一、技术背景
我厂脱硫系统采用湿法脱硫技术即石灰石—石膏湿式脱硫工艺,脱硫装置采用一炉一塔,吸收塔采用喷淋塔空塔,10号脱硫烟气系统采用烟气换热(GGH)系统,11号脱硫烟气系统采用热风加热净烟气升温的形式;脱硫副产品-石膏脱水后含湿量不大于10%,石膏含量大于90%(干基)。脱硫效率不小于90%,脱硫装置的可利用率为95%以上。
二、工艺过程中存在的问题
在脱硫系统运行过程中,石灰石浆液在吸收塔内对烟气进行逆流洗涤,生成半水亚硫酸钙并以小颗粒状转移到浆液中,利用空气将其强制氧化生成二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)结晶。用石膏排出泵将吸收塔内的浆液抽出,送往石膏旋流器,进行浓缩及颗粒分级,稀的浆液溢流至滤液箱;浓缩的底流浆液送往真空皮带机进行石膏脱水。脱水后的石膏含水率一般控制在10%(质量含量)以下为达标。若石膏水分过高,不仅影响脱硫系统和设备的正常运行,而且对石膏的储存、运输及后加工等都会造成一定的困难,因此,必须对其加以控制。
近期脱硫系统在运行中由于各种原因的影响,出现脱硫运行中出现石膏含水量大,表现在脱水时石膏下料口不结块、不滑落,成稀泥状,甚至出现下部粘稠、上部成流水状。造成真空皮带机无法正常有效工作。这种现象很长时间无法改善,严重时脱硫装置正常运行,脱硫效率超标,直接影响脱硫投入率以及现场环境卫生。
三、原因分析
这种脱水下的物质物理性质成粘性,分析原因一般有以下几种情况:
1、入口含尘量偏高
由于冬季供暖期机组负荷大、燃煤灰分高以及电除尘器的运行工况等原因造成脱硫系统入口含尘量偏高。原烟气中的飞灰进入吸收塔浆液中在一定程度上阻碍了SO2与脱硫剂的接触,降低了石灰石中Ca2+的溶解速率,同时飞灰中不断溶出的一些重金属如Hg、Mg、Cd、Zn等离子会抑制Ca2+与HSO3-的反应,“封闭”了吸收剂的活性。一般要求吸收塔入口的烟尘含量不能超过mg/m3,如果超过mg/m3以上就容易出现这种现象。我厂脱硫系统入口烟气含尘量设计值为<mg/m3,实际运行中远远超过此数值。
2、吸收塔浆液“中毒”
现在由于电除尘器效率不是很好,吸收塔变成了吸尘器,吸收塔浆液发黑,起泡,脱水时在石膏表明有一层黑色物质,在这种状况下再坚持运行可想而知。吸收塔浆液极易“中毒”。吸收塔浆液“中毒”后,需要很长时间纠正才能彻底改善,在此期间会浪费大量石灰石,排放大量浆液,提高了运行成本
3、石灰石品质发生变化
石灰石的品质是影响脱硫运行的一个重要因素,其中碳酸钙含量及成品的细度是关键,杂质增多或含量下降都会使浆液品质恶化,细度越细反应效果就越好。这就可能出现当碳酸钙含量及成品的细度发生较大变化时,其反应活性降低,极可能发生供浆过量,此时塔内浆液中含CaCO3量增大,由石灰石颗粒易粘结在一起,导致造成脱水困难现象的发生。另外如果石灰石原料中夹带黏土、泥沙等杂质,这些杂质状态不稳定,也会在一定程度上造成脱水困难的现象发生。
4、燃煤含硫量突然增大和氧化空气量不足
当吸收塔入口SO2浓度增大较大,而鼓入吸收塔的氧化空气量并未随之增加,特别当SO2浓度超过设计值,氧化风量也是无法改变,由于严重氧化不足,会造成石膏结晶困难,增加脱水的难度。当燃煤硫分增大时,极易发生氧化不充分的现象。氧化率下降时,浆液中的可溶性亚硫酸盐浓度增大,将拟制CaCO3的溶解,石膏纯度也将下降,其中的CaCO3将增大,由于CaCO3的粒径较小,容易吸附到真空皮带机的滤布上,从而造成脱水困难。
5、真空皮带机异常
真空皮带机是石膏二次脱水的重要设备,脱水效果与浆液的性质、滤布的清洁程度有较大的关系。汽液分离器的表计直观地反映了皮带机的真空,真空皮带机的真空与石膏含水率呈有规律的变化,皮带机真空升高,反映出滤水通过滤布时的压降增加,反应出石膏含水率增大。其增加的原因,一是脱水设备运行不正常,如滤布冲洗不干净或滤布使用周期过长都会使皮带机脱水效果变差,脱水不畅;二是石膏浆液本身性质的变化,如浆液中小颗粒石膏晶体增多或浆液中的杂质含量增加等引起滤布过滤通道的堵塞,使浆液中的水不容易从滤布孔隙分离出来。若要达到一定的固液分离效果,必须使真空升高。
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