關(guān)于濕法脫硫工藝探析

鹿瑤

摘 要：石灰石-石膏濕法脫硫工藝是我國脫硫行業(yè)的主要煙氣脫硫方法。文章結(jié)合濕法脫硫工藝的實際運(yùn)行情況，從設(shè)計角度討論了影響脫硫裝置安全和脫硫效果的各種因素，并提出相應(yīng)建議，希望能夠?qū)ξ覈鴿穹摿蚬こ淘O(shè)計工作有所幫助。

關(guān)鍵詞：濕法脫硫；系統(tǒng)設(shè)計；影響因素

引言

隨著人們對環(huán)境污染問題重視程度不斷提高，環(huán)境保護(hù)理念已經(jīng)成為社會生產(chǎn)和生活中的重要主導(dǎo)思想之一。依法加強(qiáng)污染源治理，降低工業(yè)生產(chǎn)對周邊生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響，是現(xiàn)代社會工業(yè)企業(yè)必須履行的重要職責(zé)。含硫煙氣是工業(yè)企業(yè)常見污染源之一。做好煙氣脫硫處理，是我國工業(yè)企業(yè)環(huán)保工作的主要任務(wù)之一。目前我國煙氣脫硫常用方法是石灰石-石膏濕法脫硫工藝，約占我國工業(yè)脫硫總量的90%以上。隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，環(huán)境保護(hù)壓力持續(xù)增加，煙氣脫硫工作面臨局勢日趨嚴(yán)峻。由于負(fù)荷過大，煙氣脫硫裝置的運(yùn)行安全問題一直受到工業(yè)企業(yè)和環(huán)境監(jiān)管部門的高度重視。加大濕法脫硫工藝研究力度，改善脫硫設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)，確保脫硫安全，是當(dāng)前脫硫行業(yè)的重要任務(wù)之一。

1 系統(tǒng)設(shè)計

我國煙氣脫硫工程普遍采用由脫硫公司EPC總承包的方式進(jìn)行建設(shè)。工程設(shè)計是整個脫硫工程的藍(lán)圖，也是脫硫裝置安全高效運(yùn)行的基礎(chǔ)保障。設(shè)計方案水平的高低，直接影響到工程建成投入使用后的服務(wù)質(zhì)量和工作效率。在設(shè)計過程中，要嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范，確保各項數(shù)據(jù)計算準(zhǔn)確，參照標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用適當(dāng)。

1.1 氧化系統(tǒng)的設(shè)計

強(qiáng)制氧化是當(dāng)前有石膏脫水系統(tǒng)的脫硫裝置主要采用的方式，通過將石膏漿液內(nèi)的亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣，達(dá)到穩(wěn)定硫化物的目的。在這個操作中，濕法脫硫裝置強(qiáng)制氧化過程工藝水平受亞硫酸鹽氧化程度的影響很大，強(qiáng)制氧化程度越高，說明脫硫系統(tǒng)設(shè)計水平越理想。最好的情況下，強(qiáng)制氧化率應(yīng)基本達(dá)到百分之百。

實際工作中，部分脫硫裝置氧化環(huán)節(jié)的設(shè)計存在缺陷：氧化過程中空氣分布不均，或者為了追求經(jīng)濟(jì)效益而縮小氧化風(fēng)機(jī)容量與氧化區(qū)體積，結(jié)果投入使用后導(dǎo)致氧化裝置極易形成結(jié)垢，結(jié)垢增多成塊，導(dǎo)致噴嘴堵塞，蝶閥卡住，部分小口徑管道堵塞乃至流道面積縮小等問題發(fā)生。這使得裝置故障率變高，出力大幅降低甚至容易非正常停機(jī)。同時，亞硫酸鈣氧化率變低會導(dǎo)致脫硫效率和石灰石利用率下降，生成的石膏質(zhì)量也會下降，脫水機(jī)還會出現(xiàn)工作不正常的問題，從而使得脫硫設(shè)備整體運(yùn)行安全穩(wěn)定受到負(fù)面影響。

進(jìn)行氧化系統(tǒng)設(shè)計時，要全面考慮各種因素的影響，把機(jī)組特性、煙道漏風(fēng)率、煤種硫份、當(dāng)?shù)卮髿鈮?、?dāng)?shù)仄骄鶜鉁亍⒀趸諝獾牧鲃有?、氧化空氣的利用率等都納入設(shè)計影響因素的評價范圍，科學(xué)合理地開展設(shè)計工作。

1.2 關(guān)于漿液里氯離子的處理

石灰石-石膏濕法脫硫漿液中含有大量的氯離子，燃煤、脫硫過程中補(bǔ)充的水和吸收劑是其主要來源。其中，來自燃煤氯離子所占比例最高。工藝運(yùn)行正常的情況下，漿液中氯化物含量基本維持不變。液中的Cl-濃度對FGD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料的選擇有很大的影響。高濃度的Cl-濃度還影響脫硫效率和石灰石利用率，如果石膏中含有過量的可溶性氯化物會導(dǎo)致石膏利用價值明顯下降?；谏鲜鲈颍谠O(shè)計時要針對不同環(huán)節(jié)分別規(guī)定適合工藝需要的氯離子濃度，以符合原料特性，滿足設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)需求。根據(jù)相應(yīng)的廢水處理標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計符合生產(chǎn)實際和環(huán)保要求的廢水處理及排放系統(tǒng)，從而使系統(tǒng)始終運(yùn)行于工藝參數(shù)范圍之內(nèi)，并實現(xiàn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.3 關(guān)于系統(tǒng)防腐、防磨損設(shè)計

