楊用龍,蘇秋風,王豐吉,張楊,王建峰,朱躍
(1.華電電力科學研究院,杭州 310030;2.浙江大學能源清潔利用國家重點實驗室,杭州 310027)
一體化技術(shù)處理脫硫中毒漿液
楊用龍1,蘇秋風2,王豐吉1,張楊1,王建峰1,朱躍1
(1.華電電力科學研究院,杭州 310030;2.浙江大學能源清潔利用國家重點實驗室,杭州 310027)
分析了石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)漿液中毒的原因,通過試驗提出了一體化技術(shù)處理脫硫中毒漿液的方法,采用該方法可以實現(xiàn)中毒漿液完全有效利用。
濕法煙氣脫硫;一體化技術(shù);漿液中毒;脫硫效率;漿液利用
隨著國家環(huán)保政策的日益嚴格,大部分在役和新建火電機組都配備了煙氣脫硫裝置,以保證鍋爐煙氣達標排放。目前,應(yīng)用最廣泛的煙氣脫硫工藝是石灰石-石膏濕法脫硫工藝[1]。該工藝以石灰石漿液作為二氧化硫吸收劑,但在脫硫系統(tǒng)運行過程中會出現(xiàn)脫硫漿液中毒的現(xiàn)象。脫硫漿液中毒后脫硫效率下降,脫水系統(tǒng)無法正常運行,石膏含水率增加,呈稀泥狀[2]。本文對脫硫漿液中毒的原因進行分析,并提出處理方法。
1.1 原因分析
脫硫漿液中毒的原因基本上可以概括為石灰石盲區(qū)、漿液密度高、粉塵含量高或重金屬離子濃度高、氧化風量不足、工藝水水質(zhì)差、氯離子濃度高、氟鋁離子濃度高、石灰石品質(zhì)差及漿液含油等。在上述原因中,氧化風量不足、工藝水質(zhì)差、漿液密度高等,可通過增加氧化風量、提高工藝水質(zhì)、改變供漿量或及時排石膏等方法解決,氟鋁離子濃度高、漿液含油等,則需要通過其他方式解決。根據(jù)上述漿液中毒原因可將中毒漿液歸為兩類,即非含油中毒漿液(I類漿液)和含油中毒漿液(II類漿液)。
1.2 常用解決措施
目前,脫硫漿液中毒后,不管是I類漿液,還是II類漿液,普遍采取的措施是漿液置換,用新鮮漿液逐步替換中毒漿液,替換下來的中毒漿液有些用來沖洗灰渣,有些直接通過拋棄管線拋棄,有些則少量多次地返回脫硫塔慢慢消化。這些做法不僅造成資源浪費,增加運行成本,還會引起環(huán)境污染。雖然有少部分火電廠通過運行調(diào)整、化學處理等方法解決了自身的漿液中毒問題,但這些方法針對性較強,適用范圍較小。
2.1 技術(shù)原理
對于I類漿液,一體化技術(shù)主要體現(xiàn)為在同一裝置中完成中毒漿液的儲存、調(diào)質(zhì)、濃縮過程。脫硫漿液中毒后,通過漿液排出泵把中毒漿液輸送至事故漿液箱,中毒漿液儲存在事故漿液箱,通過改變中毒漿液pH值來調(diào)節(jié)中毒漿液的脫水性能,主要化學反應(yīng)過程如下:
式(7)中:Mx+為重金屬離子。
將pH值調(diào)整至7~10后,大部分金屬離子都形成沉淀,有利于提高中毒漿液脫水性能。
對于II類漿液,一體化技術(shù)主要體現(xiàn)為在同一裝置中完成中毒漿液的儲存、靜置、除浮油、破乳、絮凝沉淀過程。通過靜置使中毒漿液油水分離,撇除的浮油直接回收利用,加入破乳劑使?jié){液中分散的小油滴失穩(wěn)、并聚,然后加入聚丙烯酰胺(PAM)等有機絮凝劑,在絮凝劑的作用下生成沉淀。
一體化技術(shù)實施過程可在事故漿液箱中完成,不需要新增處理設(shè)施。
2.2 工藝流程
I類漿液處理工藝流程:中毒漿液經(jīng)泵輸送至事故漿液箱,事故漿液箱中處理好的中毒漿液經(jīng)泵輸送至脫水系統(tǒng),脫除的廢水返回脫硫系統(tǒng),固體物運輸至煤場和入爐煤混合后摻燒,可以達到爐內(nèi)脫硫的效果。工藝流程如圖1所示。
II類漿液處理工藝流程:中毒漿液經(jīng)泵輸送至事故漿液箱,事故漿液箱中處理好的中毒漿液經(jīng)泵輸送至脫水系統(tǒng)。浮油采用移動集油罐回收利用,脫除的廢水返回脫硫系統(tǒng),固體物運輸至煤場和入爐煤混合后摻燒,可以達到爐內(nèi)脫硫的效果。工藝流程如圖2所示。
圖2 II類漿液處理工藝流程
在火電廠現(xiàn)有脫硫設(shè)施的基礎(chǔ)上增加少量輔助設(shè)施,即可達到處理中毒漿液的目的,投資省、效益好。
濕法脫硫系統(tǒng)運行過程中,氟鋁絡(luò)合物造成的脫硫漿液中毒問題影響廣泛,本文對氟鋁離子中毒漿液的處理進行了研究。
試驗用石灰石粉樣來自于某電廠,90%以上的石灰石粉顆粒粒徑小于58μm,符合試驗要求。采用上述石灰石粉配制質(zhì)量分數(shù)為15%的石灰石漿液,在自制鼓泡塔中進行脫硫效率試驗,并加入一定量的NaF和AlCl3,考察氟鋁離子濃度變化對脫硫效率的影響。試驗條件:溫度為50℃,pH=5.4,氣體壓力為0.5MPa,攪拌速率為500 r/min。當脫硫效率急劇下降時,即可認為石灰石漿液氟鋁離子中毒,進行下一步處理。氟鋁離子濃度對脫硫效率的影響見表1。
表1 氟鋁離子濃度對脫硫效率的影響
由表1可知,氟鋁離子濃度比為3.0∶0.9時,即可認為漿液中毒。將此條件下中毒漿液的pH值調(diào)節(jié)至7.0左右,待反應(yīng)充分后采用真空抽濾,濾餅含水率為14%,脫水性能良好。
本文提出的一體化技術(shù)處理脫硫中毒漿的方法,可作為一種通用方法解決漿液中毒問題,而且工藝流程簡單,適用性強,并可實現(xiàn)污染物零排放,應(yīng)用前景廣闊。
[1]劉德志,柳楊,朱躍.濕法脫硫系統(tǒng)內(nèi)的腐蝕環(huán)境及防腐措施[J].鍋爐制造,2007,2(1):24-25.
[2]呂雪冬,沈建軍.600MW機組濕法脫硫出現(xiàn)石灰石盲區(qū)現(xiàn)象的原因分析[J].華電技術(shù),2013,35(3):68-69.
(本文責編:白銀雷)
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:1674-1951(2015)05-0070-02
楊用龍(1985—),男,湖北監(jiān)利人,工程師,工學碩士,從事火電廠煙氣環(huán)保工程技術(shù)方面的研究工作(E-mail:yangyonglonghao@163.com)。
2014-09-02;
2015-03-20
中國華電工程(集團)有限公司科技項目(CHECKJ-2015-46)