石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的控制與運(yùn)行

唐捷

摘要：隨著近年來(lái)生活水平的提高，用電量急劇增加，煤炭用量也隨之增加，而對(duì)電廠常用的處理燃燒廢物的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的要求也提高許多，其運(yùn)行過(guò)程中需要控制的主要運(yùn)行參數(shù)和方法有很多，這些控制方法和參數(shù)對(duì)脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保證SO2濃度的達(dá)標(biāo)排放將起到積極的控制作用。

關(guān)鍵詞：石灰石；脫硫；控制運(yùn)行

Ⅰ.吸收塔漿液密度的影響

吸收塔漿液密度也是石灰石濕法脫硫運(yùn)行中重要的控制參數(shù)之一。因?yàn)槲账{液中的Ca2SO4濃度過(guò)低，無(wú)法在漿液池內(nèi)正常析出結(jié)晶或形成的結(jié)晶晶體顆粒較小，影響其脫水效果，從而影響其石膏的品質(zhì)；相反，漿液中的Ca2SO4濃度過(guò)高，則易在吸收塔內(nèi)壁及漿液循環(huán)泵管口等處發(fā)生結(jié)垢堵塞，同時(shí)漿液的密度過(guò)大，也增加了漿液循環(huán)泵的用電量。通常在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)進(jìn)行不同密度的漿液脫水后分析石膏的含水量確定。

我們知道現(xiàn)在各電廠主流吸收塔正常運(yùn)行時(shí)漿液密度控制到1080-1120kg/m3左右，現(xiàn)在我們是新電廠，新吸收塔設(shè)備。吸收塔脫水效果好，漿液密度可以控制在1040-1080kg/m3，石膏的品質(zhì)很好。還有些電廠漿液密度在1110-1150kg/m3運(yùn)行，也很穩(wěn)定。不同的設(shè)備的控制參數(shù)并不完全相同，但主流吸收塔漿液密度的不同，其煙氣脫硫效率不同，主要從以下幾個(gè)方面控制。

⑴.吸收塔漿液的pH控制

吸收塔漿液pH是脫硫系統(tǒng)最重要的運(yùn)行參數(shù)之一。pH的調(diào)整不但影響系統(tǒng)的脫硫效率，同時(shí)也影響石灰石的用量、石膏的品質(zhì)及鈣硫比的大小，還影響石膏的脫水性能。PH越高脫硫效率越高，但石灰石的利用率越低，鈣硫比越大，則需要的石灰石用量越大，并且石膏純度越低，反之亦然。反映石灰石利用率的是鈣硫比，PH越小，鈣硫比越小，反之亦然。因此在相同環(huán)境下，漿液密度控制在1040-1080kg/m3時(shí)，其脫硫系統(tǒng)的效率會(huì)比漿液密度控制在1110-1150kg/m3更好。

⑵.石灰石細(xì)度的控制

顆粒的細(xì)度直接影響脫硫的反應(yīng)速度。石灰石顆粒直徑小，反應(yīng)速度快，利用率高，相反，如果直徑偏大，則造成反應(yīng)速度和石灰石利用率的降低。通常采用石灰石粉直接配制的系統(tǒng)，其石灰石粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%通過(guò)直徑為61μm篩子為合格，采用石灰石濕磨機(jī)的系統(tǒng)，其石灰石顆粒直徑則控制為43μm且90%的過(guò)篩率。對(duì)不同的石灰石漿液制備系統(tǒng)，其制備的運(yùn)行控制也有所不同。在PH相同的情況下，石灰石的顆粒直徑越小，則其鈣硫比就越小，但制備費(fèi)用越大，反之亦然。石灰石的細(xì)度越小，吸收塔漿液的密度也就越小，所以在低密度下運(yùn)行的系統(tǒng)更合理。

⑶.濕磨機(jī)石灰石漿液制備系統(tǒng)的運(yùn)行和控制

針對(duì)濕磨機(jī)存在的問(wèn)題，運(yùn)行控制措施如下：①磨機(jī)中的鋼球量必須足夠，同時(shí)各種直徑的鋼球配比應(yīng)符合生產(chǎn)廠商的設(shè)計(jì)。與煤的球磨機(jī)不同，由于石灰石磨機(jī)鋼球是與酸性的液體接觸，在運(yùn)行過(guò)程中使其被腐蝕直徑變小。因而在補(bǔ)充鋼球時(shí)往往是補(bǔ)充直徑最大的鋼球。最好是根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)充。②進(jìn)入磨機(jī)的水量必須符合要求，這是保證石灰石漿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)符合要求的前提。③調(diào)整石灰石漿液旋流器壓力。石灰石漿液旋流器壓力是影響石灰石漿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)和細(xì)度最重要的參數(shù)。旋流器運(yùn)行時(shí)壓力過(guò)小，則制得的石灰石漿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小，石灰石顆粒直徑過(guò)小，相應(yīng)磨機(jī)的出力就不能達(dá)到設(shè)計(jì)出力。同時(shí)，旋流器溢流的石灰石漿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)小，，會(huì)造成旋流器底流石灰石質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)高，導(dǎo)致吸收塔漿液密度過(guò)高，很容易造成石灰石漿液回流管的堵塞。應(yīng)在滿足控制密度前提下，選擇低濃度漿液密度1040-1080kg/m3時(shí)，其脫硫系統(tǒng)的效率會(huì)比漿液密度控制在1110-1150kg/m3更經(jīng)濟(jì)化。