由于漿液中含有大量電解質(zhì)和固態(tài)物質(zhì)，使得脫硫裝置的腐蝕和磨損現(xiàn)象非常顯著，加強(qiáng)裝置防腐、防磨損設(shè)計是脫硫裝置設(shè)計的固定項目之一。主要由煙氣中及漿液中的硫化物﹑氯化物、漿液介質(zhì)所導(dǎo)致的設(shè)備腐蝕與磨損會嚴(yán)重影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性能。所以在脫硫裝置設(shè)計時必須考慮防腐和防磨損設(shè)計。

在實際工作中，經(jīng)常會有因裝置內(nèi)玻璃鱗片襯里、橡膠襯里沖刷過快而脫落，從而導(dǎo)致罐體、泵、管道、閥門等腐蝕、磨損嚴(yán)重，最終影響系統(tǒng)運(yùn)行的現(xiàn)象發(fā)生。深究其原因，往往是設(shè)備設(shè)計和材料選擇不夠科學(xué)恰當(dāng)。為妥善解決設(shè)備腐蝕、磨損過度問題，保障裝置正常安全運(yùn)行，在設(shè)計時，必須針對設(shè)備防腐、防磨損問題開展專項設(shè)計，要從結(jié)構(gòu)和材料兩個方面做好相應(yīng)處理，提高設(shè)備防腐和抗磨損能力。

1.4 系統(tǒng)防堵塞、結(jié)垢設(shè)計

濕法脫硫工藝中，結(jié)垢和堵塞是最主要、最嚴(yán)重的兩個問題，也是導(dǎo)致濕法脫硫裝置發(fā)生故障停機(jī)的最主要原因。結(jié)垢乃至堵塞是濕法脫硫工藝的固有產(chǎn)物，不能完全避免。實際上，結(jié)垢現(xiàn)象遍布裝置各處，包括吸收塔、氧化槽、管道、噴嘴、除霧器甚至換熱器等處都會形成石膏垢，結(jié)垢量達(dá)到一定程度就會導(dǎo)致設(shè)備壓損增加，形成堵塞，造成設(shè)備故障。開展防結(jié)垢堵塞設(shè)計，就是要通過科學(xué)合理的設(shè)計方案，在保障工藝正常運(yùn)行和脫硫效果下，盡可能地減少結(jié)垢乃至堵塞的產(chǎn)生，保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

1.5 系統(tǒng)防冰凍設(shè)計

濕法脫硫工藝的漿液中含有大量水分，冬季氣溫降到零度以下時，會產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象，影響工藝正常進(jìn)行。所以針對冬季氣溫低的地區(qū)，開展?jié)穹摿蚬こ淘O(shè)計時要把防凍措施納入考慮范圍之內(nèi)，按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行保溫處理。如果處置不當(dāng)，特別是伴熱效果不佳，當(dāng)氣溫過低時就會導(dǎo)致漿液結(jié)冰凍結(jié)，管道堵塞，嚴(yán)重威脅FGD裝置的安全運(yùn)行。濕法脫硫裝置通常采用的防凍措施包括沿管道敷設(shè)保溫層、伴熱帶等。增壓風(fēng)機(jī)稀油站關(guān)系到增壓風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行，必須做好防凍措施。對于時開時停的泵、管道及管件等部位，特別是易形成死區(qū)的管段，排空不暢的管道，小管徑且走向復(fù)雜的管段尤其要加強(qiáng)保溫防凍處理，在場地條件許可以及投資容許的范圍內(nèi)盡量設(shè)計在室內(nèi)。

2 進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的介質(zhì)參數(shù)與設(shè)計值的差異

雖然我們?nèi)婵紤]的濕法脫硫工藝的各種影響因素，并有針對性地采取必要措施，以降低各種負(fù)面影響，提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。但實際工作中，進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的介質(zhì)的特性往往變化較大，超出預(yù)設(shè)情況，造成系統(tǒng)運(yùn)行的不穩(wěn)定。這正是現(xiàn)階段濕法脫硫工藝共有的問題。

2.1 燃煤煤質(zhì)的變化

脫硫裝置設(shè)計對燃煤含硫量都是采取了預(yù)設(shè)的方法。但實際生產(chǎn)中，燃煤含硫量超出預(yù)設(shè)指標(biāo)范圍的現(xiàn)象常常發(fā)生，有時甚至高出預(yù)設(shè)指標(biāo)數(shù)倍以上。過高的含硫量導(dǎo)致整個吸收反應(yīng)系統(tǒng)動態(tài)平衡受到破壞，脫硫工作難以為續(xù)。

2.2 吸收劑品質(zhì)的變化

吸收劑的質(zhì)量直接關(guān)系到脫硫效率、石膏質(zhì)量和設(shè)備磨損程度。如果吸收劑的性能指標(biāo)與設(shè)計值不符，甚至出現(xiàn)較大偏差，就會導(dǎo)致脫硫效率和石膏質(zhì)量大幅下降和設(shè)備磨損程度的上升，其結(jié)果就是經(jīng)濟(jì)成本的增加和環(huán)保效益下降。

3 結(jié)束語

我國正處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展階段，環(huán)境保護(hù)形勢非常嚴(yán)峻。加強(qiáng)工業(yè)三廢處理，是提高我國社會主義建設(shè)事業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益、實現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。石灰石-石膏濕法脫硫工藝是處理工業(yè)含硫廢氣主要手段，脫硫企業(yè)要高度重視濕法脫硫工藝的重要意義，下大力氣深入開展?jié)穹摿蚬に嚨姆治雠c研究，不斷提高設(shè)計水平，優(yōu)化設(shè)計方案，從源頭消除脫硫裝置危險隱患，保障裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行，為國家經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展作出自己的貢獻(xiàn)。

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