一方面要满足设备安全经济运行的需要,且能够使脱硫剂得到有效利用,液气比也是脱硫循环泵选型的依据之一。 3) 在强制氧化的过程中适度提高石膏固体的浓度 

2)  停运时及时清除结垢CaSO3,并在运行中尽量降低pH值溶解结垢。 

3)  有效的控制系统各个方面的PH值,能够减少整个系统的结垢和堵塞。主要根据塔进出口PH值,浆池PH值,再生池PH值的变化得出双碱法在工程运行过程中的****范围。 

4)  一般情况下,浆池PH值为11左右,再生池PH值为6。8左右,既能提高吸收液的脱硫效率,又有利于减小塔进口硫酸钙的过饱和度,防止系统结垢堵塞;要维持系统的稳定运行,保持再生池PH值在6。8左右,再生池需配置搅拌装置,同时定期向系统中投加一定量的碳酸钠作为补充。 

5)  针对湿法脱硫后烟气腐蚀性强,运行工况复杂,除要尽量使脱硫除雾器的正常工作外,烟囱也要提高防腐质量,防腐工艺选择应遵循以下原则: 

6) 防腐界面完整,与烟囱热膨胀一致,没有裂纹和孔洞,以防酸液侵入腐蚀。 

7)  防腐材料吸水率低,强度高,耐磨性好,抗老化,抗温变,与基体粘结强度高。 

8) 施工工艺简单,施工质量可控,易修复。

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