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        吸收塔漿液的pH值對脫硫系統(tǒng)的影響及pH值異常情況分析

        2017-02-04 18:04:51何廷軍
        中文信息 2016年9期
        關(guān)鍵詞:濕法脫硫pH值

        何廷軍

        摘 要: 在石灰石–石膏濕法煙氣脫硫中,漿液pH值是影響脫硫系統(tǒng)性能的重要控制參數(shù),本文通過pH值對脫硫系統(tǒng)的影響以及對影響pH值的異常情況進行分析,運行中合理控制,提出了相應(yīng)的解決措施。

        關(guān)鍵詞:濕法脫硫 pH值 脫硫效率 異常分析

        中圖分類號:X701.3 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2016)09-0259-01

        一、pH值對脫硫效率及石膏品質(zhì)的影響

        吸收塔漿液中對脫硫效率有重要影響的工藝參數(shù)是循環(huán)漿液的PH值。循環(huán)漿液的PH值也是石灰/石灰石濕法FGD系統(tǒng)運行中的一個主要控制參數(shù)。

        在電廠石灰石濕法FGD逆流噴淋塔的實測結(jié)果(見圖1)表明,隨著漿液中未溶解石灰石含量的增加,脫硫率得到提高,但當未溶解石灰石含量增加到一定值后,脫硫效率的提高變緩慢。漿液PH值與脫硫率也有上述類似的關(guān)系,通過對FGD系統(tǒng)中石灰石溶解平衡的計算表明,石灰石FGD系統(tǒng)PH值最高限值為6.0~6.1,當PH值高于5.7后石灰石的溶解速率急劇下降,脫硫率的提高趨于緩慢。因此,當PH值控制得較高時,要求漿液在漿池中有較長的停留時間,才能在提高脫硫率的同時,提高吸收劑的利用率。

        增加漿液中未溶解吸收劑的含量可以提高脫硫率,但過高的吸收劑含量不僅不經(jīng)濟而且會降低石膏純度。較低的漿液PH值有助于提高石灰石的溶解速度,料漿的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。隨著吸收進行,PH值迅速下降,當pH值低于6時,下降變得緩慢,而當pH值小于4時,吸收幾乎不進行。pH值除了影響SO2吸收外,還影響結(jié)垢、腐蝕和石灰石粒子的表面鈍化。用含有石灰石粒子的料漿吸收SO2,生成CaSO3和CaSO4,PH值的變化對溶解度有著重要影響。

        如果pH值低于一定值,漿液的吸收能力下降, 最終影響到SO2的脫除率和副產(chǎn)品石膏質(zhì)量,pH對石膏純度有最明顯、最直接的影響。

        二、運行中PH值的合理控制

        1.運行pH值即可降低漿液中過剩CACO3含量,有利于提高石膏純度,但將會使脫流效率降低。過分降低PH值可能對石膏質(zhì)量產(chǎn)生負面影響,過低pH值將增加漿液中有害離子濃度,有可能造成“封閉”石灰石活性。因此,一般運行pH值不宜低于5.0。提高pH值,脫硫率增大,石膏純度下降。當pH值超過6.0后不僅脫硫效率提高不多,未反應(yīng)石灰石濃度卻增加較多,石膏純度將明顯下降。吸收塔內(nèi)漿液的pH值,必須控制在規(guī)定范圍內(nèi),pH值過低會導(dǎo)致漿液失去吸收能力,最終影響SO2的脫除率和副產(chǎn)品脫硫石膏的質(zhì)量。同時pH值過高系統(tǒng)還會產(chǎn)生結(jié)垢堵塞的后果。pH值的穩(wěn)定是通過石灰石給料量,進行在線動態(tài)調(diào)節(jié)實現(xiàn)的,單回路吸收塔中最佳的pH值應(yīng)選擇在4.5—5.8之間,因此運行人員合理設(shè)定pH值使脫流效率和提高石膏質(zhì)量的保證。

        2.吸收塔pH值及出口SO2控制

        根據(jù)CEMS測量數(shù)據(jù)計算進入吸收塔中SO2總量和SO2脫除效率。根據(jù)SO2總量,控制加入到吸收塔中的石灰石漿液量。通過改變石灰石漿液量調(diào)節(jié)閥的開度,來實現(xiàn)石灰石量的調(diào)節(jié)。而吸收塔排出漿液的PH值作為SO2吸收過程的校正值參與調(diào)節(jié)。

        三、影響pH值的異常情況分析

        1.事情經(jīng)過

        近期我廠三期脫硫#5、#6吸收塔內(nèi)pH較低,供漿量維持在20-30m3/h,最高時達到了40m3/h左右,但pH值一直無法提升,維持在4.0左右。

        2.原因分析

        2.1 #5、#6吸收塔內(nèi)Mg含量過高的影響。這些Mg通過石灰石漿液進入吸收塔內(nèi)后,影響CaCO3溶解和正常氧化反應(yīng),因為Mg的活性遠高于Ca+,在Mg含量較高的情況下,首先結(jié)合陰離子,阻礙Ca+與HSO32-,離子的結(jié)合,從而抑制石灰石的溶解,不溶解的碳酸鈣始終在吸收塔漿液中。#5、#6吸收塔最有代表性,當三臺漿液循環(huán)泵全部運行后,吸收塔溢流口出現(xiàn)大量溢流漿液,吸收塔地坑泵來不及打,漿液全部流至地面,加入消泡劑后有所好轉(zhuǎn)但只能維持一段時間,不得不減少漿液循環(huán)泵的運行臺數(shù),但給SO2的減排帶來了很大壓力。

