◎馬岳

塔內(nèi)結(jié)垢石灰石濕法脫硫吸收的研究

◎馬岳

目前，火電廠的煙氣脫硫系統(tǒng)普遍采用石灰石濕法脫硫工藝，它主要的優(yōu)勢(shì)在于脫硫效率高，并且適應(yīng)性也很高，現(xiàn)在，此項(xiàng)工藝的單機(jī)容量能夠達(dá)到1000MW，而且根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)擁有300MW的火電廠中，絕大部分都在采用石灰石濕法脫硫技術(shù)，不過(guò)在運(yùn)用期間，卻存在吸收塔內(nèi)結(jié)垢的問(wèn)題，從而導(dǎo)致脫硫效率下降。那么下面我們就以我廠兩臺(tái)135MW機(jī)組，兩個(gè)吸收塔為例，來(lái)具體討論一下如何解決這方面的問(wèn)題。

塔內(nèi)結(jié)垢的形成

濕干結(jié)垢

火電廠的煙氣脫硫系統(tǒng)，建有“濕一干”交界區(qū)，其范圍主要是從是能夠吸收塔煙氣入口處到第一層噴嘴的距離，而這段位置，是很有可能出現(xiàn)結(jié)垢的地方，通常被稱作“濕一干”結(jié)垢，因?yàn)镃aSO4、CaSO3等是構(gòu)成漿液的重要物質(zhì)，如果漿液和墻壁融合的話，那么很多的漿液就會(huì)吸附進(jìn)塔壁里。從而被沉積。此外，因?yàn)闊煔獾臏囟群芨撸瑫?huì)讓沉積層水會(huì)很快的蒸發(fā)掉，這樣的話，沉積層就能夠慢慢的轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)致密，就像是水泥的垢。

結(jié)晶成垢

CaSO4.2H2O結(jié)晶垢一硬垢。石灰石濕法在進(jìn)行脫硫之后會(huì)形成石膏。如果這些石膏的漿液在濃度方面大于溶解度的話，那么石膏會(huì)形成晶體，然后析出。如果飽和濃度具有一定程度的情況下，那么石膏就會(huì)利用異相成核來(lái)存活于晶體的表面。而飽和度具有更大值的情況下，也就是說(shuō)超過(guò)均相成核下的飽和度的話，那么就能夠在漿液里構(gòu)成晶核，這樣一來(lái)，體積小一些的晶核同樣會(huì)在塔里形成堅(jiān)固的垢，此時(shí)，當(dāng)形成石膏結(jié)晶的垢以后，就會(huì)被稱作硬垢。

CaSO3.1/2H2O結(jié)晶成垢一軟垢。濕法脫硫技術(shù)在PH值下運(yùn)行，如果PH值很高的話，那么漿液中就會(huì)構(gòu)成SO32-的物質(zhì)，那么這樣一來(lái)，就很有可能讓CaSO3的飽和度超越在均相成核情況下所形成的飽和度，從而在塔壁上形成結(jié)晶。而晶核的一點(diǎn)點(diǎn)變大，會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化成垢層，如此一來(lái)，就會(huì)出現(xiàn)設(shè)備堵塞的情況，從而很難再繼續(xù)工作下去。而此情況，則被稱作軟垢。

要是CaSO3沒(méi)有足夠的氧化成分，那么漿液里的CaSO3濃度就會(huì)變得很高，在這種情況下，就會(huì)析出亞硫酸鈣結(jié)晶，也就是半水石膏。另外，CaSO3會(huì)形成混合結(jié)晶體，而且它們還會(huì)具有很強(qiáng)大的活性，非常容易吸附在管壁上，并最終形成致密的污垢。

沉積結(jié)垢 石灰石濕法脫硫漿液里具有一定成分的懸浮液，而懸浮液具有很多的固態(tài)顆粒，要是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作沒(méi)有做好，攪拌工作也沒(méi)有到位的話，那么就會(huì)讓漿液的流速偏慢，根本無(wú)法帶動(dòng)里面的顆粒，這樣就很容易引發(fā)骨泰顆粒沉積在容器下面的情況。

結(jié)構(gòu)的預(yù)防

“濕一干”結(jié)垢預(yù)防

在設(shè)定噴嘴的時(shí)候，要對(duì)噴嘴做好清洗工作，而清洗的方式有多種，其中連續(xù)沖洗和間斷沖洗是比較常用的方式，如果采用間斷沖洗方式的話，周期通常要短于30min。而沖洗的壓力最好保持在0.15MPa，如果壓力太大的話，就很有可能出現(xiàn)煙氣含濕程度過(guò)高的情況。

