目前,大部分火電廠煙氣脫硫系統采用石灰石—石膏濕法脫硫工藝,煙氣中夾帶的石膏漿液隨煙氣排放落到地面,對周邊環境帶來污染,這種現象就稱為“石膏雨”。特別是在如今取消氣—氣換熱器(GGH)裝置情況下,“石膏雨”現象尤為明顯。因此,充分的分析“石膏雨”產生的原因并提前預防和改進設計是非常有必要的。
1、“石膏雨”現象成因分析
1.1、煙氣通過脫硫后溫度較低
進入吸收塔的煙氣通過脫硫后,溫度降低,在無煙氣再熱措施下,排煙溫度較低,煙氣自煙囪口排出后不能有效地抬升、擴散到大氣中,很快凝結成小液滴落下,形成“石膏雨”。特別是當地氣溫較低、氣壓較低或在陰霾天氣的時間段,“石膏雨”更易形成。
1.2、煙氣通過除霧器時流速過高
煙氣流速過高,其夾帶石膏漿液能力增強,除霧器除霧效果降低,隨煙氣排出煙囪的石膏漿液量增多,更易形成“石膏雨”。因此,將煙氣流速控制在一個最優的范圍內是尤為重要的。
1.3、除霧器入口煙氣分布不均
煙氣經脫硫后,通過除霧器時分布不均,致使局部除霧器出現堵塞現象,煙氣流動的通道變小,流速加快,夾帶石膏漿液能力進一步加強,更易形成“石膏雨”現象。
除以上成因以外,除霧器的除霧效果,原煙氣中的煙塵顆粒物含量,吸收塔的設計,裝置的運行操作等都會影響到煙氣中的漿液夾帶量,從而影響到“石膏雨”的形成。
2、“石膏雨”的應對對策
2.1、設計時選擇合適的煙氣流速
吸收塔設計煙氣流速一般為3.5~4.0m/s左右,除霧器中煙氣流速稍高于塔內流速。塔內煙氣流速應該綜合多方面因素,設計合適的流速,才能避免“石膏雨”。
2.2、設計時選擇合適的液氣比
液氣比(L/G)是指單位時間內循環漿液量與煙氣的體積比,是保證脫硫效率的關鍵指標之一。吸收塔的液氣比一般控制在10~15L/m3,足夠的液氣比是保證脫硫效率的前提,但液氣比不能設計過高,過高的液氣比會使煙氣中夾帶的石膏漿液量增加,同時會增加除霧器的負荷,更易形成“石膏雨”。因此,選擇合適的液氣比非常重要。
2.3、選擇合適的除霧器類型和合理的沖洗系統
較之平板式除霧器,屋脊式除霧器能有效減少漿液夾帶和更好的安全性,在選擇除霧器類型時,應綜合考慮到可行性和經濟性,選擇最優的形式。在設計除霧器沖洗系統時要考慮沖洗面的選擇、沖洗水壓力、沖洗強度、噴嘴角度、沖洗頻率、沖洗水水質等。沖洗方式宜采用“一級底,一級頂、二級底”的方式。
2.4、合理的噴淋設計
設計合理的噴嘴入口壓力和噴淋方式。噴嘴入口壓力高,噴出的漿液中小粒徑的比例增多易形成“石膏雨”,因此在設計上對漿液循環泵至噴嘴入口處的管道、噴淋層及管件等沿程阻力應詳細計算,確定準確的循環泵揚程,保證噴嘴的霧化效果。
除以上之外,在脫硫系統運行過程中控制好除霧器壓差、漿液PH值、漿液密度等都能有效的減少“石膏雨”的形成。正常情況下,PH值應控制在5~6范圍內。漿液PH值高,能提高脫硫效果,但高的PH值也會帶來負面影響。由于PH值高,漿液中的石灰石漿液濃度高,易在系統表面結垢,造成除霧器堵塞等,因此漿液的PH值應在設計值范圍內操作。而漿液密度宜控制在1.15Kg/L以內,對應的漿液含固量為20%。
3、結束語
通過上述分析,在煙氣脫硫系統設計和運行中充分考慮設計合理、設備選型合適、運行操作得當等因素,系統運作過程中產生的“石膏雨”現象在很大程度上能夠得到解決。
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