石灰石-石膏濕法脫硫是目前我國(guó)火電廠應(yīng)用最廣泛的脫硫工藝,除霧器是濕法脫硫中必不可少的重要設(shè)備,當(dāng)含有污染物的煙氣經(jīng)過(guò)噴淋區(qū)霧化的漿液后,煙氣繼續(xù)向上流動(dòng),為了減少煙氣中的含水,需要在吸收塔的出口布置除霧器以除掉煙氣中大顆粒的液滴。對(duì)不設(shè)GGH 的脫硫系統(tǒng),由于排煙溫度較低,煙氣擴(kuò)散條件不利,在運(yùn)行過(guò)程中如果參數(shù)控制不佳,煙氣攜帶的液滴會(huì)在煙囪出口形成“石膏雨”,影響電廠周圍環(huán)境,嚴(yán)重時(shí)引發(fā)除霧器的堵塞停運(yùn)和煙道腐蝕事件,更有甚者將可能造成除霧器的坍塌。
一、 除霧器堵塞的主要原因
1.1 石膏漿液中亞硫酸鈣含量偏高,并被煙氣帶走沉積由于吸收塔中石膏漿液中亞硫酸鈣含量偏高,煙氣攜帶的亞硫酸鈣也隨之上升。亞硫酸鈣隨液滴進(jìn)入除霧器后,會(huì)在除霧器葉片上形成軟垢。這部分軟垢慢慢地被氧化,經(jīng)過(guò)結(jié)晶、長(zhǎng)大最終形成硬垢,逐漸堵塞除霧器。該廠石膏漿液中亞硫酸鈣含量偏高的原因大致有以下2 種。
(1) pH 值控制不當(dāng),亞硫酸鈣難以被及時(shí)氧化。適當(dāng)?shù)臐{液pH 值既可以保證脫硫系統(tǒng)正常的脫硫效率,又能使石灰石漿液被充分利用。實(shí)踐表明,吸收塔石膏漿液pH值維持在5.2 ~ 5.5時(shí)脫硫效率最理想。但由于電廠有時(shí)燃燒高硫煤,排出的煙氣中二氧化硫含量較高,運(yùn)行人員向吸收塔中補(bǔ)充大量的石灰石漿液,以保證吸收塔漿液pH 值。漿液中亞硫酸鈣鹽類物質(zhì)含量過(guò)大,在一定程度上抑制樂(lè)亞硫酸鈣氧化和碳酸鈣的溶解,使?jié){液中的亞硫酸鈣和碳酸鈣的含量過(guò)高,隨著含有亞硫酸鈣和碳酸鈣成分的液滴被煙氣帶走,除霧器的結(jié)垢與堵塞現(xiàn)象也不斷加重。
(2) 液位控制不當(dāng),氧化不充分。濕法脫硫系統(tǒng)采用強(qiáng)制氧化方式來(lái)氧化脫硫過(guò)程中生成的亞硫酸鹽,氧化風(fēng)機(jī)出力正常。但由于吸收塔石膏漿液液位長(zhǎng)期控制低于設(shè)計(jì)值,縮短了氧化空間,因此在原煙氣中二氧化硫含量大幅增加時(shí),漿液中生成的亞硫酸鈣將大大增加。即使氧化空氣能得到保證,因氧化空間被壓縮,對(duì)二氧化硫的氧化效果也很難得到保證,尤其是在高pH值條件下。如果此時(shí)真空皮帶脫水系統(tǒng)出現(xiàn)故障,則吸收塔石膏漿液濃度將持續(xù)增加。高濃度的石膏漿液會(huì)進(jìn)一步壓縮亞硫酸鈣與氧氣的接觸機(jī)會(huì),進(jìn)而壓縮氧化時(shí)間和空間,石膏漿液中亞硫酸鈣含量大幅超標(biāo)將難以避免。
