濕法煙氣脫硫設(shè)施的三類問(wèn)題及對(duì)策

2016-08-31 環(huán)境工程

環(huán)保面前，沒(méi)有旁觀者

近年來(lái)，我國(guó)實(shí)行了大氣污染物的總量控制和排放濃度控制相結(jié)合的政策，加大了大氣污染的治理力度，實(shí)行了更嚴(yán)格的大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)和排硫排塵的收費(fèi)制度，使得濕法脫硫除塵技術(shù)在我國(guó)得到迅速的發(fā)展，現(xiàn)已取得長(zhǎng)足的進(jìn)步，技術(shù)上也逐漸趨于成熟。

濕法煙氣脫硫技術(shù)特別適用于大、中型工業(yè)鍋爐煙氣的脫硫除塵，并且還具有設(shè)備簡(jiǎn)單、易操作、脫硫率高等優(yōu)點(diǎn)。

“其中用得最多的是石灰石一石膏法。它主要以技術(shù)成熟、適用煤種廣、脫硫率高、脫硫劑來(lái)源廣等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為我國(guó)重點(diǎn)提倡的一種濕法脫硫方法。

但在實(shí)踐中，存在著結(jié)垢堵塞、腐蝕、廢液處理等問(wèn)題。而要徹底解決這些問(wèn)題則是改進(jìn)濕法脫硫技術(shù)的核心一環(huán)。

問(wèn)題形成的主要原因及對(duì)策：

1. 結(jié)垢堵塞

在濕法煙氣脫硫中，管道與設(shè)備是否結(jié)垢堵塞，已成為脫硫裝置能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵問(wèn)題。要解決結(jié)垢堵塞問(wèn)題，我們需弄清結(jié)垢的機(jī)理，以及影響和造成結(jié)垢堵塞的因素，然后才能有針對(duì)性地從工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備結(jié)構(gòu)、操作控制等方面著手解決。
對(duì)于造成結(jié)垢堵塞的原因，有如下3種方式：

“1）因溶液或料漿中水分蒸發(fā)，導(dǎo)致固體沉積；
2）Ca(OH)2或 CaCO3，沉積或結(jié)晶析出，造成結(jié)垢； 
3）CaSO3 或CaSO4 從溶液中結(jié)晶析出，石膏晶種沉淀在設(shè)備表面并生長(zhǎng)而造成結(jié)垢。

但在操作中出現(xiàn)的人為因素也是需重視的原因，如：
1）沒(méi)有嚴(yán)格按操作規(guī)程，加入的鈣質(zhì)脫硫劑過(guò)量，引起洗滌液 pH值過(guò)高，促進(jìn)了 CO₂ 的吸收，生成過(guò)多的CaCO₃，CaSO₄ 等沉淀物質(zhì)；
2)將含塵多的煙氣沒(méi)經(jīng)嚴(yán)格除塵就進(jìn)入吸收塔脫硫。

現(xiàn)在還沒(méi)有完善的方法能絕對(duì)地解決此問(wèn)題。
目前。一些常見(jiàn)的防止結(jié)垢堵塞的方法有：
1)在工藝操作上，控制吸收液中水分蒸發(fā)速度和蒸發(fā)量；
2)適當(dāng)控制料漿的 pH值。因?yàn)殡S pH值的升高，CaSO₃溶解度明顯下降。所以料漿的 pH越低就越不易造成結(jié)垢。但是，若 pH值過(guò)低，溶液中有較多的CaSO3，易使石灰石粒子表面鈍化而抑制了吸收反應(yīng)的進(jìn)行，并且過(guò)低還易腐蝕設(shè)備，所以漿液的 pH值應(yīng)控制適當(dāng)，一般采用石灰石漿液時(shí)，pH值控制為5.8-6.2； 
3）溶液中易于結(jié)晶的物質(zhì)不能過(guò)飽和，保持溶液有一定的晶種；(壘)在吸收液中加入 CaSO·2H20 或 CaSO3 晶種來(lái)控制吸收液過(guò)飽和并提供足夠的沉積表面，使溶解鹽優(yōu)先沉淀在上面。減少固體物向設(shè)備表面的沉積和增長(zhǎng)；
4)對(duì)于難溶的鈣質(zhì)吸收劑要采用較小的濃度和較大的液氣比。如：石灰石漿液的濃度一般控制小于 l5%；
5)嚴(yán)格除塵，控制煙氣中的煙塵量；
6)設(shè)備結(jié)構(gòu)要作特殊設(shè)計(jì)，盡量滿足吸收塔持液量大、氣液相間相對(duì)速度高、有較大的氣液接觸面積、內(nèi)部構(gòu)件少、壓力降小等條件。另外還要選擇表面光滑、不易腐蝕的材料制作趿收設(shè)備，在吸收塔的選型方面也應(yīng)注意。例如：流動(dòng)床洗滌塔比固定填充洗滌塔不易結(jié)垢和堵塞；
7)使用添加劑也是防止設(shè)備結(jié)垢的有效方法。目前使用的添加劑有 CaCl₂，Mg(OH)₂，己二酸等。
另一種結(jié)垢原因是煙氣中的O₂將CaSO₃氧化成為 CaSO₄ (石膏)，并使石膏過(guò)飽和。這種現(xiàn)象主要發(fā)生在自然氧化的濕法系統(tǒng)中。其控制措施是通過(guò)強(qiáng)制氧化和抑制氧化的調(diào)節(jié)手段。既要將全部CaSO₃氧化成 CaSO₄，又要使其在非飽和狀態(tài)下形成結(jié)晶，可有效地控制結(jié)垢。

