摘 要:石灰石石膏濕法煙氣脫硫工藝最為常見,總結以往經(jīng)驗,對各影響因素進行重點分析,做好各項參數(shù)控制,確??梢赃_到預期的脫硫效果。
關鍵詞:火力發(fā)電廠;石灰石石膏濕法;煙氣脫硫
石灰石石膏濕法煙氣脫硫工藝在火力發(fā)電廠中應用比較廣泛,系統(tǒng)復雜度較高,在實際應用中受到內外各項因素的影響也比較大,為保證達到最佳脫硫效果,必須要做好各項參數(shù)的設計,同時還要兼顧各項影響因素的控制,提高工藝實施綜合效果。
一、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效率高,且可選吸收劑種類多,實際應用成本較低,再加上副產(chǎn)品可回收利用,決定了其在實際生產(chǎn)中應用的廣泛性。整個工藝反應過程均在吸收塔內進行,送入到吸收塔的吸收劑石灰石漿液,通過煙氣再熱器冷卻處理后,將會與進入到吸收塔內的煙氣進行充分混合,這樣煙氣內SO2便會與吸收漿液內的CaCO3、鼓入空氣內的O2產(chǎn)生化學反應,最終生成CaSO4·2H2O,達到煙氣脫硫效果。[1]最后經(jīng)過脫硫處理后的煙氣,依次經(jīng)過除霧器與煙氣再熱器處理,通過煙囪排放到大氣內。
二、石灰石石膏濕法煙氣脫硫影響因素
(一)吸收漿液pH值
很多情況下因為pH值不合理,或者吸收塔內吸收漿液pH值劇烈變化,會造成吸收塔壁上結垢,使得脫硫系統(tǒng)各設備被堵塞,腐蝕加重,造成設備損壞。pH值減小后,漿液內的亞硫酸鹽溶解度提高,而硫酸鹽溶解度降低,在較短的時間內將會析出大量的石膏,在系統(tǒng)設備中生成以硫酸鈣為主的硬垢;pH值增大后,漿液內亞硫酸鹽溶解度降低,使得亞硫酸鹽被析出,最后將會在系統(tǒng)設備內生成以亞硫酸鈣為主的軟垢。當pH持續(xù)升高達到一定限度后,漿液會呈堿性狀態(tài),系統(tǒng)設備內則會生成碳酸鈣硬垢。結合經(jīng)驗可知較高pH值更有利于脫硫系統(tǒng)對二氧化硫的吸收,當pH值為6時,將會達到最佳吸收效果。但同時較高pH值還會對漿液內亞硫酸鈣的氧化與石灰石溶解產(chǎn)生抑制,副產(chǎn)品石膏內將會存在大量脫水難度大的亞硫酸鈣與石灰石顆粒,石灰石利用率降低,造成脫硫工藝成本增加,并且石膏難以回收利用。[2]因此,務必要做好pH值的科學選擇,避免設備結垢的同時,還需要保證較高的脫硫效果,一般控制在5.3~5.8最佳。
(二)石灰石粒度
一般來講在一定質量下,所選石灰石顆粒細度越小,將于吸收漿液有更大的接觸表面積,進而脫硫效果越明顯,吸收速率越快,脫硫反應也更為充分,可保證石灰石顆粒有較高利用率。但是從原材料制作角度分析,石灰石粒度越細,則研磨系統(tǒng)所需電力支持越高,成本也就越高。選擇時應從脫硫效率以及電耗兩個方面著手進行分析,保證脫硫最高效益。
(三)液氣比
液氣比值大小影響著脫硫系統(tǒng)石灰石耗量,系統(tǒng)在吸收二氧化硫時,主要通過氣膜控制,液氣比越大氣液接觸幾率越高,相應的脫硫效果越好。但是對于脫硫系統(tǒng)來講,二氧化硫與吸收漿液保持氣液互動平衡,如果企業(yè)比過大超過一定限值后,因為氣液平衡影響,脫硫率不會繼續(xù)升高。但是卻會因為過大液氣比使得出口煙氣攜帶霧沫增加,后續(xù)設備污染加劇,甚至會造成設備腐蝕。另外,液氣比過大也會使得脫硫系統(tǒng)運行所需電力能源更多,能耗增加成本增多。
三、石灰石石膏濕法煙氣脫硫控制要點
(一)化學工藝控制
第一,增大亞硫酸鈣氧化。對于吸收塔可選擇空塔運行方式,搭配強制性氧化工藝,來避免塔內硬垢的形成,確保系統(tǒng)設備具有較高可靠性與穩(wěn)定性。其中,對于設計成熟的脫硫系統(tǒng),應確保亞硫酸鈣氧化程度達到100%。第二,提高除霧器運行效率。煙氣脫硫時要盡量避免煙氣旁路擋板處于工作狀態(tài),以此來杜絕因煙氣循環(huán)造成煙氣量變化情況的發(fā)生,進而可控制吸收塔內煙氣流速不會繼續(xù)升高。然后還需要利用智能化技術來對除霧器壓差進行動態(tài)監(jiān)視,掌握其運行狀態(tài),保證沖洗頻率與沖洗水量的合理性,提高沖洗水質量,以免設備結垢。
(二)系統(tǒng)設計調整
假如電廠生產(chǎn)選擇應用高硫煤,在對脫硫系統(tǒng)進行設計時,需要針對氧化裝置選型、氧化風機容量、吸收塔內煙氣分布均勻性以及反應罐體積等參數(shù)進行合理分析和科學確定,避免因為過于看重經(jīng)濟效益而選擇較低參數(shù),在后期實際應用中無法確保系統(tǒng)可靠性,不僅無法保證脫硫效率,而且容易出現(xiàn)安全事故。同時,脫硫系統(tǒng)微處理盡量選擇先進的分散式控制系統(tǒng),并配置功能完善的保護系統(tǒng),在危險系數(shù)較高時,系統(tǒng)可以自動停機。另外,還需要針對故障率較高的設備與構件來制定檢修維護方案,及時更換老化、損壞構件,提高脫硫效率。
(三)系統(tǒng)運行管理
安排技能熟練的人員負責操作,并對其進行崗前培訓,確保其可以熟練掌握各項操作規(guī)范以及管理要求,嚴格按照標準進行脫硫作業(yè),在提高脫硫效率的同時,確保作業(yè)的安全性。同時,還要加強煙氣排放在線監(jiān)測,分析各項數(shù)據(jù)來確定脫硫效果是否達標,并根據(jù)分析結果來定期對設備進行計量與檢定工作,為下一階段脫硫工作的開展提供依據(jù)。另外,還應重視脫硫副產(chǎn)品石膏的處理,提前針對實際情況,制定處理方案。
四、結語
我國火力發(fā)電行業(yè)發(fā)展速度不斷加快,技術水平逐漸提高,生產(chǎn)工藝可靠性以及穩(wěn)定性更高。基于節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)理念,必須要針對火力發(fā)電煙氣脫硫工藝進行分析,確保排放到空氣中的煙氣含硫量在標準以內。對石灰石石膏濕法煙氣脫硫工藝進行研究和優(yōu)化,是進一步提高電廠生產(chǎn)效率的重要措施。
參考文獻:
[1]華淞.石灰石石膏濕法煙氣脫硫技術探究[J].科技創(chuàng)新與應用,2016(31):153.
[2]鄭毓涵.燃煤電廠石灰石石膏濕法煙氣脫硫技術概述[J].化學工程與裝備,2015(01):179181.
作者簡介:李波(1985),男,山東濟寧人,本科,研究方向:電廠熱能動力。