1.2 吸收塔漿液過(guò)飽和,煙氣含固量增加亞硫酸鈣、硫酸鈣在石膏漿液中的溶解度均較小,尤其在漿液pH 值較高的情況下它們的溶解度就更小。當(dāng)亞硫酸鈣、硫酸鈣的含量超過(guò)石膏漿液的吸收極限時(shí),亞硫酸鈣、硫酸鈣就會(huì)以晶體的形式開始沉積。當(dāng)漿液相對(duì)飽和濃度達(dá)到一定值時(shí),亞硫酸鈣、硫酸鈣將按異相成核作用在漿液中已有的晶體表面上生長(zhǎng)。當(dāng)漿液相對(duì)飽和度大于引起均相成核作用的臨界飽和度時(shí),亞硫酸鈣、硫酸鈣就會(huì)在漿液中形成新的微小晶核,這些微小晶核將在容器表面上逐漸生長(zhǎng)成堅(jiān)硬垢物。因此,當(dāng)漿液濃度超過(guò)1 120 kg/m3時(shí),應(yīng)啟動(dòng)真空皮帶脫水系統(tǒng)。但實(shí)際操作中,真空皮帶脫水系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的漿液濃度往往比規(guī)定值高。此外,在真空皮帶脫水系統(tǒng)因皮帶跑偏、沖洗水壓力低、旋流子堵塞等原因停運(yùn)處理缺陷期間,吸收塔里的漿液濃度將不斷增加,甚至高達(dá)1 160kg/m3,遠(yuǎn)超1 120 kg/m3 的控制標(biāo)準(zhǔn),使得硫酸鹽濃度超過(guò)臨界飽和度而不斷結(jié)晶沉積,煙氣攜帶固體顆粒量也大大增加。若按正常的沖洗周期和沖洗水量,這些固體顆粒難以完全清除。未清除的顆粒黏附在除霧器表面,會(huì)逐漸長(zhǎng)大,形成垢物。
1.3 除霧器沖洗周期長(zhǎng),效果不理想通過(guò)正常的除霧器沖洗,可將附著在除霧器表面的少量石膏顆粒、石灰石、飛灰沖走,但沖洗周期長(zhǎng)短應(yīng)適度。如果沖洗周期太長(zhǎng),煙氣液滴中攜帶的固體會(huì)不斷附著在除霧器表面,在高溫?zé)煔獾牟粩鄾_刷下逐步硬化,直至形成厚實(shí)致密的硬垢;但如果沖洗過(guò)于頻繁,又將導(dǎo)致煙氣帶水量加大。在脫硫系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中,要求每個(gè)班組沖洗除霧器1次/2小時(shí)。但有的班組要么忘記了沖洗,要么與上個(gè)班組的沖洗時(shí)間相隔很長(zhǎng),要么未根據(jù)吸收塔漿液濃度和除霧器壓差的實(shí)際情況調(diào)整沖洗頻率。隨著除霧器結(jié)垢量的增長(zhǎng),沖洗除霧器的效果大大減弱,最終造成除霧器的嚴(yán)重堵塞。
二、 防范措施
2.1 嚴(yán)格控制吸收塔漿液pH 值將吸收塔漿液pH 值控制在5.0~5.2,在煙氣中二氧化硫含量發(fā)生較大變化時(shí),要及時(shí)調(diào)整石灰石漿液的加入量,控制pH值在5.4~5.6。
2.2 維持吸收塔液位在7.5~8.0米之間,給亞硫酸鈣的足夠的氧化空間,同時(shí),要控制好漿液濃度,定時(shí)啟動(dòng)脫水系統(tǒng),防止?jié){液濃度過(guò)高導(dǎo)致漿液品質(zhì)惡化,影響脫硫效率及造成其他附屬設(shè)備的隱患。
2.3 根據(jù)吸收塔液位及除霧器壓差,合理調(diào)整除霧器沖洗時(shí)間間隔至少為1次/2小時(shí);發(fā)現(xiàn)除霧器壓差異常,應(yīng)及時(shí)通知維護(hù)人員對(duì)除霧器壓差表計(jì)進(jìn)行維護(hù)作業(yè)。
2.4 遇停機(jī)時(shí)應(yīng)徹底清理除霧器表面的結(jié)垢,以保證除霧器正常投運(yùn)。
2.5 加強(qiáng)運(yùn)行操作人員培訓(xùn)和考核力度,杜絕由于運(yùn)行人員操作不當(dāng)導(dǎo)致除霧器堵塞現(xiàn)象發(fā)生。