⑷漿液管道的沖洗

漿液泵及管道停運(yùn)時(shí)的沖洗順控是石灰石濕法脫硫系統(tǒng)最重要的順控步驟之一。由于石灰石濕法脫硫系統(tǒng)需要數(shù)量較多的水泵和管道來(lái)輸送石灰石漿液、石膏漿液及含石膏漿液的脫硫廢水、濾液水（通常稱為漿液管道和漿液泵），并且這些漿液固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)相當(dāng)高，如石灰石漿液輸送時(shí)固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)30%，石膏漿液固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在15%左右，而液柱塔的脫硫系統(tǒng)固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)則高達(dá)30%。當(dāng)漿液泵和管道停運(yùn)后如不及時(shí)將這些漿液排放干凈，特別是石膏漿液，則沉積在管道和泵殼底部，如果停運(yùn)時(shí)間稍長(zhǎng)，石膏將脫水變成較硬的石膏垢，有可能造成泵的進(jìn)出口閥門(mén)、漿液管道中的其它閥門(mén)開(kāi)、關(guān)失靈或關(guān)閉不嚴(yán)，嚴(yán)重時(shí)可能造成漿液泵無(wú)法啟動(dòng)。為此，當(dāng)漿液泵和管道輸送完畢停運(yùn)后必須將管道和泵體內(nèi)的漿液排放完，然后用清水沖洗干凈漿液管道和泵的沖洗一般都是由順控實(shí)現(xiàn)的，因此對(duì)沖洗時(shí)間要進(jìn)行測(cè)定或設(shè)定，如果沖洗時(shí)間過(guò)短，達(dá)不到?jīng)_洗效果；沖洗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則浪費(fèi)水資源。一般管路的沖洗時(shí)間測(cè)定可采用如下方法：?jiǎn)?dòng)工藝水泵，打開(kāi)沖洗閥門(mén)，在要測(cè)定管路的沖洗終點(diǎn)打開(kāi)排放口觀察或用耳聽(tīng)、手感觸等方法來(lái)測(cè)定其沖洗時(shí)間。在順控程序中，可根據(jù)測(cè)定時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)，以保證沖洗效果。

⑸石膏脫水系統(tǒng)的運(yùn)行和控制

石膏漿液旋流器壓力是影響石膏一級(jí)脫水的一個(gè)最主要的參數(shù)。石膏漿液旋流器與石灰石磨機(jī)系統(tǒng)中的石灰石漿液旋流器不同的是旋流器底流有較高的固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)，而溢流的固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)很低。因?yàn)檫M(jìn)入真空皮帶機(jī)的底流質(zhì)量分?jǐn)?shù)高有利于脫水。石膏旋流器的溢流固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般控制在1%～3%左右，其固體通常是顆粒細(xì)小、未完全反應(yīng)的吸收劑和石膏晶體等。旋流的底流固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般控制在45%～50%范圍，固體顆粒主要為粗大的石膏結(jié)晶。最優(yōu)的石膏旋流器壓力是通過(guò)試驗(yàn)得出的，通常在120～150KPa范圍。

綜上所述，從脫硫系統(tǒng)的整體能耗、設(shè)備磨損、系統(tǒng)穩(wěn)定性、石膏品質(zhì)、水耗、石灰石粉耗等方面來(lái)看，吸收塔正常運(yùn)行控制在低密度1040-1080kg/m3下，能更穩(wěn)定，更合理，更經(jīng)濟(jì)的處理煙氣。

Ⅱ廢水量的控制

脫硫廢水的水量關(guān)鍵取決于吸收塔內(nèi)Cl-質(zhì)量濃度的控制。漿液中的Cl-質(zhì)量濃度太高，石膏品質(zhì)下降，漿液對(duì)設(shè)備的腐蝕性增加；漿液中的Cl-質(zhì)量濃度過(guò)低，脫硫廢水的水量增大，廢水處理的成本增加。根據(jù)濕法脫硫系統(tǒng)的防腐設(shè)計(jì)，系統(tǒng)防腐等級(jí)是允許吸收塔漿液中Cl-質(zhì)量濃度小于20g/L。為了控制漿液中Cl-質(zhì)量濃度，定期分析漿液成分非常有必要。

Ⅲ脫硫廢水處理pH的控制

在脫硫廢水處理的運(yùn)行中，pH的調(diào)整和控制是影響廢水處理后排放是否達(dá)標(biāo)最關(guān)鍵的因素之一。因?yàn)閜H的大小不但影響到懸浮物的混凝效果，也影響到重金屬沉淀效果。目前國(guó)內(nèi)各火電廠脫硫廢水處理運(yùn)行規(guī)程或設(shè)計(jì)都是規(guī)定廢水的pH調(diào)整范圍為9.0～9.5。但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，如果廢水的pH控制在此范圍，在處理后的清水中必須加鹽酸中和使pH在6～9范圍才能符合排放標(biāo)準(zhǔn)，而脫硫廢水處理系統(tǒng)設(shè)置的鹽酸加藥處理操作非常麻煩，也相當(dāng)危險(xiǎn)，同時(shí)配套的鹽酸儲(chǔ)藏箱容積一般只有1m3左右，頻繁的卸酸過(guò)程中造成的污染對(duì)運(yùn)行人員有較大的傷害。因此，根據(jù)調(diào)試和運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，廢水的pH調(diào)整在8.80左右比較合適，這樣既保證了廢水混凝和重金屬沉淀所需要的pH值，又避免了處理后清水再次加鹽酸中和對(duì)于脫硫廢水pH的調(diào)整所需要的堿通常是用石灰加水調(diào)制，其質(zhì)量濃度控制在5%左右。用石灰作為堿調(diào)整廢水pH另外一個(gè)作用就是可以同時(shí)處理廢水中的氟離子，將氟離子質(zhì)量濃度降到10mg/L以下來(lái)滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]《石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行與控制》郭金獅、林朝扶