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        煙氣脫硫系統(tǒng)出口二氧化硫的控制

        2016-10-21 21:19:23付寶慧
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年8期
        關(guān)鍵詞:影響因素

        摘 要:石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝目前在電廠煙氣脫硫中已得到廣泛應(yīng)用。伴隨著國家對環(huán)境保護(hù)的日益重視,有效地控制二氧化硫的污染已成為國家規(guī)劃的一部分。文章介紹了石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中出口SO2污染的產(chǎn)生,SO2的工藝原理,分析運行中影響煙氣脫硫效率的因素從而有效的控制出口SO2。

        關(guān)鍵詞:石灰石濕法脫硫;SO2;工藝原理;影響因素

        我國是世界上煤炭生產(chǎn)和消費大國,燃燒中產(chǎn)生嚴(yán)重污染,我國排放的SO290%均來自燃煤。近年,我國采取了排污收費政策,但是SO2仍超標(biāo)嚴(yán)重,對環(huán)境和生物體造成嚴(yán)重的危害。隨著人們環(huán)保意識的增強,SO2排放的控制勢在必行。

        1 石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝原理

        石灰石-石膏濕法煙氣脫硫采用石灰石CaCO3細(xì)粉經(jīng)給料機、硝化機加工成石灰石漿液作為SO2吸收劑,通過煙氣與石灰石漿在脫硫塔中充分接觸,使煙氣中的SO2與石灰石漿液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成亞硫酸鈣和硫酸鈣,在吸收塔底部攪拌器上部鼓入空氣,使亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣,結(jié)晶分離得副產(chǎn)品石膏[1]。此過程主要分為四個步驟:

        該技術(shù)的主要優(yōu)點是脫硫效率高,一般可達(dá)95%以上,鈣的利用率高,可達(dá)90%以上;煤種的適應(yīng)性好,煙氣脫硫的過程在鍋爐尾部煙道以后是獨立的,對鍋爐燃燒的干擾性小,不會對鍋爐機組的熱效率、利用率產(chǎn)生影響。

        2 影響出口SO2的主要因素

        2.1 入口SO2濃度

        入口SO2的濃度較低時,由于保證出口SO2的濃度,但是吸收速率低,脫硫塔出口SO2濃度與入口SO2濃度相比降幅不大,同時會導(dǎo)致塔內(nèi)PH值升高,增加設(shè)備結(jié)垢的可能性,不利于運行,使脫硫系統(tǒng)的效率降低。

        入口SO2的濃度較高時,SO2吸收率增加,但試著SO2的吸收,PH值下降,當(dāng)降到一定程度時,就會抑制SO2的吸收,此時出口SO2的濃度難以控制。

        因此,入塔SO2的濃度要控制在一個合理的范圍內(nèi)。在實際操作中,一般要求入塔SO2濃度為500mg/m3-2000mg/m3。而入塔SO2濃度是由鍋爐專業(yè)爐內(nèi)脫硫?qū)崿F(xiàn)的,因此在實際操作運行中要與鍋爐協(xié)作,控制好入塔SO2濃度。

        2.2 吸收塔漿液的PH值

        煙氣脫硫系統(tǒng)漿液的PH值對SO2的吸收影響很大,一般新配制的漿液PH值約在8~9之間。隨著吸收進(jìn)行,PH值迅速下降,當(dāng)PH值低于6時,下降變得緩慢,當(dāng)PH值小于4時,吸收幾乎不進(jìn)行。

        PH值高時,SO2的吸收速度加快,出口SO2含量顯著降低,隨著SO2的吸收,溶液pH降低,溶液中CaSO3的量增加,CaSO3的溶解度又使?jié){液的PH值上升,溶解度的變化使?jié){液中CaSO3析出并沉積在石灰石粒子的表面,形成一層外殼,使粒子表面鈍化。鈍化的外殼阻礙了CaSO3的繼續(xù)進(jìn)行溶解,抑制了吸收反應(yīng)的進(jìn)行[2]。因此,漿液PH值應(yīng)控制適當(dāng)。采取石灰漿液時,PH值控制為5~6,采用石灰石漿液時,PH值控制為6~7。