2. 設(shè)備腐蝕

設(shè)備腐蝕的原因十分復(fù)雜，與多種因素有關(guān)。如：溶液的溫度、pH值、煤種燃燒狀態(tài)、氯離子濃度等。燃煤燃燒過(guò)程中除生成 SO2 以外，還生成少量的SO₃，而SO₃可與煙氣中的水分 (4%～12%)生成硫酸霧。

“當(dāng)溫度較低時(shí)，硫酸霧凝結(jié)成硫酸附著在設(shè)備的內(nèi)壁上，或溶解于洗滌液中，這就是濕法吸收塔及有關(guān)設(shè)備腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重的主要原因。

目前，對(duì)濕式脫硫系統(tǒng)各部位合理的選擇防腐材料及在設(shè)備內(nèi)外涂防腐材料是解決腐蝕問(wèn)題的主要方法。
如：經(jīng)受高溫、腐蝕、磨損較快的部位，可采用麻石、陶瓷或改性高硅鑄鐵;經(jīng)受中低溫和腐蝕、磨損不嚴(yán)重的部位，可采用防腐防磨涂料作表面處理。

“日本日立公司的防腐措施是：在煙氣再熱器、吸收塔人口煙道、吸收塔煙氣進(jìn)口段，均采用耐熱玻璃鱗片樹(shù)脂涂層，在吸收塔噴淋區(qū)采用不銹鋼或碳鋼橡膠襯里。另外可適當(dāng)控制 pH值來(lái)避免腐蝕，如：石灰石料漿的 pH值一般控制在 6.5～6.8。

3. 煙氣脫水

濕法吸收塔在運(yùn)行過(guò)程中，易產(chǎn)生粒徑為 lO～ 6Oμm 的“霧 ”?！办F”不僅含有水分，它還溶有硫酸、硫酸鹽、SO₃ 等。如不妥善解決，將使煙氣帶水，腐蝕管道和風(fēng)機(jī)，并使風(fēng)機(jī)葉輪粘灰、結(jié)垢，引起風(fēng)機(jī)震動(dòng)，縮短風(fēng)機(jī)使用壽命。

“因此，濕法除塵必須配置除霧的設(shè)備，其性能直接影響到濕法煙氣脫硫系統(tǒng)能否連續(xù)可靠運(yùn)行。

除霧器通常由除霧器本體及沖洗系統(tǒng)構(gòu)成。除霧器本體作用是捕集煙氣中的液滴及少量粉塵，減少煙氣帶水，防止風(fēng)機(jī)振動(dòng);沖洗系統(tǒng)是定期沖洗由除霧器葉片捕集的液滴粉塵，防止葉片結(jié)垢，維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。
除霧器多設(shè)在吸收塔的頂部。通常應(yīng)設(shè)二級(jí)除霧器，使得凈化除霧后煙氣中殘余的水分一般不得超過(guò) 100mg/m3 ，否則將腐蝕熱交換器、煙道和風(fēng)機(jī)。