結(jié)晶成垢的預(yù)防

硬垢的預(yù)防。防止石膏的相對(duì)飽和濃度超過(guò)140%。如果能夠在氧化系統(tǒng)里安裝攪拌器的話，就能夠讓氣泡得到較好的分散效果，這樣的話，CaSO3和氧化空氣就會(huì)得到有效的融合，從而讓系統(tǒng)氧化率能夠超過(guò)95%。此外，在吸收塔還沒(méi)有開(kāi)始運(yùn)行的時(shí)候，就要往氧化槽里放入足夠濃度的石膏漿，然后再放入有機(jī)酸添加劑，這樣就能夠形成阻垢作用。

軟垢的預(yù)防。想要避免軟垢的出現(xiàn)，就一定要掌控好循環(huán)槽內(nèi)的pH值。想要有效的控制循環(huán)槽里的CaSO3結(jié)晶沉淀的飽和度，那么最好在脫硫漿液里保持一定濃度CaSO3晶粒作為晶種。另外，循環(huán)槽里的漿液最好在里面多停留一段時(shí)間。

吸收塔垢樣品分析

垢樣的成分分析

根據(jù)對(duì)垢樣的EDS的研究結(jié)果能夠知道，鈣、氧等元素是垢樣的主要成分，同時(shí)也具有一定的鎂、鋁等成分。而對(duì)垢樣的XRD研究結(jié)果表明，CaSO4.2H2O峰值比較大，而CaCO3.H2O峰值則較小。根據(jù)對(duì)垢樣的EDS與垢樣的XRD研究表明，垢樣主要是由CaSO4.2H2O所構(gòu)成的。

垢樣的EDS會(huì)具有其他元素，而且CaSO4.2H2會(huì)受到煤、鋁等元素的干擾。這主要體現(xiàn)在對(duì)晶體結(jié)晶成和誘導(dǎo)時(shí)間的影響方面。無(wú)論是鎂還是鋁，都會(huì)增加結(jié)晶時(shí)間，而且這兩個(gè)元素還會(huì)讓晶體尺寸分布的更加廣泛。

垢樣的微觀形貌分析

利用掃描顯微鏡對(duì)垢樣微觀形貌進(jìn)行研究，把垢樣進(jìn)行拋光，然后全部放在樣品臺(tái)上面，并進(jìn)行認(rèn)真的觀察，能夠發(fā)現(xiàn)板狀形態(tài)是吸收塔內(nèi)結(jié)垢的重要構(gòu)成部分，其潔凈效果很好，同時(shí)，很多的聚集體上面全部含有板狀顆粒。

光面和斷面進(jìn)行比較的話能夠發(fā)現(xiàn)，光面具有很多的小顆粒，同時(shí)結(jié)晶尺寸也不是很大，之所以出現(xiàn)這種情況，主要是因?yàn)楣饷婧蜐{液融合的關(guān)系。此外，在對(duì)光面和漿液進(jìn)行觀察的時(shí)候，角度上也存在一定的差異，這也是出現(xiàn)微觀形貌的主要原因。

通過(guò)以上內(nèi)容我們能夠了解到，在我國(guó)擁有300MW的火電廠中，絕大部分都在采用石灰石濕法脫硫技術(shù)，不過(guò)在運(yùn)用期間，卻存在吸收塔內(nèi)結(jié)垢的問(wèn)題，從而導(dǎo)致脫硫效率下降。而想要解決這方面的問(wèn)題，就一定要做好有關(guān)“濕一干”結(jié)垢以及軟垢的預(yù)防工作，同時(shí)還要對(duì)垢樣的成分以及垢樣的微觀形貌做好分析工作。因此在今后的工作中，相關(guān)工作者要積極努力，爭(zhēng)取制定出更為完善的方案，從而讓塔內(nèi)結(jié)垢石灰石濕法脫硫吸收的研究水平邁向一個(gè)新的高度。

（作者單位：廣東省粵瀧發(fā)電有限責(zé)任公司）

在采用石灰石濕法脫硫技術(shù)的時(shí)候，吸收塔內(nèi)結(jié)垢是此項(xiàng)技術(shù)需要解決的問(wèn)題。本文主要以兩臺(tái)燃煤火力發(fā)電廠135MW機(jī)組，一臺(tái)機(jī)組一個(gè)吸收塔來(lái)研究。有除塵除灰系統(tǒng)，在脫硫旁路擋板取消的情況下，以兩個(gè)吸收塔為例，并從吸收塔內(nèi)各種垢體的形成原因、危害以及防止方法為角度，來(lái)具體的討論一下塔內(nèi)結(jié)垢石灰石濕法脫硫吸收的研究工作。