        2.3 脫硫塔漿液密度

        煙氣脫硫系統(tǒng)采用石灰石作為脫硫吸收劑。隨著煙氣與石灰石漿液的不斷反應(yīng),塔內(nèi)漿液密度不斷升高,當(dāng)密度大于1200Kg/m3時,漿液中CaCO3、CaSO4·2H2O的濃度已趨于飽和,抑制SO2的吸收,出口SO2增加,應(yīng)及時脫石膏,降低漿液密度。當(dāng)漿液密度小于1120Kg/m3時,CaSO4·2H2O的含量較低,CaCO3含量相對較高,此時雖有利于SO2的吸收,但是如果繼續(xù)脫石膏,將導(dǎo)致石膏中CaCO3含量增大,品質(zhì)下降,造成石灰石的浪費。因此,脫硫塔漿液應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)(1120Kg/m3-1200Kg/m3)。

        2.4 入塔粉塵濃度[3]

        煙氣要經(jīng)過電袋除塵器,先除去大部分粉塵,才入塔脫硫。因為煙氣經(jīng)過脫硫塔時,煙氣中的粉塵大部分留在漿液中,而粉塵在一定程度上阻擋了SO2與脫硫劑的接觸,降低了石灰石中鈣離子的溶解速率,同時粉塵中不斷溶解出的一些重金屬,如Hg、Mg、Cd、Zn等離子會抑制鈣離子和HSO3-反應(yīng)。如果除灰、除塵設(shè)備故障,引起漿液中的粉塵、重金屬雜質(zhì)過多,則會影響石灰石的溶解,導(dǎo)致漿液PH值降低,出口SO2增加。若出現(xiàn)上述情況,開啟真空皮帶機,連續(xù)排出漿液中的雜質(zhì),或者外排部分漿液,即可恢復(fù)正常。

        2.5 石灰石品質(zhì)

        石灰石中的雜質(zhì)對脫硫系統(tǒng)的性能產(chǎn)生重要的影響,常見的雜質(zhì)中包括MgCO3,MgCO3一部分可以溶解,從而對脫硫過程產(chǎn)生重要的影響,MgCO3本身可以參與脫硫反應(yīng),適度的含量會增強漿液的吸收能力,含量高會阻礙CaCO3與SO2的反應(yīng),從而抑制CaCO3的溶解,導(dǎo)致脫硫效率降低。

        2.6 煙氣中O2的濃度

        煙氣中O2含量增加有利于SO2的吸收,但是并非煙氣中含氧量越高越好。含氧量很高時,則意味著系統(tǒng)漏風(fēng)嚴(yán)重,入塔煙氣量增大,煙氣在塔內(nèi)停留時間減少,導(dǎo)致脫硫效率降低。因此,含氧量也應(yīng)當(dāng)控制在適當(dāng)范圍內(nèi)。

        2.7 入口煙氣溫度

        入口煙氣溫度越低,越有利于SO2氣體溶于漿液,有利于生成亞硫酸鈣,即:低溫有利于吸收,高溫有利于溶解。通常,煙氣溫度冷卻到60℃左右進(jìn)行吸收操作最為適宜,較高的吸收操作溫度.會使SO2的吸收效率降低。一般將塔入口煙溫控制在80℃左右,煙氣進(jìn)入塔后進(jìn)一步冷卻到60℃左右。因此,煙氣溫度應(yīng)該控制在一定范圍內(nèi)。

        石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)中出口SO2的控制,是一個復(fù)雜而多變的過程,應(yīng)該進(jìn)一步改進(jìn)煙氣脫硫技術(shù)的現(xiàn)有工藝,開發(fā)新設(shè)備,探究新技術(shù),開發(fā)性能優(yōu)越的吸附劑先進(jìn)的脫硫吸收劑,增強吸收效果,提高脫硫效率,減少脫硫費用。只有正確把握各參數(shù)對出口SO2的影響規(guī)律,合理的加以運用,才能更好的控制住出口SO2,從而實現(xiàn)高效、綠色與環(huán)保的脫硫。

        參考文獻(xiàn)

        [1]蔣思國.石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)及其應(yīng)用[J].工程科技,2008,6.

        [2]韓琪,李忠華.石灰石-石膏濕法煙氣脫硫的化學(xué)過程研究[J].電力環(huán)境保護(hù),2002,18(1):1-3.

        [3]中石化天津分公司熱電部2×410t/h鍋爐煙氣脫硫除塵一體化改造項目技術(shù)培訓(xùn)手冊[J].中國航天空氣動力技術(shù)研究院,2003:14-17.

        作者簡介:付寶慧(1988,10-),女,漢族,黑龍江省尚志市人,畢業(yè)于哈爾濱學(xué)院會計學(xué)專業(yè),助理工程師,主要從事煙氣脫硫方面工作。

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