4 湿式石灰石(石灰)-石膏法存在的主要问题和解决途径 湿式石灰石(石灰)——石膏法脱硫系统存在的最主要问题是设备的腐蚀、结垢、堵塞和磨损。这些问题解决的好坏直接关系到整个系统的脱硫效率、运行可靠性、检修维护工作量以及设备使用寿命,这也是评价—个脱硫工程项目优劣的主要方面之一。 (1)腐蚀:湿法烟气脱硫系统的腐蚀源主体为烟气中的SO2,在脱硫工况下,SO2首先进入液相,生成H2SO3,及H2SO4,再与吸收剂反应形成硫酸盐沉淀分离。在此阶段正处于稀硫酸的活化腐蚀温度;另外,烟气中的NOx、吸收浆液中的水及其中所含氯离子对金属基体也有腐蚀能力;而固体物料的冲刷则加剧了腐蚀。另外还存在一种结晶腐蚀:部分可溶性硫酸盐、亚硫酸盐液相进入防腐层毛细孔,在脱硫系统运行和停用的干湿状态交替作用下,毛细孔内形成体积膨胀的结晶硫酸盐,使防腐材料产生内应力,进而脱皮、粉化裂缝,加速腐蚀。 (2)结垢:在钙基湿法脱硫工艺中,结垢的主要物质是CaSO3,而CaSO4则是其次。原因是CaSO4是较硬的颗粒物附着结垢,易被冲刷掉;而CaSO3结垢是粘附着物,不易冲刷。 (3)堵塞与磨损:堵塞与磨损主要存在于雾化喷头、输浆泵及管路系统,严重影响湿法脱硫系统的正常运转,它是困扰钙基湿法脱硫技术的应用与发展重要原因。 腐蚀、结垢、堵塞和磨损问题应从静态和动态两个方面解决: (1)设备必须采用防腐、耐磨材料,雾化喷头采用大口径螺旋结构,输浆泵及管路系统进行防腐防磨处理,如内衬橡胶和作搪瓷处理。吸收反应塔塔体、除雾器等关键部件采用耐蚀金属和耐蚀金属与碳钢复合材料本体,如316L不锈钢、碳钢+防腐(材料为玻璃鳞片胶)等,虽然腐蚀问题解决的不够彻底,但成本相对低廉。而麻石塔体则存在渗漏问题,重量、体积大,维修工作量大;镍合金、整体玻璃钢结构由于材质、制造技术和造价问题,国内还不适用。 (2)在工艺设计上,①采用自动监控系统,对有关工艺参数特别是浆液的PH值、液化比、脱硫剂加入量等进行实时自动控制;②设置工艺水洗涤系统,定期对管路、雾化喷头、除雾器等部件进行冲洗,冲洗水作为脱硫系统的补充水;③不论是回收法和抛弃法,在浆液循环池中均应设置曝气风机,通过强制鼓风将脱硫产物CaSO3,迅速氧化为CaSO4,可有效阻止结垢。另外一个原因是:CaSO3在环境中不稳定,经日晒雨淋高温作用,会释放出SO2,造成二次污染;④根据煤矿矸石综合利用电厂锅炉选型小、台数多、停炉检修频繁等特点,脱硫系统多个炉子共用一个吸收反应塔可减少因干湿交替导致的腐蚀。另外,脱硫系统尽可能地设在锅炉引风机之后。 (1)矸石综合利用电厂所采用的循环流化床锅炉具有较高的炉内脱硫率,在燃料含硫分不太高时(小于2%),可通过炉内加钙达到60%-80%的脱硫率,从而实现达标排放,低硫煤产区可优先选择单纯的炉内脱硫方案。 (2)燃料含硫分较高而二氧化硫排放标准要求又比较严格的地区,单纯的炉内脱硫从技术上经济上均非最佳选择,炉外烟气脱硫系统是必不可少的。燃料含硫分特别高的,可采取炉内脱硫与炉外烟气脱硫相结合的方式,炉内脱硫率宜设计为40%左右。 (3)小型矸石综合利用电厂的炉外烟气脱硫宜优先选择投资适中、运行费用较低的简易石灰石(石灰)—石膏法抛弃法,并[s:152]多炉合用一个吸收反应塔的方案。 (4)钙基湿法脱硫工艺应当有完备的自动监控系统,并妥善解决系统的腐蚀、结垢、堵塞和磨损问题,只有如此才能实现稳定的高脱硫效率,保障整个脱硫系统的正常运转。
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