        2.2 原煙氣質(zhì)量 煙氣經(jīng)過電除塵器除塵后,仍會含有一定的粉塵。煙塵中不斷溶出一些重金屬物質(zhì)如Hg、Mn、Cd、Zn等,會降低吸收塔漿液中的pH值。從而降低脫硫效率。另一方面,煙氣中的酸性物質(zhì)增加也是導(dǎo)致pH下降的重要因素。

        2.3水的影響。近期水源也沒有變化,各路沖洗水沒有泄露現(xiàn)象,漿液密度1096 kg/m3 (設(shè)計標準1080-1150 kg/m3) 吸收塔內(nèi)各指標無任何好轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

        2.4石灰石的影響. 石灰石品質(zhì)的影響 石灰石中含碳酸鎂、三氧化二鐵、三氧化二鋁等雜質(zhì)均為酸易溶物,在進入吸收塔后產(chǎn)生易溶的鎂、鐵、鋁鹽類。漿液循環(huán)的過程逐步富集起來,因大量非Ca2+的存在,會弱化碳酸鈣在溶液體系中的溶解和電離,影響pH值,降低脫硫效率。

        2.5機組大小修后的投油影響。近期各臺機組未有投油運行情況,電除塵的工作也正常,各吸收塔脫水也能正常外排,塔內(nèi)漿液Cl-濃度也不高,#5、6塔分別為2243 mg/l和<2900 mg/l (設(shè)計標準為5000 mg/l。

        所以我將懷疑的目標重點是石灰石中 MgO含量高,石灰石中含過量MgO(起泡劑),與硫酸根離子反應(yīng)產(chǎn)生大量泡沫。

        四、采取以下措施

        根據(jù)以上分析采取措施如下:

        1.嚴格控制入廠的石灰石指標,要求其CaCO3含量高于93%,MgO含量低于1%,SiO2含量低于2%,含水量低于2%。(石灰石斷面光滑程度好的氧化鎂含量大約是1.31,斷面離遠看光滑,近面有粉料狀突起,大約是3.73。斷面比較粗糙大約是7.84.斷面特別粗糙的大約是16.7)可想而知我們廠的石灰石氧化鎂含量是多少。

        2.MgO含量高于3%的石灰石盡量不要用,會導(dǎo)致吸收塔漿液起泡溢流加劇、pH值難以提升、吸收SO2能力下降,成品石膏質(zhì)量下降等一系列問題。

        3.當發(fā)現(xiàn)運行中漿液pH值難以提高時,不要過量供漿,適當降低燃煤含硫量,多補充一些水置換部分漿液,加強脫水排放,提升工藝廢水排放率,降低工藝廢水中的酸性物質(zhì),從而使得pH值控制在合理范圍內(nèi),向吸收塔內(nèi)添加部分甲酸鈉以促進石灰石的溶解。

        4.當吸收塔漿液溢流時,不要過多降低吸收塔液位運行,降低吸收塔液位對于減少漿液起泡溢流的作用不大(現(xiàn)場上部液位高時,吸收塔液位8.5和9.0的時候溢流的量都差不多),容易使?jié){液循環(huán)泵發(fā)生振動大,氣蝕現(xiàn)象。 應(yīng)盡量減少漿液循環(huán)泵的運行臺數(shù),添加部分消泡劑,消泡劑的添加量需要根據(jù)實際情況來總結(jié),過多的添加消泡劑會抑制SO2的吸收。最終判斷磨機研磨質(zhì)量占20%,石灰石中氧化鎂含量占80%。

        5.排空A石灰石漿液箱,排空后聯(lián)系鍋爐徹底清理。從市場上購買石灰石粉,買的石灰石粉要化驗氧化鎂含量不能高于3%。還要購買部分甲酸鈉,放入地坑。這個東西對校正強酸PH特別管用。這段時間可以利用B石灰石漿液箱往#5、6吸收塔供漿,主要是保證出口SO2不超標。然后用石灰石粉加水的漿液往#5、6吸收塔內(nèi)補漿,隨時化驗吸收塔內(nèi)氯離子濃度(根據(jù)氯離子濃度是否要啟動脫水系統(tǒng))并且加大沖洗。

        6.檢查pH計指示是否準確

        ①pH計電極污染、損壞、老化;

        ②pH計供漿量不足;

        ③pH計供漿中混入工藝水;

        ④pH計變送器零點漂移;

        ⑤pH計控制模塊故障。

        處理辦法:①清洗、更換pH計電極;②檢查pH計連接管線是否堵塞和隔離閥、石膏排出泵狀態(tài);③檢查pH計沖洗閥是否泄漏;④檢查調(diào)校pH計;⑤檢查pH計模塊情況。⑥如果其中一支pH計的測量值變化太快,控制系統(tǒng)自動不計該值,同時需對該pH計進行反復(fù)沖洗,直至測量值正確。⑦如果兩支pH計都發(fā)生故障,在沒有處理好的情況下,必須人工每小時化驗一次,然后根據(jù)實際的pH值來控制石灰石漿液的加入量。

        五、結(jié)束語

        通過對吸收塔漿液的pH值對脫硫系統(tǒng)的影響分析以及運行中PH值的合理控制,保證了運行人員在pH值異常情況時快速、準確找出pH值異常原因,采取果斷措施使三期脫硫#5、#6吸收塔內(nèi)pH逐步恢復(fù)正常,在5.20~5.40(設(shè)計標準5.20~5.80)運行,供漿量維持在15~20m3/h,保證了脫硫系統(tǒng)各參數(shù)的安全穩(wěn)定運行,確保了脫硫設(shè)備的達標排放。

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